03.面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构这五者有何关系？

面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构这五者有何关系？

本专栏学习的内容

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） 。

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。

重点回顾 

 

课堂讨论

今天课堂讨论的话题有两个。

1. 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？
2. 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 ObjectOriented Software”。 为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢？

 答：

1、 对于新手，我觉得编码规范比较重要。先定义规范，确保新手不会按照个人意向去实现代码、对于有经验的开发者来说，设计模式和设计原则是必要的。