面向对象思想理论

面向对象的四大特性

• 封装性：信息隐藏或者数据访问保护，类通过暴露有限的访问接口，授权外部仅能通过类提供的方式（或者叫函数）来访问内部信息或者数据
• 抽象性：如何隐藏方法的具体实现，让调用者只需要关心方法提供了哪些功能，并不需要知道这些功能是如何实现的
• 继承：表示类之间is-a关系，代码复用
• 多态：子类可以替换父类，在实际的代码运行过程中，调用子类的方法实现

面向对象和面向过程的比较

• 什么是面向过程编程与面向过程编程语言？
  1. 面向对象编程是以类为基本单元，而面向过程编程则是以过程（或方法）作为组织代码的基本单元，最重要的特点是数据和方法分离。
  2. 不支持丰富的面向对象编程特性，如继承，多态，封装。
• 面向对象编程相比面向过程编程有哪些优势？
  1. 对于大规模复杂程序的开发，程序的处理流程并非单一的是一条主线，而是错综复杂的网状结构。面向对象编程比起面向过程编程，更能应对这种复杂类型的程序开发
  2. 面向对象编程相比面向过程编程，具有更加丰富的特性（封装、抽象、继承、多态）。利用这些特性编写出来的代码，更加易扩展、易复用、易维护。
• 为什么说面向对象编程语言比面向过程编程语言更高级？
  1. 更接近人的思维逻辑，将事务抽象为类，再去逐步完善行为。而面向过程则更加接近底层，需要我们有计算机思维。
• 有哪些看似是面向对象实际上是面向过程风格的代码？
  1. 滥用get，set
  2. 滥用全局变量和全局方法。只包含静态方法而不包含任何属性的utils类，是彻彻底底的面向过程的编程风格。
  3. 定义数据和方法分离的类，如mvc编程（贫血模型）
• 在面向对象编程中，为什么容易写出面向过程风格的代码？
  1. 思维模式的不同，面向过程是一步步按照顺序来，面向对象是一种自底而上的思考方式，不是按照执行流程去分解任务，而是将任务翻译成一个个小的模块，模块之间进行交互
• 面向过程编程和面向过程语言就真的没有用武之地了吗？
  1. 看使用场景，如计算为主，数据为辅的情况下，就可以使用面向过程

接口和抽象类

定义比较

抽象类：（is-a）

1. 抽象类不允许被实例化，只能被继承
2. 抽象类可以包含属性和方法，且可以包含代码实现，也可以不包含代码实现，不包含代码实现的方法叫做抽象方法
3. 子类继承抽象类，必须实现抽象类中的所有抽象方法。

接口类：（has-a）

1. 接口不能包含属性（也就是成员变量）
2. 接口只能声明方法，方法不能包含代码实现
3. 类实现接口的时候，必须实现接口中声明的所有方法

出发点

抽象类是多个子类代码重复，对整体重复代码抽离出来，是自下而上的。
接口偏重于解耦，是对行为的抽象，相对于一组协议或者契约，构建接口经常是自上而下的。

抽象类设计思路

public class Logger {
    private String name;
    private boolean enabled;
    private Level minPermittedLevel;


    public Logger(String name, boolean enabled, Level minPermittedLevel) {
        this.name = name;
        this.enabled = enabled;
        this.minPermittedLevel = minPermittedLevel;
    }
    
    protected boolean isLoggable(Level level) {
        boolean loggable = enabled & (minPermittedLevel.intValue <= level.intValue);
        return loggable;
    }
}


// 文件子类

class FileLogger extends Logger {
    private Writer writer;
    private String filePath;

    public FileLogger(String name, boolean enabled, Level minPermittedLevel, String filePath) {
        super(name, enabled, minPermittedLevel);
        this.filePath = filePath;
    }
    
    public void log(Level level, String message) {
        if (!isLoggable(level)); return;
        writer.write(message);
    }
}

// 中间间输出子类
class MessageQueueLogger extends Logger {
    private MessageQuesueClient messageQuesueClient;
    
    public MessageQueueLogger(String name, boolean enabled, Level minPermittedLevel, MessageQuesueClient messageQuesueClient) {
        super(name, enabled, minPermittedLevel);
        this.messageQuesueClient = messageQuesueClient;
    }

    public void log(Level level, String message) {
        if (!isLoggable(level)); return;
        messageQuesueClient.send(message);
    }
}

固然说这样子达到了代码复用的目的，但是已经无法使用多态特性了，不能用logger去调用log方法
还有一种，就是写一个空log()，但是相对于抽象类而言，还是脱了裤子放屁，而且定义一个空方法，其他人也不容易去理解，也有可能忘记了该方法的实现

模拟抽象类和借口

接口模拟

接口就是没有定义成员变量，只有方法声明，没有方法实现

1. 使用抽象类模拟

class Strategy {
	public:
		~Strategy();
		virtual void algorithm()=0;
	protected:
		Strategy(); 
}

没有定义任何属性，且所有方法都声明为virtual类型，这样所有方法都没有代码实现，且继承这个抽象类的子类都必须实现这些方法，从语法特性来说，相当于一个接口。

2. 用普通类模拟接口

public calss MockInterface {
	protected MockInterface() {}
	public void funcA() {
		throws new MethodUnSupportedException();
	}
}

该类构造方法是protected，只可以继承。且不重写funA，会抛出MethodUnSupportedException异常，这样就强迫子类在继承这个夫类时，都要主动实现夫类的方法。

模拟抽象类

抽象类的概念是有属性，有方法，可以有方法没有实现

用普通类实现抽象类

public calss MockInterface {
	private int value;
	protected MockInterface() {}
	public void funcA() {
		throws new MethodUnSupportedException();
	}
}

和模拟接口类似，将构造方法保护起来，只能通过继承来实现，且未实现方法需要定义抛出异常

基于接口而非实现编程

广泛的对于接口的定义： 一组协议或者约定，是功能提供者提供给使用者的一个功能列表

越抽象、越顶层、越脱离具体某一实现的设计，越能提高代码的灵活性，越能应对未来的需求变化。好的代码设计，不仅能应对当下的需求，而且在将来需求发生变化的时候，仍然能够在不破坏原有代码设计的情况下灵活应对。

以图片上传为例
现在有一个向阿里云上传图片的类，如下

public class AliyunImageStore {
    // ... 省略属性、构造方法....

    public void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
        // 创建bucket代码逻辑。。。
        // 。。。失败抛出异常
    }

    public String generateAccessToken() {
        // 根据 accesskey / secretkey 等生成access token
    }

    public String uploadToAliyun(Image image, String bucketName, String accessToken) {
        // 上传图片到阿里云
        // 返回图片储存地址
    }

    public Image downloadFromAliyun(String url, String accessToken) {
        // 从阿里云下载图片返回
    }
}


// AliyunImageStore类使用实例
public class ImageProcessingJob {
    private static final String BUCKET_NAME = "al_image_bucket";
    // .....


    public void process() {
        Image image = ...; // 处理图片，并封装为Image对象
        AliyunImageStore imageStore = new AliyunImageStore();
        imageStore.createBucketIfNotExisting(BUCKET_NAME);
        String accessToken = imageStore.generateAccessToken();
        imageStore.uploadToAliyun(image, BUCKET_NAME, accessToken);
    }

}

上述流程分为了三个步骤：创建bucket（存储目录），生成accessToken，携带token上传图片到指定的buckey中。整个流程看起来没有什么问题。

现在不往阿里云上放东西了，改成私有云了，那这个类就需要进行大改，如生成token，类名，方法名等。而且我们对这个行为进行抽象，他们都具有上传和下载功能，姑可以将该方法抽象出来。

public interface ImageStore {
    String uploadImage(Image image, String bucketName);
    Image download(String url);
}

// 阿里云存储
public class AliyunImageStore implements ImageStore{
    // ... 省略属性、构造方法....

    public void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
        // 创建bucket代码逻辑。。。
        // 。。。失败抛出异常
    }

    public String generateAccessToken() {
        // 根据 accesskey / secretkey 等生成access token
    }
    
    @Override
    public String uploadImage(Image image, String bucketName) {
        createBucketIfNotExisting(bucketName);
        String token = generateAccessToken();
        // 上传图片到阿里云
        // 返回图片储存地址
    }

    @Override
    public Image download(String url) {
        String token = generateAccessToken();
        // 从阿里云下载图片返回
    }
}


// 本地云存储
public class PrivateImageStore implements ImageStore{

    public void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
        // 创建bucket代码逻辑。。。
        // 。。。失败抛出异常
    }
    @Override
    public String uploadImage(Image image, String bucketName) {
        createBucketIfNotExisting(bucketName);
        // 上传图片到私有云
        // 返回地址
    }

    @Override
    public Image download(String url) {
        // 从私有云下载图片。。。
    }
}


// 调用
public class ImageProcessingJob {
    private static final String BUCKET_NAME = "al_image_bucket";
    // .....


    public void process() {
        Image image = ...; // 处理图片，并封装为Image对象
        ImageStore imageStore = new AliyunImageStore();
        imageStore.uploadImage(image, BUCKET_NAME);
    }

}

注意：

1. 最好不要将类写完后反推接口，这可能导致接口定义不够抽象，依赖具体的实现
2. 只有当系统存在不稳定的实现时，需要将其抽象出来，当系统问题，不需要每一个类都去定义接口。
3. 定义接口时，一方面，命名要足够通用，不能包换跟具体实现相关的字眼；另一方面，于特定实现有关的方法不要定义在接口中

上述的使用也是存在问题的

ImageStore imageStore = new AliyunImageStore(); //更换图片存储方法不方便

解决思路：

• 配置文件
• 构造方法传参
• 工厂模式，ImageStore imageStore = ImageStoreFactory.newInstance(STORE_TYPE_CONFIG)；
• 依赖注入
• 策略模式，使用一个Context类，使用聚合持有这个接口实例饮用，其他地方都用这个context类，变动只改动这个context类

多用组合少用继承

为什么不推荐使用继承

继承解决了代码复用问题，但是如果继承层次过深，过复杂，也会影响到代码的可维护性。

例如要设计一个鸟类这样的一个抽象的事物概念，定义为一个抽象类AbstractBird。
现在有需求：鸟会飞，会跑，会下蛋，我们是否要定义这些方法
那不会飞，不会跑，不会下蛋的鸟也很多，那该怎么办呢？
就拿飞举例，给不会飞的鸟抛出异常，这固然是一种方法，还有就是再通过AbstractBird派生出两个更加细分的类，会飞的鸟和不会飞的鸟，哪再加上会跑，2*2就是要定义4个了，再有具体的要求，结构就越来越复杂，而且更改父类逻辑，子类也会收到影响。

组合相比继承有哪些优势？

常用的三种方式：组合，接口，委托，一块解决继承的问题。
对于会飞的特性，定义一个flyable()，去实现这个接口，将实现类放入鸟类的成员变量中去，如果要调用fly的方法，就可以通flyable的实现类进行调用

尽管我们鼓励多用组合少用继承，但组合也并不是完美的，继承也并非一无是处。在实际的项目开发中，我们还是要根据具体的情况，来选择该用继承还是组合。如果类之间的继承结构稳定，层次比较浅，关系不复杂，我们就可以大胆地使用继承。反之，我们就尽量使用组合来替代继承。除此之外，还有一些设计模式、特殊的应用场景，会固定使用继承或者组合。