架构师训练营第二周总结
1.软件的本质与未来
1.1编程语言的发展历史
二进制
汇编语言
basic
perl
c
c++
Java
1.2编程语言的本质
编程的目的:用计算机解决现实世界的问题
编程的过程即:在计算机所能理解的"模型”( 解空间)和现实世界(问题空间)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:
问题领域:
包含与系统所要解决的问题相关的实物和概念的空间。
抽象的种类:
- 机器代码和汇编语言
对机器进行抽象
- 非结构化语言的高级语言(Basic , Fortran等)
对计算机的逻辑进行抽象
- 结构化程序设计
开始对问题领域进行一定程度的抽象
- 面向对象的程序设计
直接表达问题空间内的元素
1.2.1 编程方法的演进:
汇编语言->高级语言-> 结构化语言->面向对象语言
编程的核心要素:
1.2.2 什么是面向对象编程?
1. 第一个成功的面向对象的语言Smalltalk 描述:
- 万物皆为对象
- 程序是对象的集合,它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所构成的存储。
- 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。
C++和Java等后期的面向对象语言,都是在这个定义的基础、上设计的。
2. 什么是对象?
Booch对于对象的描述:对象具有状态、行为和标识。
- 状态:表明每个对象可以有自己的数据。
- 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它的对象。( 唯一的地址)
3. 面向对象编程的三要素(特征)封装性( Encapsulation )
隐藏实现细节( 访问控制)
定义接口
继承性( Inheritance )
IS一A关系
· HAS一A关系(组合)
多态性( Polymorphism)
后期绑定(虚函数)
向上转形(Up Casting)
1.2.3 面向对象编程与面向对象分析
面向对象编程不是使用面向对象的编程语言进行编程,而是利用多态特性进行编程。面向对象分析是将客观世界,即编程的业务领域进行对象分析。
充血模型与贫血模型
领域驱动设计DDD
1.2.4 面向对象设计的目的和原则
面向对象设计的目的
强内聚、低耦合,从而使系统
易扩展一易于增加新的功能
更强壮一不容易被粗心的程序员破坏
可移植一能够在多样的环境下运行
更简单一容易理解、 容易维护
面向对象设计的原则
为了达到上述设计目标,有人总结出了多种指导原则
“原则”是独立于编程语言的,甚至也可以用于非面向对象的编程语言中。
1.2.5 设计模式( design patterns )
设计模式是用于解决某一种问题的通用的解决方案。
设计模式也是语言中立的,
设计模式贯彻了设计原则。
GangofFour (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson and John Visides)提出了三大类23种基本的设计模式
创建模式
行为模式
结构模式
在更细分的领域当中还可以总结出许多设计模式:
并发编程模式
Java EE模式
1.2.6 框架(frameworks )
框架是用来实现某一类应用的结构性的程序,是对某 类架构方案可复用的设计 与实现如同框架结构的大厦的框架
简化应用开发者的工作
实现了多种设计模式,使应用开发者不需要花太大的力气,就能设计出结构良好的程序来不同领域的框架
微软公司为Windows编程开发了MFC框架。
Java为它的GUI (图形用户界面)开发了AWT框架。
还有许多开源的框架: MyBatis, Spring等。
Web服务器也是框架: Tomcat
1.2.7 框架VS工具
框架调用应用程序代码应用程序代码调用工具
架构师用框架保证架构的落地架构师用工具提高开发效率
2.面向对象设计原则
2.1软件设计的“臭味"
软件设计的最终目的,是使软件达到“ 强内聚、松耦合",从而使软件:
易扩展一易于增加新的功能
更强壮一不容易被粗心的程序员破坏
可移植一能够在多样的环境下运行
更简单一容易理解、容易维护
与之相反,一个“不好的”软件,会发出如下”臭味”:
僵硬一不易改变。
脆弱一只想改A,结果B被意外破坏。
不可移植一 不能适应环境的变化。
导致误用的陷阱一 做错误的事比做正确的事更容易,引诱程序员破坏原有的设计。晦涩一代码难以理解。
过度设计、copy一paste代码。
极
僵化性(Rigidity) :很难对系统进行改动,因为每个改动都会迫使许多对系统其他部分的改动。
如果单一的改动会导致依赖关系的模块中的连锁改动,那么设计就是僵化的,必须要改动的模块越多,设计就越僵化。
脆弱性(Fragility) :对系统的改动会导致系统中和改动的地方无关的许多地方出现问题。
出现新问题的地方与改动的地方没有概念上的关联。要修正这些问题又会引出更多的问题,从而使开发团队就像一只不停追逐自己尾巴的狗一样。
牢固性(Immobiliy) :很难解开系统的纠结,使之成为一些可在其他系统中重用的组件。
设计中包含了对其他系统有用的部分,而把这些部分从系统中分离出来所需的努力和风险是巨大的。
粘滞性(Viscosity):做正确的事情比做错误的事情要困难。
面临一个改动的时候,开发人员常常会发现会有多种改动的方法。有的方法会保持系统原来的设计,而另外一些则会破坏设计,当那些可以保持系统设计的方法比那些破坏设计的方法跟难应用是,就表明设计具有高的粘滞性,作错误的事情就很容易。
不必要的复杂性(Needless Complexity) :设计中包含有不具任何直接好处的基础结构
如果设计中包含有当前没有用的组成部分,他就含有不必要的复杂性。当开发人员预测需求的变化,并在软件中放置了处理那些潜在变化的代码时,常常会出现这种情况。
不必要的重复(Needless Repetition) :设计中包含有重复的结构,而该重复的结构本可以使用单一的抽象进行统一。
当copy, cut, paste 编程的时候,这种情况就会发生。
晦涩性(Opacity) :很难阅读、理解。没有很好的表现出意图。
代码可以用清晰、富有表现力的方式编写,也可以用晦涩、费解的方式编写。一般说来,随着时间的推移,代码会变得越来越晦涩。
2.2 OO设计原则
2.2.1 O0D原则一:开/闭原则(OCP)
OCP 一 Open/Closed Principle
对于扩展是开放的(Open for extension )
对于更改是封闭的( Closed for modification )
简言之:不需要修改软件实体(类、模块、函数等) ,就应该能实现功能的扩展。
传统的扩展模块的方式就是修改模块的源代码。如何实现不修改而扩展呢?
关键是抽象!
2.2.2 O0D原则二:依赖倒置原则(DIP)
DIP 一 Dependency Inversion Principle
高层模块不能依赖低层模块,而是大家都依赖于抽象;
抽象不能依赖实现,而是实现依赖抽象。
DIP倒置了什么?
模块或包的依赖关系
开发顺序和职责
软件的层次化
高层决定低层
高层被重用
框架的核心
好莱坞规则:
Don't call me, Ill call you.
倒转的层次依赖关系
2.2.3 O0D原则三: Liskov替换原则(LSP )
在Java/C++这样的静态类型语言中,实现OCP的关键在于抽象,而抽象的威力在于多态和继承。
一个正确的继承要符合什么要求呢?
答案: Liskov 替换原则
1988年,Barbara L iskov描述这个原则:
·若对每个类型T1的对象01,都存在一个类型T2的对象o2,使得在所有针对T2编写的程序P中,用o1替换02后,程序P的行为功能不变,则T1是T2的子类型。
· 简言之:子类型(subtype) 必须能够替换掉它们的基类型(base type) 。
2.2.4 O0D原则四:单一职责原则(SRP )
SRP 一 Single Responsibilit Principle
又被称为“内聚性原则( Cohesion)” , 意为:
➢一个模块的组成元素之间的功能相关性。
将它与引起一个模块改变的作用力相联,就形成了如下描述:➢一个类,只能有一个引起它的变化的原因。
什么是职责?
单纯谈论职责,每个人都会得出不同的结论
因此我们下一个定义:
➢一个职责是一个变化的原因。
2.2.5 O0D原则五:接口分离原则(ISP)
ISP 一 Interface Segregation Principle
不应该强迫客户程序依赖它们不需要的方法。
ISP和SRP的关系
ISP和SRP是相关的,都和“内聚性”有关。
SRP指出应该如何设计一个类一只能有一种原因才能促使类发生改变。
ISP指出应该如何设计一个接口一从客户的需要出发,强调不要让客户看到他们不需要的方法。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【涛】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/df259bec8966a302a4af8d1f3】。文章转载请联系作者。
评论