在上一节课中,我们讲到,要具备编写高质量代码的能力,你需要学习一些编程方法论,其中就包含面向对象(我们可以把它看成一种设计思想)、设计原则、设计模式、编程规范、重构技巧等。而我们整个专栏的内容也是围绕着这几块展开讲解的。所以,今天我就先来简单介绍一下这几个概念,并且说一说它们之间的联系。
今天的内容相当于专栏的一个教学大纲,或者说学习框架。它能让你对整个专栏所涉及的知识点,有一个全局性的了解,能帮你将后面零散的知识更系统地组织在大脑里。
话不多说,我们就一块来看一下,接下来的这8个月我们到底要学习哪些内容吧!
面向对象
现在,主流的编程范式或者是编程风格有三种,它们分别是面向过程、面向对象和函数式编程。面向对象这种编程风格又是这其中最主流的。现在比较流行的编程语言大部分都是面向对象编程语言。大部分项目也都是基于面向对象编程风格开发的。面向对象编程因为其具有丰富的特性(封装、抽象、继承、多态),可以实现很多复杂的设计思路,是很多设计原则、设计模式编码实现的基础。
所以,在专栏的最开始,我们会详细地讲解面向对象编程的相关的知识,为学习后面的内容做铺垫。对于这部分内容,你需要掌握下面这7个大的知识点。
- 面向对象的四大特性:封装、抽象、继承、多态
- 面向对象编程与面向过程编程的区别和联系
- 面向对象分析、面向对象设计、面向对象编程
- 接口和抽象类的区别以及各自的应用场景
- 基于接口而非实现编程的设计思想
- 多用组合少用继承的设计思想
- 面向过程的贫血模型和面向对象的充血模型
设计原则
设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结。设计原则这块儿的知识有一个非常大的特点,那就是这些原则听起来都比较抽象,定义描述都比较模糊,不同的人会有不同的解读。所以,如果单纯地去记忆定义,对于编程、设计能力的提高,意义并不大。对于每一种设计原则,我们需要掌握它的设计初衷,能解决哪些编程问题,有哪些应用场景。只有这样,我们才能在项目中灵活恰当地应用这些原则。
对于这一部分内容,你需要透彻理解并且掌握,如何应用下面这样几个常用的设计原则。
- SOLID原则-SRP单一职责原则
- SOLID原则-OCP开闭原则
- SOLID原则-LSP里式替换原则
- SOLID原则-ISP接口隔离原则
- SOLID原则-DIP依赖倒置原则
- DRY原则、KISS原则、YAGNI原则、LOD法则
设计模式
设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题,总结出来的一套解决方案或者设计思路。大部分设计模式要解决的都是代码的可扩展性问题。设计模式相对于设计原则来说,没有那么抽象,而且大部分都不难理解,代码实现也并不复杂。这一块的学习难点是了解它们都能解决哪些问题,掌握典型的应用场景,并且懂得不过度应用。
经典的设计模式有23种。随着编程语言的演进,一些设计模式(比如Singleton)也随之过时,甚至成了反模式,一些则被内置在编程语言中(比如Iterator),另外还有一些新的模式诞生(比如Monostate)。
在专栏中,我们会重点讲解23种经典的设计模式。它们又可以分为三大类:创建型、结构型、行为型。对于这23种设计模式的学习,我们要有侧重点,因为有些模式是比较常用的,有些模式是很少被用到的。对于常用的设计模式,我们要花多点时间理解掌握。对于不常用的设计模式,我们只需要稍微了解即可。
我按照类型和是否常用,对专栏中讲到的这些设计模式,进行了简单的分类,具体如下所示。
1.创建型
常用的有:单例模式、工厂模式(工厂方法和抽象工厂)、建造者模式。
不常用的有:原型模式。
2.结构型
常用的有:代理模式、桥接模式、装饰者模式、适配器模式。
不常用的有:门面模式、组合模式、享元模式。
3.行为型
常用的有:观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、迭代器模式、状态模式。
不常用的有:访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式。
编程规范
编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式,更加具体、更加偏重代码细节。即便你可能对设计原则不熟悉、对设计模式不了解,但你最起码要掌握基本的编码规范,比如,如何给变量、类、函数命名,如何写代码注释,函数不宜过长、参数不能过多等等。
对于编码规范,考虑到很多书籍已经讲得很好了(比如《重构》《代码大全》《代码整洁之道》等)。而且,每条编码规范都非常简单、非常明确,比较偏向于记忆,你只要照着来做可以。它不像设计原则,需要融入很多个人的理解和思考。所以,在这个专栏中,我并没有花太多的篇幅来讲解所有的编码规范,而是总结了我认为的最能改善代码质量的20条规范。如果你暂时没有时间去看那些经典的书籍,看我这些就够了。
除此之外,专栏并没有将编码规范单独作为一个模块来讲解,而是跟重构放到了一起。之所以这样做,那是因为我把重构分为大重构和小重构两种类型,而小重构利用的知识基本上就是编码规范。
除了编码规范,我们还会介绍一些代码的坏味道,让你知道什么样的代码是不符合规范的,应该如何优化。参照编码规范,你可以写出可读性好的代码;参照代码的坏味道,你可以找出代码存在的可读性问题。
代码重构
在软件开发中,只要软件在不停地迭代,就没有一劳永逸的设计。随着需求的变化,代码的不停堆砌,原有的设计必定会存在这样那样的问题。针对这些问题,我们就需要进行代码重构。重构是软件开发中非常重要的一个环节。持续重构是保持代码质量不下降的有效手段,能有效避免代码腐化到无可救药的地步。
而重构的工具就是我们前面罗列的那些面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范。实际上,设计思想、设计原则、设计模式一个最重要的应用场景就是在重构的时候。我们前面讲过,虽然使用设计模式可以提高代码的可扩展性,但过度不恰当地使用,也会增加代码的复杂度,影响代码的可读性。在开发初期,除非特别必须,我们一定不要过度设计,应用复杂的设计模式。而是当代码出现问题的时候,我们再针对问题,应用原则和模式进行重构。这样就能有效避免前期的过度设计。
对于重构这部分内容,你需要掌握以下几个知识点:
- 重构的目的(why)、对象(what)、时机(when)、方法(how);
- 保证重构不出错的技术手段:单元测试和代码的可测试性;
- 两种不同规模的重构:大重构(大规模高层次)和小重构(小规模低层次)。
希望你学完这部分内容之后,不仅仅是掌握一些重构技巧、套路,更重要的是建立持续重构意识,把重构当作开发的一部分,融入到日常的开发中。
五者之间的联系
关于面向对象、设计原则、设计模式、编程规范和代码重构,这五者的关系我们前面稍微提到了一些,我这里再总结梳理一下。
- 面向对象编程因为其具有丰富的特性(封装、抽象、继承、多态),可以实现很多复杂的设计思路,是很多设计原则、设计模式等编码实现的基础。
- 设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结,对于某些场景下,是否应该应用某种设计模式,具有指导意义。比如,“开闭原则”是很多设计模式(策略、模板等)的指导原则。
- 设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题,总结出来的一套解决方案或者设计思路。应用设计模式的主要目的是提高代码的可扩展性。从抽象程度上来讲,设计原则比设计模式更抽象。设计模式更加具体、更加可执行。
- 编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式,更加具体、更加偏重代码细节、更加能落地。持续的小重构依赖的理论基础主要就是编程规范。
- 重构作为保持代码质量不下降的有效手段,利用的就是面向对象、设计原则、设计模式、编码规范这些理论。
实际上,面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、代码重构,这五者都是保持或者提高代码质量的方法论,本质上都是服务于编写高质量代码这一件事的。当我们追本逐源,看清这个本质之后,很多事情怎么做就清楚了,很多选择怎么选也清楚了。比如,在某个场景下,该不该用这个设计模式,那就看能不能提高代码的可扩展性;要不要重构,那就看重代码是否存在可读、可维护问题等。
重点回顾
今天的内容到此就讲完了。我画了一张图,总结了专栏中所涉及的知识点。在学习后面的课程的时候,你可以经常翻出来看一下,建立全局意识,不至于迷失在零碎的知识点中。

课堂讨论
今天课堂讨论的话题有两个。
- 在今天讲到的内容中,你觉得哪一部分内容对提高代码质量最有效?为什么?除了我罗列的这些内容之外,你还知道哪些可以提高代码质量的方法?
- 我们知道,最经典的设计模式书籍是GoF的《设计模式》,它的中文全称是《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,英文全称是“Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”。为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢?
欢迎在留言区写下你的想法,和同学一起交流和分享。如果有收获,也欢迎你把这篇文章分享给你的朋友。
精选留言
2019-11-04 18:33:27
以心法为基础,以武器运用招式应对复杂的编程问题
2019-11-11 13:18:16
今年事我工作的第三年了(从八月份开始算第三年),年初的时候误打误撞的学了一段时间的DDD,让我瞬间感受到了什么才是面向对象编程,之前自己做的都是用面向对象的语言写面向过程的代码。究其原因,可能是MVC 三层架构的影响,太多人的代码里头只剩下了pojo这种贫血模型。封装,继承,多态,抽象是啥,早就忘干净了。
在软件设计方面,很多人习惯了一开始就设计数据库表结构,结果就是代码逻辑跟数据库构成了强耦合,数据库一改,代码基本上会被改个彻底。在这种情况下,我们用的java面向对象的语言,结果却写的是面向过程的代码,这种代码基本没有可维护,可扩展,更没有可测试性一说。所以,面向对象的这个词语,被太多的人只是挂在嘴边上了,落实到代码里边,就成了面向过程。
在意识到这个问题后,我花了一段时间重新回顾了一遍面向对象的知识,并试图用来改进代码质量,这个过程是充满坎坷的,我总结了一些自己的体会:
1: 要真正落地面向对象编程,面向对象设计是前提,没有面向对象的设计意识,写着写着就成了面条代码。
2:以前只知道封装、继承、多态,全然忽视了最重要的抽象,抽象是封装、继承、和多态的基础。合理的抽象源于对业务主体的合理分析和认识。合理的抽象,应该是自洽的,易于理解的。
3:关于组合和聚合的关系,最核心的区别就是生命周期的区别,组合关系中,整体和部分是一个整体,离开了整体,部分没有意义,同时产生,同时销毁,而聚合关系中,部分单独存在也可以是有意义的。
4:别滥用继承,继承的作用更多的时候使用多态的特性。
关于UML :
在工作的过程中,试着画过UML图,UML图有着自己一条完整的语言和生态,学习成本还是相当高的,问题在于,即使用了标准的UML 图,如果沟通过程中,对方不懂,也依然效果不大,所以我对UML的感觉就是: 能看懂,会画基本的即可,没必要太追求标准化,虽然如此,但是UML 还是很重要的,它的意义是提供一种面向对象设计的表达方式,是学习面向对象设计中不可缺少的一部分(个人理解)。
2019-11-04 19:05:31
面向对象把可复用单位提升到类层次
设计模式把可复用单位提升到框架层次
2019-11-15 08:41:54
整个排序是按照我理解的难易程度来进行的。一般一个项目都是多人开发,多人并行开发中,考虑到团队中技术水平不一,保持代码质量最好的方式就是先制定编码规范,大家最容易达成一致并遵守。其次是设计原则,因为它相对来讲更明确,违反设计原则基本等于硬伤,更容易得到认同。代码重构是需要长期去做的,甚至不是在开发过程中而是在维护过程中去做的,所以排在第三位。后面两项更多的要考虑实际情况,不同水平的人甚至相同水平的人都会有自己不同的理解,比较难以达成统一,项目排期足够还好,一旦排期不足,很可能在当时没那个成本去谈论这些。
第二个问题老师已经回答了,因为面向对象的特性是其他的基石。
建议老师在后续课程中,除了讨论如何提升自己的代码质量,也讨论一下在一个多人团队中如何提升团队的代码质量,有哪些比较好的手段可以去应用。包括在项目排期比较紧的时候,可以有哪些方式去保证代码质量。
2019-11-04 19:47:26
主要是因为面向对象编程因为具有丰富的特性(封装抽象继承多态),可以实现很多复杂的设计思路,
是很多设计原则、设计模式等编码实现的基础。
2019-11-06 00:54:32
重构的基础就是面向对象、设计原则、设计模式、编程规范;
重构是一个持续的过程,能够兼顾项目进度、项目开发效率和项目质量,既可以避免前期的过度设计,又能避免后期代码腐化,从而保证代码的质量不下降以致不断提高代码质量;
通过单元测试等相关手段,保证重构的正确性
重构可从代码层次、项目阶段、开发周期、人员规模等不同纬度进行
其他提高代码质量的方法:
阅读高质量框架代码,先模仿;
代码Review,定期总结;
技术分享,倒逼输出,看了、做了都不如说给比人听更有效果;
工具检查(如lint、leakcanary等),开发过程中避免常识性错误和隐藏问题;
为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢?
因为设计原则、设计模式实现大部分都是基于面向对象的特性(封装、抽象、继承、多态)实现的
2019-11-04 17:29:26
上述道理 ,知易行难,一起加油。
2019-11-05 20:46:51
2019-11-06 09:20:18
2019-11-05 20:06:22
2019-11-11 17:44:53
SOLID:
Single Responsibility Principle:单一职责原则:一个东西就一个功能
Open Closed Principle:开闭原则 修改的时候,要保留原来的功能
Liskov Substitution Principle:里氏替换原则:避免子类重写父类中已经实现的方法
Law of Demeter:迪米特法则 :尽可能的少暴露自己的接口,能不 public 就不 public
Interface Segregation Principle:接口隔离原则 1.接口里不要有其它的功能,比如查一个订单的,你调个接口还查一遍用户,浪费数据库消耗2.不要影响到实现类,比如你突然throws异常
Dependence Inversion Principle:依赖倒置原则:尽可能使用接口或抽象类
DRY原则:Don't Repeat Yourself ,是指编程过程中不写重复代码,将能够公共的部分抽象出来
KISS:keep it simple、傻屌(s)
YAGNI:You Ain’t Gonna Need It.指的是只需要将应用程序必需的功能包含进来,而不要试图添加任何其他你认为可能需要的功能。比如绑个银行卡,就不要浪费时间来记录绑定时的验证码
设计模式
1. 创建型常用的有:单例模式、工厂模式(工厂方法和抽象工厂)、建造者模式。不常用的有:原型模式。
2. 结构型常用的有:代理模式、桥接模式、装饰者模式、适配器模式。不常用的有:门面模式、组合模式、享元模式。
3. 行为型常用的有:观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、迭代器模式、状态模式。不常用的有:访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式。
编程规范
命名等等那些东西,具体的可以看《阿里的JAVA规范》
代码重构
ctrl+alt+M
原则是基础,模式是套路,规范是可读,重构是行为
1.目前我做的最有效也正在改的是规范,原则和模式都要大概,容易出错
2.用对象的原因,吧东西做成了对象,你就也有了操作对象,也就有了开始,
2019-11-05 00:39:36
2019-11-06 00:27:32
2019-11-04 21:52:31
2020-01-18 10:29:11
掌握心法(面向对象),内功(设计原则),招式(设计模式),经验(重构技巧和编程规范),常练习(写高质量代码),与人切磋(相互review).
最近想学太极,总是练习武术。
2019-11-06 07:46:43
创建型:这个好理解,就是用来创建对象的一些模式
结构型和行为型不好理解,结构体现在哪里?行为又体现在哪里?能否说的更具体点?
2019-11-05 06:17:32
of design patterns that describes simple and elegant solutions to specific problems
in object-oriented software design.
2020-11-23 16:31:48
2020-03-18 23:11:45
2020-02-14 16:22:17