1、04 | 理論一：當(dāng)談?wù)撁嫦驅(qū)ο蟮臅r候，我們到底在談?wù)撌裁矗?019-11-11 王爭設(shè)計模式之美進入課程講述：馮永吉時長 14:38 大小 13.41M考慮到各個水平層次的同學(xué)，并且保證專欄內(nèi)容的系統(tǒng)性、全面性，我會循序漸進地講解跟設(shè)計模式相關(guān)的所有內(nèi)容。所以，專欄正文的第一個模塊，我會講一些設(shè)計原則、設(shè)計思 想，比如，面向?qū)ο笤O(shè)計思想、經(jīng)典設(shè)計原則以及重構(gòu)相關(guān)的知識，為之后學(xué)習(xí)設(shè)計模式做 鋪墊。在第一個模塊中，我們又首先會講到面向?qū)ο笙嚓P(guān)的理論知識。提到面向?qū)ο?，我相信很多人都不陌生，隨口都可以說出面向?qū)ο蟮乃拇筇匦裕悍庋b、抽象、繼承、多態(tài)。實際上，面向?qū)ο筮@個概念包含的內(nèi)容還不止這些。所

2、以，今天我打算花一節(jié)課的時間，先大概跟你聊一下，當(dāng)我們談?wù)撁嫦驅(qū)ο蟮臅r候，經(jīng)常會談到的一些概念和知識點，為學(xué)習(xí)后面的幾節(jié)更加細化的內(nèi)容做一個鋪墊。 下載APP 特別說明一下，對于今天講到的概念和知識點，大部分我都是點到為止，并沒有展開詳細講解。如果你看了之后，對某個概念和知識點還不是很清楚，那也沒有關(guān)系。在后面的幾節(jié)課 中，我會花更多的篇幅，對今天講到的每個概念和知識點，結(jié)合具體的例子，一一做詳細的 講解。什么是面向?qū)ο缶幊毯兔嫦驅(qū)ο缶幊陶Z言？面向?qū)ο缶幊痰挠⑽目s寫是 OOP，全稱是 Object Oriented Programming。對應(yīng)地，面向?qū)ο缶幊陶Z言的英文縮寫是 OOPL，全稱是

3、 Object Oriented ProgrammingLanguage。面向?qū)ο缶幊讨杏袃蓚€非常重要、非?；A(chǔ)的概念，那就是類（class）和對象（object）。這兩個概念最早出現(xiàn)在 1960 年，在 Simula 這種編程語言中第一次使用。而面向?qū)ο缶幊踢@個概念第一次被使用是在 Smalltalk 這種編程語言中。Smalltalk 被認(rèn)為是第一個真正意義上的面向?qū)ο缶幊陶Z言。1980 年左右，C+ 的出現(xiàn)，帶動了面向?qū)ο缶幊痰牧餍?，也使得面向?qū)ο缶幊瘫辉絹碓蕉嗟娜苏J(rèn)可。直到今天，如果不按照嚴(yán)格的定義來說，大部分編程語言都是面向?qū)ο缶幊陶Z 言，比如 Java、C+、Go、Python、C

4、#、Ruby、JavaScript、Objective-C、Scala、PHP、Perl 等等。除此之外，大部分程序員在開發(fā)項目的時候，都是基于面向?qū)ο缶幊陶Z言進行的面向?qū)ο缶幊?。以上是面向?qū)ο缶幊痰拇蟾虐l(fā)展歷史。在剛剛的描述中，我著重提到了兩個概念，面向?qū)ο缶幊毯兔嫦驅(qū)ο缶幊陶Z言。那究竟什么是面向?qū)ο缶幊?？什么語言才算是面向?qū)ο缶幊陶Z言呢？如果非得給出一個定義的話，我覺得可以用下面兩句話來概括。面向?qū)ο缶幊淌且环N編程范式或編程風(fēng)格。它以類或?qū)ο笞鳛榻M織代碼的基本單元，并將封裝、抽象、繼承、多態(tài)四個特性，作為代碼設(shè)計和實現(xiàn)的基石 。面向?qū)ο缶幊陶Z言是支持類或?qū)ο蟮恼Z法機制，并有現(xiàn)成的語法機制，

5、能方便地實現(xiàn)面向?qū)ο缶幊趟拇筇匦裕ǚ庋b、抽象、繼承、多態(tài)）的編程語言。一般來講， 面向?qū)ο缶幊潭际峭ㄟ^使用面向?qū)ο缶幊陶Z言來進行的，但是，不用面向?qū)ο缶幊陶Z言，我們照樣可以進行面向?qū)ο缶幊?。反過來講，即便我們使用面向?qū)ο缶幊陶Z言，寫出來的代碼也不一定是面向?qū)ο缶幊田L(fēng)格的，也有可能是面向過程編程風(fēng)格的。這里聽起來是不是有點繞？不過沒關(guān)系，我們在后面的第 7 節(jié)課中，會詳細講解這個問題。除此之外，從定義中，我們還可以發(fā)現(xiàn)，理解面向?qū)ο缶幊碳懊嫦驅(qū)ο缶幊陶Z言兩個概念， 其中最關(guān)鍵的一點就是理解面向?qū)ο缶幊痰乃拇筇匦?。這四大特性分別是：封裝、抽象、繼承、多態(tài)。不過，關(guān)于面向?qū)ο缶幊痰奶匦?，也有另外一種

6、說法，那就是只包含三大特性： 封裝、繼承、多態(tài)，不包含抽象。為什么會有這種分歧呢？抽象為什么可以排除在面向?qū)ο缶幊烫匦灾饽?？關(guān)于這個問題，在下一節(jié)課詳細講解這四大特性的時候，我還會再拿出來說一下。不過，話說回來，實際上，我們沒必要糾結(jié)到底是四大特性還是三大特性，關(guān)鍵還是理解每種特性講的是什么內(nèi)容、存在的意義以及能解決什么問題。而且，在技術(shù)圈里，封裝、抽象、繼承、多態(tài)也并不是固定地被叫作“四大特性”（features），也有人稱它們?yōu)槊嫦驅(qū)ο缶幊痰乃拇蟾拍睿╟oncepts）、四大基石（cornerstones）、四大基礎(chǔ)（fundamentals）、四大支柱（pillars）等等。你也發(fā)現(xiàn)了

7、吧，叫法挺混亂的。不過，叫什么并不重要。我們只需要知道，這是前人進行面向?qū)ο缶幊踢^程中總結(jié)出來的、能讓我們更容易地實現(xiàn)各種設(shè)計思路的幾個編程套路，這就夠了。在之后的課程講解中，我統(tǒng)一把它們叫作“四大特性”。如何判定某編程語言是否是面向?qū)ο缶幊陶Z言？如果你足夠細心，你可能已經(jīng)留意到，在我剛剛的講解中，我提到，“如果不按照嚴(yán)格的定義來說，大部分編程語言都是面向?qū)ο缶幊陶Z言”。為什么要加上“如果不按照嚴(yán)格的定 義”這個前提呢？那是因為，如果按照剛剛我們給出的嚴(yán)格的面向?qū)ο缶幊陶Z言的定義，前面提到的有些編程語言，并不是嚴(yán)格意義上的面向?qū)ο缶幊陶Z言，比如JavaScript，它不支持封裝和繼承特性，按照

8、嚴(yán)格的定義，它不算是面向?qū)ο缶幊陶Z言，但在某種意義上，它又可以算得上是一種面向?qū)ο缶幊陶Z言。我為什么這么說呢？到底該如何判斷一個編程語言是否是面向?qū)ο缶幊陶Z言呢？還記得我們前面給出的面向?qū)ο缶幊碳懊嫦驅(qū)ο缶幊陶Z言的定義嗎？如果忘記了，你可以先翻到上面回顧一下。不過，我必須坦誠告訴你，那個定義是我自己給出的。實際上，對于什么是面向?qū)ο缶幊?、什么是面向?qū)ο缶幊陶Z言，并沒有一個官方的、統(tǒng)一的定義。而且，從1960 年，也就是 60 年前面向?qū)ο缶幊陶Q生開始，這兩個概念就在不停地演化，所以，也無法給出一個明確的定義，也沒有必要給出一個明確定義。實際上，面向?qū)ο缶幊虖淖置嫔?，按照最簡單、最原始的方式來?/p>

9、解，就是將對象或類作為代碼組織的基本單元，來進行編程的一種編程范式或者編程風(fēng)格，并不一定需要封裝、抽 象、繼承、多態(tài)這四大特性的支持。但是，在進行面向?qū)ο缶幊痰倪^程中，人們不停地總結(jié) 發(fā)現(xiàn)，有了這四大特性，我們就能更容易地實現(xiàn)各種面向?qū)ο蟮拇a設(shè)計思路。比如，我們在面向?qū)ο缶幊痰倪^程中，經(jīng)常會遇到 is-a 這種類關(guān)系（比如狗是一種動物），而繼承這個特性就能很好地支持這種 is-a 的代碼設(shè)計思路，并且解決代碼復(fù)用的問題，所以，繼承就成了面向?qū)ο缶幊痰乃拇筇匦灾?。但是隨著編程語言的不斷迭代、演化，人們發(fā)現(xiàn)繼承這種特性容易造成層次不清、代碼混亂，所以，很多編程語言在設(shè)計的時候就開始摒棄繼承特性

10、，比如 Go 語言。但是，我們并不能因為它摒棄了繼承特性，就一刀切地認(rèn)為它不是面向?qū)ο缶幊陶Z言了。實際上，我個人覺得，只要某種編程語言支持類或?qū)ο蟮恼Z法概念，并且以此作為組織代碼的基本單元，那就可以被粗略地認(rèn)為它就是面向?qū)ο缶幊陶Z言了。至于是否有現(xiàn)成的語法機制，完全地支持了面向?qū)ο缶幊痰乃拇筇匦?、是否對四大特性有所取舍和?yōu)化，可以不作為判定的標(biāo)準(zhǔn)。基于此，我們才有了前面的說法，按照嚴(yán)格的定義，很多語言都不能算得上面向?qū)ο缶幊陶Z言，但按照不嚴(yán)格的定義來講，現(xiàn)在流行的大部分編程語言都是面向?qū)ο缶幊陶Z言。所以，多說一句，關(guān)于這個問題，我們一定不要過于學(xué)院派，非要給面向?qū)ο缶幊?、面向?qū)ο缶幊陶Z言下個死

11、定義，非得對某種語言是否是面向?qū)ο缶幊陶Z言爭個一清二白，這樣做意義不大。什么是面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計？前面我們講了面向?qū)ο缶幊蹋∣OP），實際上，跟面向?qū)ο缶幊探?jīng)常放到一塊兒來講的還有另外兩個概念，那就是面向?qū)ο蠓治觯∣OA）和面向?qū)ο笤O(shè)計（OOD）。面向?qū)ο蠓治鲇⑽目s寫是 OOA，全稱是 Object Oriented Analysis；面向?qū)ο笤O(shè)計的英文縮寫是OOD， 全稱是 Object Oriented Design。OOA、OOD、OOP 三個連在一起就是面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計、編程（實現(xiàn)），正好是面向?qū)ο筌浖_發(fā)要經(jīng)歷的三個階段。關(guān)于什么是面向?qū)ο缶幊蹋覀兦懊嬉呀?jīng)講過了。我們現(xiàn)在

12、再來講一下，什么是面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計。這兩個概念相對來說要簡單一些。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計中的“分析”和“設(shè)計”這兩個詞，我們完全可以從字面上去理解，不需要過度解讀，簡單類比軟件開發(fā)中的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計即可。不過，你可能會說，那為啥前面還加了個修飾詞“面向?qū)ο蟆蹦兀?有什么特殊的意義嗎？之所以在前面加“面向?qū)ο蟆边@幾個字，是因為我們是圍繞著對象或類來做需求分析和設(shè)計的。分析和設(shè)計兩個階段最終的產(chǎn)出是類的設(shè)計，包括程序被拆解為哪些類，每個類有哪些屬性方法，類與類之間如何交互等等。它們比其他的分析和設(shè)計更加具體、更加落地、更加貼近編碼，更能夠順利地過渡到面向?qū)ο缶幊汰h(huán)節(jié)。這也是面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計，與

13、其他分析和設(shè)計最大的不同點。看到這里，你可能會問，那面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計、編程到底都負(fù)責(zé)做哪些工作呢？簡單點講，面向?qū)ο蠓治鼍褪且闱宄鍪裁?，面向?qū)ο笤O(shè)計就是要搞清楚怎么做，面向?qū)ο缶幊叹褪菍⒎治龊驮O(shè)計的的結(jié)果翻譯成代碼的過程。今天，我們只是簡單介紹一下概念，不展開詳細講解。在后面的面向?qū)ο髮崙?zhàn)環(huán)節(jié)中，我會用兩節(jié)課的時間，通過一個實際例子，詳細講解如何進行面向?qū)ο蠓治觥⒃O(shè)計和編程。什么是 UML？我們是否需要 UML？講到面向?qū)ο蠓治觥⒃O(shè)計、編程，我們就不得不提到另外一個概念，那就是 UML（UnifiedModel Language），統(tǒng)一建模語言。很多講解面向?qū)ο蠡蛟O(shè)計模式的書籍，常用它來

14、畫圖表達面向?qū)ο蠡蛟O(shè)計模式的設(shè)計思路。實際上，UML 是一種非常復(fù)雜的東西。它不僅僅包含我們常提到類圖，還有用例圖、順序圖、活動圖、狀態(tài)圖、組件圖等。在我看來，即便僅僅使用類圖，學(xué)習(xí)成本也是很高的。就單說類之間的關(guān)系，UML 就定義了很多種，比如泛化、實現(xiàn)、關(guān)聯(lián)、聚合、組合、依賴等。要想完全掌握，并且熟練運用這些類之間的關(guān)系，來畫 UML 類圖，肯定要花很多的學(xué)習(xí)精力。而且，UML 作為一種溝通工具，即便你能完全按照 UML 規(guī)范來畫類圖，可對于不熟悉的人來說，看懂的成本也還是很高的。所以，從我的開發(fā)經(jīng)驗來說，UML 在互聯(lián)網(wǎng)公司的項目開發(fā)中，用處可能并不大。為了文檔化軟件設(shè)計或者方便討論軟件

15、設(shè)計，大部分情況下，我們隨手畫個不那么規(guī)范的草圖，能夠達意，方便溝通就夠了，而完全按照 UML 規(guī)范來將草圖標(biāo)準(zhǔn)化，所付出的代價是不值得的。所以，我這里特別說明一下，專欄中的很多類圖我并沒有完全遵守 UML 的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。為了兼顧圖的表達能力和你的學(xué)習(xí)成本，我對 UML 類圖規(guī)范做了簡化，并配上了詳細的文字解釋，力圖讓你一眼就能看懂，而非適得其反，讓圖加重你的學(xué)習(xí)成本。畢竟，我們的專欄并不是一個講方法論的教程，專欄中的所有類圖，本質(zhì)是讓你更清晰地理解設(shè)計。重點回顧今天的內(nèi)容講完了，我們來一起總結(jié)回顧一下，你需要重點掌握的幾個概念和知識點。1. 什么是面向?qū)ο缶幊蹋棵嫦驅(qū)ο缶幊淌且环N編程范式或編程

16、風(fēng)格。它以類或?qū)ο笞鳛榻M織代碼的基本單元，并將封裝、抽象、繼承、多態(tài)四個特性，作為代碼設(shè)計和實現(xiàn)的基石 。2. 什么是面向?qū)ο缶幊陶Z言？面向?qū)ο缶幊陶Z言是支持類或?qū)ο蟮恼Z法機制，并有現(xiàn)成的語法機制，能方便地實現(xiàn)面向?qū)ο缶幊趟拇筇匦裕ǚ庋b、抽象、繼承、多態(tài)）的編程語言。3. 如何判定一個編程語言是否是面向?qū)ο缶幊陶Z言？如果按照嚴(yán)格的的定義，需要有現(xiàn)成的語法支持類、對象、四大特性才能叫作面向?qū)ο缶幊陶Z言。如果放寬要求的話，只要某種編程語言支持類、對象語法機制，那基本上就可以說這種編程語言是面向?qū)ο缶幊陶Z言了，不一定非得要求具有所有的四大特性。4. 面向?qū)ο缶幊毯兔嫦驅(qū)ο缶幊陶Z言之間有何關(guān)系？面向?qū)?/p>

17、象編程一般使用面向?qū)ο缶幊陶Z言來進行，但是，不用面向?qū)ο缶幊陶Z言，我們照樣可以進行面向?qū)ο缶幊獭７催^來講，即便我們使用面向?qū)ο缶幊陶Z言，寫出來的代碼也不一定是面向?qū)ο缶幊田L(fēng)格的，也有可能是面向過程編程風(fēng)格的。5. 什么是面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計？簡單點講，面向?qū)ο蠓治鼍褪且闱宄鍪裁?，面向?qū)ο笤O(shè)計就是要搞清楚怎么做。兩個階段最終的產(chǎn)出是類的設(shè)計，包括程序被拆解為哪些類，每個類有哪些屬性方法、類與類之間如何交互等等。課堂討論今天我們要討論的話題有兩個：1. 在文章中，我講到 UML 的學(xué)習(xí)成本很高，溝通成本也不低，不推薦在面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計的過程中使用，對此你有何看法？2. 有關(guān)面向?qū)ο蟮母?/p>

18、念和知識點，除了我們今天講到的，你還能想到其他哪些嗎？歡迎在留言區(qū)發(fā)表你的觀點，積極參與討論。你也可以把這篇文章分享給你的朋友，邀請他一起學(xué)習(xí)。 版權(quán)歸極客邦科技所有，未經(jīng)許可不得傳播售賣。 頁面已增加防盜追蹤，如有侵權(quán)極客邦將依法追究其法律責(zé)任。上一篇03 | 面向?qū)ο蟆⒃O(shè)計原則、設(shè)計模式、編程規(guī)范、重構(gòu)，這五者有何關(guān)系？精選留言 (95) 寫留王爭置頂2019-11-11在這篇文章中，“面向?qū)ο缶幊獭币辉~多義，不同的場景、語境下，解釋不同。文章中沒有點到這一點，我這里稍微補充說明一下：1. 文章前半部分，面向?qū)ο缶幊讨傅氖且环N編程風(fēng)格或者范式。2. 文章后半部分，在講到面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計、

19、編程的時候，面向?qū)ο缶幊淌且环N行為。展開 王爭置頂2019-11-11UML中定義了類之間的關(guān)系：泛化、實現(xiàn)、關(guān)聯(lián)、聚合、組合、依賴，試問下小伙伴們， 你們都能搞清楚這幾個的區(qū)別嗎？能否準(zhǔn)確的用不同的箭頭、圖線來畫出來嗎？即便你能畫出來，團隊里的小伙伴都能看懂嗎？ 不過，關(guān)于類之間的關(guān)系，我后面會在實戰(zhàn)篇中講到的，但是，我會簡化成四種關(guān)系，更好理解。展開 觀弈道人2019-11-11Uml圖可以簡化，但不要隨意畫，會導(dǎo)致專欄有失嚴(yán)謹(jǐn)性。確認(rèn)過眼神2019-11-11對于uml來說，簡單點是可以的，但是對于規(guī)范還是要有的。如果不規(guī)范，會的人看不習(xí)慣，不會的人容易被帶入誤區(qū)。想學(xué)的人，畫得再難也會

20、去看，不想學(xué)的人，畫得再簡單易懂，也不會去學(xué)。唐龍2019-11-11即便我們使用面向?qū)ο缶幊陶Z言，寫出來的代碼也不一定是面向?qū)ο缶幊田L(fēng)格的，也有可能是面向過程編程風(fēng)格的。嗯剛學(xué)C+的時候干過這事。展開 辣么大2019-11-11關(guān)于uml類圖引起了大家的廣泛討論。我同意老師的觀點，uml類圖還是太復(fù)雜了。我給大家一個鏈接。Uml類圖是不用記的。用的時候看一下cheat sheet就行。/gdhucoder/Algorithms4/blob/master/designpattern/pic/umlcheatsheet.jpg展開 daniel李2019-11-

21、11當(dāng)看到老師說uml意義不大的時候我就懵了，還好原來是指不需要按嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)死磕uml。我平時在功能開發(fā)初期和后期都是用uml把我的想法可視化然后讓師兄審核，減少pr被reje ct機率。而且也容易讓別的工程師接手做功能拓展。展開 作者回復(fù): 實際上，大廠也未必都在用。比如類圖中幾種類關(guān)系，同學(xué)們有幾個能準(zhǔn)確的用不同的圖線畫出來呢？憶水寒2019-11-11UML設(shè)計的合理，新開發(fā)者也能去快速開發(fā)。關(guān)鍵還是看自己開發(fā)還是別人開發(fā)。作為學(xué)習(xí)來說，簡單的UML能表達意思即可。展開 香蕉派2號2019-11-111. 同意老師觀點，UML是提供一種規(guī)范和準(zhǔn)則，如果嚴(yán)格的按照規(guī)范來做可能過猶不及， 在時

22、間成本和規(guī)范之間必盡量要做到平衡。2. 除了以上的概念，還想到了低耦合高內(nèi)聚，模塊化，可維護性，可擴展性，可復(fù)用性， 對象的唯一性，對象的分類（是is-a還是has的關(guān)系）等。展開 黃林晴2019-11-11打卡我覺得在工作中，如果完成一個功能需要30分鐘，其實25分鐘都在思考，25分鐘在設(shè)計， 實際編碼時間只需要5分鐘，而前面25分鐘就是編碼設(shè)計3Geek_f9070f2019-11-11對于UML，我覺得同樣不要過于“學(xué)院派”，過度求其嚴(yán)謹(jǐn)，而忘記使用它的目的是什么，此謂舍本逐末。畢竟它終究只是一個工具，最終能夠服務(wù)于我們的表達，方便我們的交流即可。是否要簡化，當(dāng)然也要看場景，至少對于學(xué)習(xí)

23、這門課程而言，并不需要讓其過于復(fù)雜而提高我們的學(xué)習(xí)成本。另外，我特別欣賞老師這種刪繁就簡、力求簡約和高效的風(fēng)格，或許這也是一種極客精展開 編程界的小學(xué)生2019-11-111.我覺得首先uml這東西很牛逼，很有必要去畫，但是也需要分場景，比如crud還強行畫一個出來那就是浪費時間，比如超級復(fù)雜的東西要畫，那我覺得就可以簡化，多配上文字注釋。比如需求一般，不是很復(fù)雜也不是很簡單的那種也可以好好畫一下，必要的地方配上文案描述。uml能幫助我們瞬間理解這個東西到底要做什么，流程是怎樣的，畫出來不光是現(xiàn)在看還是以后復(fù)習(xí)看，他都很香！展開 帆大肚子2019-11-11我第一次看設(shè)計模式的時候，里面的uml很是讓人頭疼，確實學(xué)習(xí)成本很大，而且我的學(xué)習(xí)重心不在uml，被迫學(xué)習(xí)uml真的很痛苦。方向2019-11-11UML在畢設(shè)時候是必須的，什么用例圖，時序圖，活動圖，非得寫上去才顯得高大上，但一直不得要領(lǐng)，當(dāng)時也是網(wǎng)上搜相關(guān)的模仿著填充進去。始終認(rèn)為這種圖的目的也是為了傳達明確的設(shè)計意圖，遵循最基本的規(guī)范能夠達到看懂、意圖明確的效果就行了。展開 逍遙思2019-11-111. 基本認(rèn)同，除非某個公司內(nèi)部統(tǒng)一要求如此，才能真正降低溝通成本并攤低學(xué)習(xí)成本。沒有必須使用的場景，就不值得花時間深入2. 除了老師今天講的知識點之外，還有消