【关于封装的那些事】 缺失封装,2021 年腾讯 Java 高级面试题及答案
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没有将实现变化封装在抽象和层次结构中时,将导致这种坏味。
表现形式通常如下:
客户程序与其需要的服务变种紧密耦合,每当需要支持新变种或修改既有变种时,都将影响客户程序。
每当需要在层次结构中支持新变种时,都添加了大量不必要的类,这增加了设计的复杂度。
开闭原则(OCP)指出,类型应对扩展开放,对修改关闭。也就是说应该通过扩展(而不是修改)来改变类型的行为。没有在类型或层次结构中封装实现变化时,便违反了 OCP。
未意识到关注点会不断变化
没有预测到关注点可能发生变化,进而没有在设计中正确封装这些关注点。
混合关注点
将彼此独立的各个关注点聚合在一个层次结构中,而不是分开时,如果关注点发生变化,可能导致类的数量呈爆炸式增长。
幼稚的设计决策
采用过于简单的方法,如为每种变化组合创建一个类时,可能导致设计无谓的复杂。
假设有一个 Entryption 类,它需要使用加密算法对数据进行加密。可供选择的加密算法有很多,包括 DES(数据加密标准)、AES(高级加密标准)、TDES(三重数据加密标准)等。Entryption 类使用 DES 算法对数据进行加密。
public class Encryption
{
/// <summary>
/// 使用 DES 算法进行加密
/// </summary>
public void Encrypt() {
// 使用 DES 算法进行加密
}
}
假设出现了新需求,要求使用 AES 算法对数据进行加密。
最差的方案出现了:
public class Encryption
{
/// <summary>
/// 使用 DES 算法进行加密
/// </summary>
public void EncryptUsingDES() {
// 使用 DES 算法进行加密
}
/// <summary>
/// 使用 AES 算法进行加密
/// </summary>
public void EncryptUsingAES() {
// 使用 AES 算法进行加密
}
}
这种方案有很多不尽如人意的地方:
Encryption 类变得更大、更难以维护,因为它实现了多种加密算法,但是每次只使用一种。
难以添加新算法以及修改既有算法,因为加密算法是 Encryption 类不可分割的部分。
加密算法向 Encryption 类提供服务,但是与 Encryption 类紧紧耦合在一起,无法在其它地方重用。
不满意就重构,首先使用继承进行重构,会有 2 种方案可以选择:
选择 1:
让 Encryption 类根据需求继承 AESEncryptionAlgorithm 或 DESEncryptionAlgorithm 类,并提供方法 Encrypt()。这种方案带来的问题是 Encryption 类在编译阶段就将关联到特定的加密算法,更严重的是类之间的关系并不是 is-a 关系。
/// <summary>
/// AES 算法加密类
/// </summary>
public class AESEncryptionAlgorithm
{
/// <summary>
/// 使用 AES 算法进行加密
/// </summary>
public void EncryptUsingAES() {
// 使用 AES 算法进行加密
}
}
/// <summary>
/// DES 算法加密类
/// </summary>
public class DESEncryptionAlgorithm
{
/// <summary>
/// 使用 DES 算法进行加密
/// </summary>
public void EncryptUsingDES()
{
// 使用 DES 算法进行加密
}
}
public class Encryption: AESEncryptionAlgorithm
{
/// <summary>
/// 使用算法进行加密
/// </summary>
public void Encrypt() {
EncryptUsingAES();
}
}
选择 2:
创建子类 AESEncryption 和 DESEncryption,它们都扩展了 Encryption 类,并分别包含加密算法 AES 和 DES 的实现。客户程序可创建 Encryption 的引用,这些引用指向特定子类的对象。通过添加新的子类,很容易支持新的加密算法。但是这种方案的问题是 AESEncryption 和 DESEncryption 将继承 Encryption 类的其它方法,降低了加密算法的可重用性。
public abstract class Encryption
{
/// <summary>
/// 使用算法进行加密
/// </summary>
public abstract void Encrypt();
}
/// <summary>
/// AES 算法加密类
/// </summary>
public class AESEncryption : Encryption
{
/// <summary>
/// 使用 AES 算法进行加密
/// </summary>
public override void Encrypt() {
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