作者：范凱
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我是從學(xué)習(xí)Java編程開(kāi)始接觸OOP(面向?qū)ο缶幊?，剛開(kāi)始使用Java編寫(xiě)程序的時(shí)候感覺(jué)很別扭，因?yàn)槲以缫粤?xí)慣用C來(lái)編寫(xiě)程序，很欣賞C的簡(jiǎn)潔性和高效性，喜歡C簡(jiǎn)練而表達(dá)能力豐富的風(fēng)格，特別忍受不了Java運(yùn)行起來(lái)慢吞吞的速度，相對(duì)冗長(zhǎng)的代碼，而且一個(gè)很簡(jiǎn)單的事情，要寫(xiě)好多類(lèi)，一個(gè)類(lèi)調(diào)用一個(gè)類(lèi)，心里的抵觸情緒很強(qiáng)。
我對(duì)Java的面向?qū)ο蟮奶匦宰聊チ季茫哉J(rèn)為有所領(lǐng)悟，也開(kāi)始有意識(shí)的運(yùn)用OOP風(fēng)格來(lái)寫(xiě)程序，然而還是經(jīng)常會(huì)覺(jué)得不知道應(yīng)該怎樣提煉類(lèi)，面對(duì)一個(gè)具體的問(wèn)題的時(shí)候，會(huì)覺(jué)得腦子里千頭萬(wàn)緒的，不知道怎么下手，一不小心，又會(huì)回到原來(lái)的思路上去。
舉個(gè)例子，要發(fā)廣告郵件，廣告郵件列表存在數(shù)據(jù)庫(kù)里面。倘若用C來(lái)寫(xiě)的話(huà)，一般會(huì)這樣思考，先把郵件內(nèi)容讀入，然后連接數(shù)據(jù)庫(kù)，循環(huán)取郵件地址，調(diào)用本機(jī)的qmail的sendmail命令發(fā)送。
然后考慮用Java來(lái)實(shí)現(xiàn)，既然是OOP，就不能什么代碼都塞到main過(guò)程里面，于是就設(shè)計(jì)了三個(gè)類(lèi)：
一個(gè)類(lèi)是負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)，取郵件地址，調(diào)用qmail的sendmail命令發(fā)送；
一個(gè)類(lèi)是讀郵件內(nèi)容，MIME編碼成HTML格式的，再加上郵件頭；
一個(gè)主類(lèi)負(fù)責(zé)從命令讀參數(shù)，處理命令行參數(shù)，調(diào)用發(fā)email的類(lèi)。
把一件工作按照功能劃分為3個(gè)模塊分別處理，每個(gè)類(lèi)完成一件模塊任務(wù)。
仔細(xì)的分析一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)完全是從程序員實(shí)現(xiàn)程序功能的角度來(lái)設(shè)計(jì)的，或者說(shuō)，設(shè)計(jì)類(lèi)的時(shí)候，是自低向上的，從機(jī)器的角度到現(xiàn)實(shí)世界的角度來(lái)分析問(wèn)題的。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就已經(jīng)把程序編程實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)都考慮進(jìn)去了，企圖從底層實(shí)現(xiàn)程序這樣的出發(fā)點(diǎn)來(lái)達(dá)到滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)世界的軟件需求的目標(biāo)。
這樣的分析方法其實(shí)是不適用于Java這樣面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，因?yàn)椋绻挠肅語(yǔ)言，封裝兩個(gè)C函數(shù)，都會(huì)比Java實(shí)現(xiàn)起來(lái)輕松的多，邏輯上也清楚的多。
我覺(jué)得面向?qū)ο蟮木柙谟诳紤]問(wèn)題的思路是從現(xiàn)實(shí)世界的人類(lèi)思維習(xí)慣出發(fā)的，只要領(lǐng)會(huì)了這一點(diǎn)，就領(lǐng)會(huì)了面向?qū)ο蟮乃季S方法。
舉一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子：假使現(xiàn)在需要寫(xiě)一個(gè)網(wǎng)頁(yè)計(jì)數(shù)器，客戶(hù)訪問(wèn)一次頁(yè)面，網(wǎng)頁(yè)計(jì)數(shù)器加1，計(jì)數(shù)器是這樣來(lái)訪問(wèn)的
http://hostname/count.cgi?id=xxx
后臺(tái)有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表，保存每個(gè)id（一個(gè)id對(duì)應(yīng)一個(gè)被統(tǒng)計(jì)訪問(wèn)次數(shù)的頁(yè)面）的計(jì)數(shù)器當(dāng)前值，請(qǐng)求頁(yè)面一次，對(duì)應(yīng)id的計(jì)數(shù)器的字段加1(這里我們忽略并發(fā)更新數(shù)據(jù)庫(kù)表，出現(xiàn)的表鎖定的問(wèn)題)。
如果按照一般從程序?qū)崿F(xiàn)的角度來(lái)分析，我們會(huì)這樣考慮：首先是從HTTP GET請(qǐng)求取到id，然后按照id查數(shù)據(jù)庫(kù)表，獲得某id對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)計(jì)數(shù)值，然后加1，更新數(shù)據(jù)庫(kù)，最后向頁(yè)面顯示訪問(wèn)計(jì)數(shù)。
現(xiàn)在假設(shè)一個(gè)沒(méi)有程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人，他會(huì)怎樣來(lái)思考這個(gè)問(wèn)題的呢？他會(huì)提出什么樣的需求呢？他很可能會(huì)這樣想：
我需要有一個(gè)計(jì)數(shù)器，這個(gè)計(jì)數(shù)器應(yīng)該有這樣的功能，刷新一次頁(yè)面，訪問(wèn)量就會(huì)加1，另外最好還有一個(gè)計(jì)數(shù)器清0的功能，當(dāng)然計(jì)數(shù)器如果有一個(gè)可以設(shè)為任意值的功能的話(huà)，我就可以作弊了。
做為一個(gè)沒(méi)有程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，他完全不會(huì)想到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該如何操作，對(duì)于HTTP變量該如何傳遞，他考慮問(wèn)題的角度就是我有什么需求，我的業(yè)務(wù)邏輯是什么，軟件應(yīng)該有什么功能。
按照這樣的思路(請(qǐng)注意，他的思路其實(shí)就是我們平時(shí)在生活中習(xí)慣的思維方式)，我們知道需要有一個(gè)計(jì)數(shù)器類(lèi) Counter，有一個(gè)必須的和兩個(gè)可選的方法：
getCount() // 取計(jì)數(shù)器值方法
resetCounter() // 計(jì)數(shù)器清0方法
setCount() // 設(shè)計(jì)數(shù)器為相應(yīng)的值方法
把Counter類(lèi)完整的定義如下：
public class Counter {
public int getCount(int id) {}
public void resetCounter(int id) {}
public void setCount(int id, int currentCount) {}
}
解決問(wèn)題的框架已經(jīng)有了，來(lái)看一下如何使用Counter。 在count.cgi里面調(diào)用Counter來(lái)計(jì)數(shù)，程序片斷如下：
// 這里從HTTP環(huán)境里面取id值
...
Counter myCounter = new Counter(); // 獲得計(jì)數(shù)器
int currentCount = myCounter.getCount(id); // 從計(jì)數(shù)器中取計(jì)數(shù)
// 這里向客戶(hù)瀏覽器輸出
...
程序的框架全都寫(xiě)好了，剩下的就是實(shí)現(xiàn)Counter類(lèi)方法里面具體的代碼了，此時(shí)才去考慮具體的程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，比如，在getCount()方法里面訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，更新計(jì)數(shù)值。
從上面的例子中看到，面向?qū)ο蟮乃季S方法其實(shí)就是我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中習(xí)慣的思維方式，是從人類(lèi)考慮問(wèn)題的角度出發(fā)，把人類(lèi)解決問(wèn)題的思維方式逐步翻譯成程序能夠理解的思維方式的過(guò)程，在這個(gè)翻譯的過(guò)程中，軟件也就逐步被設(shè)計(jì)好了。
在運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃季S方法進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最容易犯的錯(cuò)誤就是開(kāi)始分析的時(shí)候，就想到了程序代碼實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，因此封裝的類(lèi)完全是基于程序?qū)崿F(xiàn)邏輯，而不是基于解決問(wèn)題的業(yè)務(wù)邏輯。
學(xué)習(xí)JDBC編程的經(jīng)典錯(cuò)誤問(wèn)法是：“我怎樣封裝對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的select操作？”
面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)是基于解決業(yè)務(wù)問(wèn)題的設(shè)計(jì)，而不是基于具體編程技術(shù)的設(shè)計(jì)。我不會(huì)去封裝select語(yǔ)句的，我只封裝解決問(wèn)題的業(yè)務(wù)邏輯，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀取是在業(yè)務(wù)邏輯的編碼實(shí)現(xiàn)階段才去考慮的問(wèn)題。
回過(guò)頭看上面那個(gè)發(fā)廣告郵件的例子，應(yīng)該如何應(yīng)用面向?qū)ο蟮乃季S方法呢？
對(duì)于一個(gè)郵件來(lái)說(shuō)，有郵件頭，郵件體，和郵件地址這三個(gè)屬性，發(fā)送郵件，需要一個(gè)發(fā)送的方法，另外還需要一個(gè)能把所有郵件地址列出來(lái)的方法。所以應(yīng)該如下設(shè)計(jì)：
類(lèi)JunkMail
屬性：
head
body
address
方法：
sendMail() // 發(fā)送郵件
listAllMail() // 列郵件地址
用Java來(lái)表示：
public class JunkMail {
private String head;
private String body;
private String address;
public JunkMain() { // 默認(rèn)的類(lèi)構(gòu)造器
// 從外部配置文件讀郵件頭和郵件體
this.head=...;
this.body=...;
}
public static boolean sendMail(String address) {
// 調(diào)用qmail，發(fā)送email
}
public static Collection listAllMail() {
// 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，返回一個(gè)郵件地址集合
}
}
當(dāng)把JunkMail設(shè)計(jì)好了以后，再調(diào)用JunkMail類(lèi)完成郵件的發(fā)送，將是非常輕松的事情。
如果說(shuō)傳統(tǒng)的面向過(guò)程的編程是符合機(jī)器運(yùn)行指令的流程的話(huà)，那么面向?qū)ο蟮乃季S方法就是符合現(xiàn)實(shí)生活中人類(lèi)解決問(wèn)題的思維過(guò)程。
在面向?qū)ο蟮能浖治龊驮O(shè)計(jì)的時(shí)候，要提醒自己，不要一上來(lái)就去想程序代碼的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該拋開(kāi)具體編程語(yǔ)言的束縛，集中精力分析我們要實(shí)現(xiàn)的軟件的業(yè)務(wù)邏輯，分析軟件的業(yè)務(wù)流程，思考應(yīng)該如何去描述和實(shí)現(xiàn)軟件的業(yè)務(wù)。畢竟軟件只是一個(gè)載體，業(yè)務(wù)才是我們真正要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，心里卻往往在擔(dān)心，如果我完全不去考慮程序代碼的實(shí)現(xiàn)的話(huà)，那么我怎么知道我的設(shè)計(jì)一定合理呢？我怎么知道我設(shè)計(jì)的類(lèi)、接口一定可以實(shí)現(xiàn)呢？所以經(jīng)常可以看到的現(xiàn)象就是：
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然知道不能過(guò)早考慮代碼實(shí)現(xiàn)，但是每設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)，一個(gè)接口，心里都要不知不覺(jué)的用自己熟悉的編程語(yǔ)言大概的評(píng)估一下，看看能否編出來(lái)，因此，一不小心，就會(huì)又回到按照程序功能實(shí)現(xiàn)的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)的老路上去了。
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明，在做Web程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，經(jīng)常要遇到分頁(yè)顯示數(shù)據(jù)的情況。比如說(shuō)需要把系統(tǒng)中所有的用戶(hù)都列出來(lái)這樣的功能。假設(shè)使用User類(lèi)來(lái)表示用戶(hù)，增加用戶(hù)addUser()，刪除用戶(hù)deleteUser()，查詢(xún)所有用戶(hù)listUsers()方法。而數(shù)據(jù)庫(kù)中有一個(gè)user表，一條記錄是一個(gè)用戶(hù)的信息。下面考慮一下User類(lèi)的方法的實(shí)現(xiàn)：
addUser()和deleteUser()方法都好實(shí)現(xiàn)，就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)增加記錄和刪除記錄。對(duì)于listUsers()方法，其實(shí)就是對(duì)user表的select，取出一個(gè)記錄集。但是該怎么從listUsers()方法中得到所有用戶(hù)的列表呢？
一個(gè)方法調(diào)用的返回值只有一個(gè)，沒(méi)有多個(gè)，所以很多情況下采用的辦法就是返回值定義為集合類(lèi)型，比如Vector。這樣就可以在listUsers()方法的具體代碼實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，從數(shù)據(jù)庫(kù)依次取出一個(gè)個(gè)記錄，插入到Vector里面來(lái)。在主程序里面，調(diào)用listUsers()方法可以返回一個(gè)Vector，然后再對(duì)Vector遍歷操作，就可以得到用戶(hù)列表了。
public class User {
public static void addUser(...) {
// 數(shù)據(jù)庫(kù)insert一條記錄
}
public static void deleteUser(...) {
// 數(shù)據(jù)庫(kù)delete一條記錄
}
public Vector listUsers(...) {
// 數(shù)據(jù)庫(kù)select結(jié)果放到一個(gè)集合里面
}
}
這樣的設(shè)計(jì)基本合理，但是仍然有點(diǎn)小問(wèn)題。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，就考慮到了用Java的集合類(lèi)Vector來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)集的存放，因而違反了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的一個(gè)原則：在設(shè)計(jì)的時(shí)候不應(yīng)過(guò)早的考慮具體程序語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)。所以必須用抽象的方法，和具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的方法來(lái)表達(dá)業(yè)務(wù)邏輯。
我們知道，通常對(duì)具有集合特征的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行遍歷通常可以使用next和hasNext方法，next實(shí)現(xiàn)取下一個(gè)用戶(hù)，hasNext判斷是否還有元素。 因此我們定義一個(gè)接口Iterator，這個(gè)接口中定義兩個(gè)方法next和hasNext：
public interface Iterator {
public boolean hasNext() {}
public Object next() {}
}
而User類(lèi)的listUses方法返回值改為Iterator接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi):
public class User {
...
public Iterator listUsers() {
}
...
}
這樣就把User類(lèi)的設(shè)計(jì)和具體的實(shí)現(xiàn)方法分離開(kāi)了，因?yàn)榇藭r(shí)任何實(shí)現(xiàn)了next()和hasNext()方法的類(lèi)都可以做為listUsers的返回值，都可以被用來(lái)表達(dá)“用戶(hù)列表”，而不僅僅可以使用Vector而已。比如，我可以用ArrayList來(lái)表達(dá)用戶(hù)列表，因?yàn)锳rrayList也實(shí)現(xiàn)了Iterator，當(dāng)然我也可以自己專(zhuān)門(mén)寫(xiě)一個(gè)類(lèi)來(lái)存放用戶(hù)列表，只要實(shí)現(xiàn)next()和hasNext()方法就行了。
這樣在具體的編寫(xiě)代碼的時(shí)候，程序員具有了最大的靈活性，可以根據(jù)具體的情況，采用不同的編程方法來(lái)存放用戶(hù)列表。特別是降低了程序的耦合度，提高了程序的可移植性。對(duì)于上面那個(gè)JunkMail的listAllMail()方法也同樣應(yīng)該改為接口類(lèi)型。
然后，在主程序里面就這樣來(lái)使用User類(lèi)的listUsers方法：
User myUser = new User();
Iterator iterator = myUser.listUsers();
while (iterator.hasNext()) {
iterator.next();
}
這樣就可以完全不用考慮程序代碼實(shí)現(xiàn)了，從高層次上把功能抽象出來(lái)，定義成為接口，同時(shí)又可以把系統(tǒng)設(shè)計(jì)的很合理，完全根據(jù)業(yè)務(wù)的需求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上面的幾個(gè)例子的設(shè)計(jì)說(shuō)明，使用面向?qū)ο蟮乃季S方法，其實(shí)是一個(gè)把業(yè)務(wù)邏輯從具體的編程技術(shù)當(dāng)中抽象出來(lái)的過(guò)程，而這個(gè)抽象的過(guò)程是自上而下的，非常符合人類(lèi)的思維習(xí)慣，也就是先不考慮問(wèn)題解決的細(xì)節(jié)，把問(wèn)題的最主要的方面抽象成為一個(gè)簡(jiǎn)單的框架，集中精力思考如何解決主要矛盾，然后在解決問(wèn)題的過(guò)程中，再把問(wèn)題的細(xì)節(jié)分割成一個(gè)一個(gè)小問(wèn)題，再專(zhuān)門(mén)去解決細(xì)節(jié)問(wèn)題。
因而一旦牢牢的抓住了這一點(diǎn)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)在軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，你自己總是會(huì)不知不覺(jué)的運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃季S方法來(lái)設(shè)計(jì)和編寫(xiě)程序，并且程序的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)也變得不再那么枯燥，而一個(gè)合理運(yùn)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和架構(gòu)的軟件，更是具備了思維的藝術(shù)美感。
最后，愿面向?qū)ο蟮乃季S方法也能給您的程序設(shè)計(jì)之路帶來(lái)創(chuàng)作的樂(lè)趣。
posted on 2006-03-28 13:16
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程序員之路