透过本质和发展看编程

软件开发简史

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最早的程序员 - Ada

什么是程序？什么是计算机？

形形色色的编程语言

• 汇编语言

• Basic语言

• Perl语言

• C语言

• C++语言和Java语言



智慧老师说：要从编程的历史看编程的本质和未来 。我的理解是透过发展史，洞悉发展的本质和规律，只有这样才能紧跟发展，不被历史淘汰。编程如此，其它行业也是如此。



要成为架构师一定要站得高，看的远，思维打开，不能只局限于眼前。



编程语言的实质

编程的目的：用计算机来解决现实世界的问题

编程的过程：在计算机能理解的模型和现实世界之间建立一种联系

编程语言是一种“抽象”的机制，问题是对“谁”来抽象



抽象的种类

• 对基础机器进行抽象 --> 机器代码和汇编语言

• 对计算处理逻辑进行抽象 --> 非结构化语言(如Basic)

• 开始对问题领域进行一定程度的抽象 --> 结构化程序设计

• 直接表达问题空间内的元素 --> 面向对象的程序设计



编程的核心要素

编程是一个生产过程，这个过程具备的三要素是：程序员、计算机、客观业务领域。

• 汇编语言是面向劳动工具的编程

• Basic等高级语言是面向劳动者的编程

• 面向对象编程也可以理解为面向劳动对象编程



编程语言的发展历已经经历了生产三要素的全部要素了，最终编程语言发展到了面向对象，因此即使后续再出现新的编程语言，它也应该是面向对象的。



面向对象是编程语言的最终形式





面向对象语言的对象也有细分：客户、订单、商品等等，随着数据大爆炸，数据量的激增，最近几年出现了面向数据编程，例如：大数据编程、AI编程（机器学习、深度学习等）



面向对象编程

• 万物皆对象

• 程序是对象的集合，她们通过发送消息来告知彼此所要做的

• 每个对象都有自己的由其他对象构成的存储

• 每个对象都拥有其类型

• 某一特定类型的所有对象都可以接收同样的消息



什么是对象



对象具有状态、行为和标识

• 状态：表明每个对象可以拥有自己的数据

• 行为：表明每个对象可以产生行为

• 标识：表明每个对象都区别于其他对象（有唯一的存储地址）



面向对象编程的三要素

• 封装性

- 隐藏实现细节

- 定义接口

• 继承性

- IS-A关系

- HAS-A关系

• 多态性

- 后期绑定

- 向上转形

面向对象设计的目的和原则

目的

强内聚，低耦合，从而使系统

• 易扩展 - 易于增加新的功能

• 更强壮 - 不容易被粗心的程序员破坏

• 可移植 - 能够在多样的环境运行

• 更简单 - 容易理解、容易维护



原则

常见的软件设计原则如下：

• 开闭原则（OCP）

OCP(Open-Close Principle)，对扩展开发，对修改关闭，它是软件设计中也是最重要的一种设计原则，它是面向对象设计的核心所在，遵循这个原则可以使程序可维护，可扩展，可复用，灵活性好。



• 依赖倒置原则（DIP）

DIP(Dependence Inversion Principle)，抽象不依赖实现，而是实现依赖抽象。也可以看做针对接口编程，不针对实现编程



• 里氏替换原则（LSP）

LSP(Liskov Substitution Principle)，子类型必须能够替换掉它们的基型。其实就是任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现，LSP是对OCP的的补充，OCP的关键步骤就是抽象，而LSP则是对抽象后的具体实现步骤的规范。



• 单一职责原则（SRP）

SRP(Single Responsibilities Principle)，就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因，也就是说类的职责要单一。SRP其实可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申，因为职责越多，能引起变化的原因就越多，这样导致职责依赖，大大提升了内聚性和耦合性。



• 接口分离原则（ISP）

ISP(Interface-Segregation Principle)，不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的，不要尝试依赖存在不使用功能的接口，否则将面临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变。



具体设计原则可以通过下述导图了解



软件设计的“臭味”

不好的软件会发出下述“臭味”

• 僵硬 - 不易改变

• 脆弱 - 只想改变A，结果B被意外的改变

• 不可移植 - 不适应环境的变化

• 导致误用的陷阱 - 做错误的事情比做正确的事情更容易，引导程序员破坏原有设计

• 晦涩 - 代码难以理解

• 过度设计