本节将介绍以下内容:
有了前面两章“OO 大智慧”和“OO 大原则”的铺垫,相信读者已经有了对面向对象的基本认知。而本章将继续深入关于面向对象和设计问题的讨论,挑起设计与架构的话题。在高级语言横行的今天,对于静态语言的设计都源于面向对象思想,重构与设计都基于这些简单的标准。
然而,对于设计,还有很多看似“惯常”的法则与经验广泛存在于软件系统中,例如除了经典的 23 种设计模式,还有很多模式之外的模式,按照粒度的大小、系统的特点、规模的大小,而形成的架构规则。
对设计来说,或许永远没有唯一的答案,你只能无限地接近最好。
设计,没有唯一的答案,但是把握分寸,却是软件设计中需要“用心良苦”的部分。
设计,从何而来?是需求。是重构。
设计原则是系统设计的灵魂,而设计模式是系统开发的模板,灵活自如的应用才是设计以不变应万变的准则。例如,实现一个用户注册的方法,首先会想到:
// 初次设计
public void Register(string name, Int32 age)
{
}
在一定的需求条件下,这个方法已经能够经受系统的考验,安全而平稳地向数据库中不断插入新的用户信息。然而,当需求发生变化时,你可能不得不对此做出调整,而我们就将这种调整称为重构。但是重构远不是扩充,而是设计。例如,现在的注册项发生了变化,还需要同时注册性别、电话,没有设计的调整,就被实现为:
// 需求变更
public void Register(string name, Int32 age, bool isMale, Int32 phone)
{
}
通过重载方式,一定程度上解决了这一问题,然而这种不能称为重构的调整,至少存在以下的弊端:
僵化的调整失去了设计的灵活性,没有思考的程序只能使程序的扩展和维护变得不可收拾,其实对于上述问题,只需要进行简单的重构,就可轻松避免上述3个弊端,实现更加柔性的系统。例如,简单重构如下:
public class UserInfo
{
public string Name { get; set; }
public Int32 Age { get; set; }
public bool Gender { get; set; }
}
通过将用户信息封装为一个类,实现更加简单的参数列表,同时其带来的好处还远不止避免了上述3个缺陷,而且能带来对用户信息的封装,实现更可靠的信息隐藏和暴露:可以通过字段和属性封装,实现对于成员的只读、可读可写权限的控制。.NET 3.0 的自动属性为属性封装实现了更为优雅的语法游戏,这些特性让 C# 成为更具有吸引力的高级语言(详见13.2节“赏析C# 3.0”):
// 定义可读可写属性
public string Mobile { get; set; }
// 定义只读属性
public string Password { get; private set; }
实现一定的逻辑封装,例如对于电子邮件,可以检查其合法性:
private string email;
public string Email
{
get { return email; }
set
{
string strReg = @"^([\w-\.]+)@((\[[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.)|(([\w-]+\.)+))([a-zA-Z]{2,4}|[0-9]{1,3})(\]?)$";
if (Regex.IsMatch(value, strReg))
email = value;
else
throw new InvalidCastException("Invalid Email Address.");
}
}
那么,设计是如何实现和建立的呢?答案就是面向对象。正如上述演化过程一样,其中应用了面向对象中的封装要素,完成了更加柔性的设计。在1.3节“封装的秘密”中,我们就对封装展开了详细的探讨,基于实例的应用和对 .NET 实现本质的分析,能够更加强化对于面向对象基本要素的理解。这些面向对象的思想和应用,来自于实践,完善于重构。
设计是如此重要,那么开发者的基本设计能力与素质又从何下手来培养呢?最好的办法,就是请个老师。从框架中了解,从系统中实现,从书文中汲取。然而,设计能力的提升绝非一朝一夕之功,软件开发中的设计大师,往往必须具备多年的修行方可称之为“架构师”。
一个在简历中轻描淡写的“10年软件设计经验”,并非是所有软件人都能修炼成的真功夫,这里没有任何虚情假意可言。在一个项目的实现过程中,逐渐了解什么是对象、什么是对抽象编程、设计模式是如何应用在实际的系统架构、设计原则到底是什么秘密武器,而重要的是完成一个软件项目,对于更多人来说是认识一种软件开发的科学流程。这种体验,才是难能可贵的经验。在设计的广义概念里,几个必需的概念是应该首先被了解和认知的,以排名不分先后的原则罗列,它们大概包括:
在本书第1部分,以“OO大智慧”和“OO大原则”两章的篇幅,分别讲述了关于面向对象的实现本质和思想理念,以面向对象技术在 .NET 中的应用为起点,熟悉和领略面向对象的智慧与原则,修炼深入 .NET 技术的基本功,为深入理解 .NET 的程序设计打好必备的基础。而本章将对以上设计问题继续探讨,从点点滴滴入手来关注设计环节的下一个据点。
所以,下面我们将对软件开发中的设计与架构进行更多的探讨,以期收获更多的共识与争论。
周星驰在《食神》中历经磨难之后参加食神大赛,做了一顿令人抓狂的黯然销魂饭,并对对手说了句:其实每个人都是食神,引来对手不屑。同样,现实世界的历练也渗透着同样的感悟,每个人都是食神,或者说每个人都可以是食神。软件设计与架构同样如此,不经一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香。
其实每个人都是食神,其实开发者都是设计师。关键在于掌勺的你,是否能让做饭的家伙油光锃亮。
其实,在设计的领域,你大可不必为看似高深的框架吓倒,也不必为没有经验而怯场。在每个人的代码生涯中,你随时可以是食神,就像上例中通过简单 Extract Class 重构方法,你就可以体验一次化腐朽为神奇的力量。所以,设计无处不在,架构如影随形。而如何将三层架构、Abstract Factory、Extract Method、MVC、OCP 这一竿子打不着的概念有机地、科学地、合理地体现在活生生的软件系统中,是一种功力和经验的体现。
作为学习者,如果还不具备在宏观上把握如何将上述模糊的概念进行统筹和消化,那么作为预备设计师,首先要做好的工作就是先逐个认识 SOA、Mapper、Pipeline、DTO、Message Bus 这些概念,有了基本功之后再看着唱本骑驴走远。