面向对象设计(1)

基石

• OOD是用客观现实（真实世界）的规律和方式去告诉计算机做什么（编程）。

从需求开始谈起

• 需求总是不完整的，错误的，容易让人产生误解
• 需求一直在变化
  
  • 用户对需求的看法，可能在与开发人员讨论以及看到软件新的可能性后发生变化
  • 随着对问题的熟悉， 开发人员对问题领域的看法也会变化
  • 不是需求在变， 而是人们对需求的理解在变化
• 如何去应对变化？

例子一:听课

假设你在一个会议上担当讲师， 听课的人在课后还要去听其他课程， 但他们不知道下一堂课的听课地点，
你的责任就是， 确保大家都知道下一节课去哪儿上。

• 结构化的分析方法
  
• 你很有可能会这么做
  

到底谁来负责？

• 责任的转移
  
  • 第一种方法： 直接给每个人提供指示， 责任全在老师自己身上
  • 第二种方法：只给出通用的指示（调用接口）， 让每个人自己去完成任务 （面向对象的思路）， 责任在各个学生身上
• 让责任划分到合适的对象当中！

面向对象的好处

• 老师只需要对Student发出一个“笼统”的指令：gotoNextClassroom() 即可， 不用关心实现细节

• 思考： 假设出现了需求变更， 你讲的课有研究生作为助教， 它们需要把本节课的反馈收集一下，先交到会议办公室，然后再去下一个教室。 对于结构化设计和OO 怎么应对？

应对变更

• 对于结构化设计， 不得不对控制程序进行修改， 加上if else 判断以区分研究生和普通学生， 给研究生以特殊指令 – 修改控制程序，容易产生bug

• 对于OOD , 根本不区分研究生和普通学生， 只是对Student这个抽象概念说： gotoNextClassRoom()

for (Student student : students){    student.gotoNextClassRoom()}//Student 可能是普通学生，也可能是研究生助教

总结一下

• 职责转移

  • 把职责划分到合适的类中去
  • 把细节封装起来

• 只对接口进行操作

  • gotoNextClassroom() !

问题

• 等等 ！ 你讲的例子不就是封装和多态吗？ 我已经掌握了OO的三大特性：封装、继承、多态 ，学会了定义类，封装属性， 我还会定义类的继承体系， 这难道还不够吗？

• 为什么还要学习面向对象的设计？ 先看示例二

例子二：选课

• 科目(Course)： ID, 描述， 时长，最多学生数， 先修科目

• 学生(Student)： ID, 姓名， 已修科目

• 课程(CourseOffering)： 科目, 上课地点， 老师，选这门课的学生

public class Course {    private String id;    private String desc;//课目描述    private int duration;//课目时长    List< Course > prerequisites;//先修科目    public List<Course> getPrerequisites () {        return prerequisites;    }    public boolean equals( Object o ){        if( o == null || !( o instanceof Course ) ) {            return false;        }        Course c = ( Course ) o;        return ( c != null ) && c.id.equals( id );    }}public class Student {    private String id;    private String name;//名字    private List< Course > coursesAlreadyTaken = new ArrayList< Course >();//已经上过的课程    public List< Course > getCoursesAlreadyTaken() {        return coursesAlreadyTaken;    }}public class CourseOffering {    private Course course;//上课课目    private String location;//上课地点    private String teacher;//上课老师    private int maxStudents;    List< Student > students =  new ArrayList< Student >();//学生    public int getMaxStudents() {        return maxStudents;    }    public List< Student > getStudents() {        return students;    }     public Course getCourse() {        return course;    }}

业务代码：

这段代码如果不加注释读起来相当费尽，所以需要重构。有些责任不应该在这里做。

开始重构：

• 思路更加清晰

例子三：《Head First 设计模式》模拟鸭子游戏

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主管要求加上飞行的行为

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可怕的问题发生了， 一个橡皮鸭也能飞行了！ 看看是怎么回事

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解决办法： 把fly()方法也给覆盖了

向父类添加一个方法，导致很多子类需要改动，这是继承给我们带来的好处吗？ 这还是继承吗？！

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可是将来加入一个诱饵鸭该怎么办， 诱饵鸭是木头假鸭，不会飞也不会叫

是不是受够方法覆盖了！! !

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换个思路： 用接口怎么样？

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面向对象设计的准则

• 发现变化并且封装变化
  
  • 找出可变之处， 把它独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
  • 一个抽象的过程。

• 针对接口编程而不是针对实现编程

• 优先使用组合而不是继承

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发现变化并且封装变化

• 鸭子类的fly()和quack()会随着鸭子的不同而改变

呱呱叫的行为

针对接口编程

总结一下

• 面向对象的三大特性：封装、继承、多态 只是提供了一种工具， 如何使用这样的工具才真正的考验码农的功力。

• 日常的工作主要是在一个框架下填充代码， 很少有机会去提升OOD的能力。

• OOD 是写类库，框架等软件的必备技能

软件开发的不同视角

• 在概念层次上，对象是一组责任

  • 这个对象要负责什么？

• 在规约层次上，对象是一组可以被其他对象或者自己调用的方法

• 在实现层次上， 对象是代码和数据

一个好的面向对象系统：

• 面向对象的，可以复用的

• 可以用最小的代价去修改系统

• 不用修改（或者很少的修改）现有代码就可以扩展

面向对象设计的原则

• 单一职责原则 （SRP）
• 开闭原则 (OCP)
• Liskov 替换原则 (LSP)
• 接口隔离原则 (ISP)

• 依赖倒置原则 (DIP)

• SOLID：写出优雅代码的关键所在

PS:上面的每个原则将会后续发文

练习

public class UserSettingService{    public void changeEmail(User user)  {        if(checkAccess(user))  {               //改变EMail                }    }    public boolean checkAccess(User user) {        //验证用户是否有效    }}

重构后

public class UserSettingService{    public void changeEmail(User user)  {        if(SecurityService.checkAccess(user))    {        //改变EMail        }    }}public class SecurityService{    public static boolean checkAccess(User user)  {        //检查访问权限    }}//真的要这么做拆分吗？ 

结束语言：站在更高的层次看自己的代码