架构师之路(1)面向过程和面向对象
1、引言 机算机科学是一门应用科学，它的知识体系是典型的倒三角结构，所用的基础知识并不多，只是随着应用领域和方向的不同，产生了很多的分支，所以说编程并不是一件很困难的事情，一个高中生经过特定的训练就可以做得到。但是，会编程和编好程绝对是两码事，同样的程序员，有的人几年之后成为了架构师，有的人却还在不停地coding，只不过ctrl-c、ctrl-v用得更加纯熟了。在中国，编程人员最终的归途无外乎两条：一是转向技术管理，它的终点是CTO；二是继续深入，它的终点是首席架构师，成为CEO的人毕竟是少数。如果你现在还是个普通的程序员，希望继续在技术这条路上前进的话，我想你还是应该先补充一点软件工程的思想，学习一点有关设计模式的知识，只有具备这些能力，你才能从整体和宏观层面来考虑问题、分析问题和解决问题。本人Coding了很多年，中间走了不少弯路，虽然最终没什么大成就，但总算有一些心得，很愿意把自己的一些经验拿出来跟大家分享，这或许对你的发展有所帮助。
由程序员转为架构师，最绕不开的概念就算是面向对象(OO)了。记得在大学的时候，我们专业开了一门课叫《面向对象的编程》。那个时候，我们刚刚学了一门C语言，开发环境用的还是DOS下的Turbo C，半点项目开发的经验都没有，纯粹的空对空。所以，一学期下来，我始终处于一种懵懂状态，既没领会面向过程和面向对象到底有什么区别，也没搞懂面向对象能带来什么好处。
2、面向过程(OP)和面向对象(OO) 2.1 蛋炒饭和盖浇饭 有人这么形容OP和OO的不同：用面向过程的方法写出来的程序是一份蛋炒饭，而用面向对象写出来的程序是一份盖浇饭。所谓盖浇饭，北京叫盖饭，东北叫烩饭，广东叫碟头饭，就是在一碗白米饭上面浇上一份盖菜，你喜欢什么菜，你就浇上什么菜。我觉得这个比喻还是比较贴切的。 蛋炒饭制作的细节，我不太清楚，因为我没当过厨师，也不会做饭，但最后的一道工序肯定是把米饭和鸡蛋混在一起炒匀。盖浇饭呢，则是把米饭和盖菜分别做好，你如果要一份红烧肉盖饭呢，就给你浇一份红烧肉；如果要一份青椒土豆盖浇饭，就给浇一份青椒土豆丝。 蛋炒饭的好处就是入味均匀，吃起来香。如果恰巧你不爱吃鸡蛋，只爱吃青菜的话，那么唯一的办法就是全部倒掉，重新做一份青菜炒饭了。盖浇饭就没这么多麻烦，你只需要把上面的盖菜拨掉，更换一份盖菜就可以了。盖浇饭的缺点是入味不均，可能没有蛋炒饭那么香。 到底是蛋炒饭好还是盖浇饭好呢？其实这类问题都很难回答，非要比个上下高低的话，就必须设定一个场景，否则只能说是各有所长。如果大家都不是美食家，没那么多讲究，那么从饭馆角度来讲的话，做盖浇饭显然比蛋炒饭更有优势，他可以组合出来任意多的组合，而且不会浪费。
2.2 软件工程 盖浇饭的好处就是“菜”“饭”分离，从而提高了制作盖浇饭的灵活性。饭不满意就换饭，菜不满意换菜。用软件工程的专业术语就是“可维护性”比较好，“饭”和“菜”的耦合度比较低。蛋炒饭将“蛋”“饭”搅和在一起，想换“蛋”“饭”中任何一种都很困难，耦合度很高，以至于“可维护性”比较差。软件工程追求的目标之一就是可维护性，可维护性主要表现在3个方面：可理解性、可测试性和可修改性。面向对象的主要好处就是显著的改善了软件的可维护性。
面向过程(OP)和面向对象(OO)是不是就是指编码的两种方式呢？不是！你拿到了一个用户需求，比如有人要找你编个软件，你是不是需要经过需求分析，然后进行总体/详细设计，最后编码，才能最终写出软件，交付给用户。这个过程是符合人类基本行为方式的：先想做什么，再想如何去做，最后才是做事情。有的同学说：“我没按照你说的步骤做啊，我是直接编码的”。其实，你一定会经历了这三个阶段，只不过你潜意识里没有分得那么清楚。对于拿到需求就编码的人，可能编着编着，又得倒回去重新琢磨，还是免不了这些过程，
以OO为例，对应于软件开发的过程，OO衍生出3个概念：OOA、OOD和OOP。采用面向对象进行分析的方式称为OOA，采用面向对象进行设计的方式称为OOD，采用面向对象进行编码的方式称为OOP。面向过程(OP)和面向对象(OO)本质的区别在于分析方式的不同，最终导致了编码方式的不同。
2.3 面向过程(OP)和面向对象(OO)
架构师之路(2)详解面向过程
1. 面向过程编程(OPP) 和面向对象编程(OOP)的关系 关于面向过程的编程(OPP)和面向对象的编程(OOP),给出这它们的定义的人很多，您可以从任何资料中找到很专业的解释，但以我的经验来看，讲的相对枯燥一点，不是很直观。除非您已经有了相当的积累，否则说起来还是比较费劲。
我是个老程序员出身，虽然现在的日常工作更多倾向了管理，但至今依然保持编码的习惯，这句话什么意思呢？我跟大家沟通应该没有问题。无论你是在重复我走过的路，或者已经走在了我的前面，大家都会有那么一段相同的经历，都会在思想层面上有一种理解和默契，所以我还是会尽量按照大多数人的常规思维写下去。
面向过程的编程(OPP)产生在前，面向对象的编程(OOP)产生在后，所以面向对象的编程(OOP)一定会继承前者的一些优点，并摒弃前者存在的一些缺点，这是符合人类进步的自然规律。两者在各自的发展和演变过程中，也一定会相互借鉴，互相融合，来吸收对方优点，从而出现在某些方面的趋同性，这些是必然的结果。即使两者有更多的相似点，也不会改变它们本质上的不同，因为它们的出发点就完全是两种截然不同的思维方式。关于两者的关系，我的观点是这样的：面向对象编程(OOP)在局部上一定是面向过程(OP)的，面向过程的编程(OPP)在整体上应该借鉴面向对象(OO)的思想。这一段说的的确很空洞，而且也一定会有引来争议，不过，我劝您还是在阅读了后面的内容之后，再来评判我观点的正确与否。
象C++、C#、Java等都是面向对象的语言，c,php(暂且这么说，因为php4以后就支持OO)都是面向过程的语言，那么是不是我用C++写的程序一定就是面向对象，用c写的程序一定就是面向过程呢？这种观点显然是没有真正吃透两者的区别。语言永远是一种工具，前辈们每创造出来的一种语言，都是你用来实现想法的利器。我觉得好多人用C#,Java写出来的代码，要是仔细看看，那实际就是用面向对象(OO)的语言写的面向过程(OP)的程序。
所以，即使给关羽一根木棍，给你一杆青龙偃月刀，他照样可以打得你满头是包。你就是扛着个偃月刀，也成不了关羽，因为你缺乏关羽最本质的东西---绝世武功。同样的道理，如果你没有领会OO思想，怎么可能写得出真正的OO程序呢？面向对象(OO)和面向过程(OP)绝对是两种截然不同的思维方式。
那是不是面向过程就不好，也没有存在的必要了？我从来没有这样说过。事实上，面向过程的编程(OPP)已经存在了几十年了，现在依然有很多人在使用。它的优点就是逻辑不复杂的情况下很容易理解，而且运行效率远高于面向对象（OO）编写的程序。所以，系统级的应用或准实时系统中，依然采用面向过程的编程(OPP)。当然，很多编程高手以及大师级的人物，他们由于对于系统整体的掌控能力很强，也喜欢使用面向过程的编程(OPP)，比如像Apache,QMail,PostFix,ICE等等这些比较经典的系统都是OPP的产物。 象php这些脚本语言，主要用于web开发，对于一些业务逻辑相对简单的系统，也常使用面向过程的编程(OPP)，这也是php无法跨入到企业级应用开发的原因之一，不过php5目前已经能够很好的支持OO了。
2.详解面向过程的编程(OPP) 在面向对象出现之前，我们采用的开发方法都是面向过程的编程(OPP)。面向过程的编程中最常用的一个分析方法是“功能分解”。我们会把用户需求先分解成模块，然后把模块分解成大的功能，再把大的功能分解成小的功能，整个需求就是按照这样的方式，最终分解成一个一个的函数。这种解决问题的方式称为“自顶向下”，原则是“先整体后局部”，“先大后小”，也有人喜欢使用“自下向上”的分析方式，先解决局部难点，逐步扩大开来，最后组合出来整个程序。其实，这两种方式殊路同归，最终都能解决问题，但一般情况下采用“自顶向下”的方式还是较为常见，因为这种方式最容易看清问题的本质。
我举个例子来说明面向过程的编程方式: 用户需求：老板让我写个通用计算器。 最终用户就是老板，我作为程序员，任务就是写一个计算器程序。OK，很简单，以下就是用C语言完成的计算器： 假定程序的文件名为：main.c。 int main(int argc, char *argv[]){ //变量初始化 int nNum1,nNum2; char cOpr; int nResult; nNum1 = nNum2 = 0; cOpr = 0; nResult = 0; //输入数据 printf("Please input the first number:rn"); scanf("%d",&nNum1); printf("Please input the operator:rn"); scanf("%s",&cOpr); printf("Please input the second number:rn"); scanf("%d",&nNum2); //计算结果 if( cOpr == '+' ){ nResult = nNum1 + nNum2; }else if( cOpr == '-' ){ nResult = nNum1 - nNum2; }else{ printf("Unknown operator!"); return -1; } //输出结果 printf("The result is %d!",nResult); return 0; }
抛开细节不讲，我想大多数人差不多都会这么实现吧，很清晰，很简单，充分体现了“简单就是美”的原则，面向过程的编程就是这样有条理的按照顺序来逐步实现用户需求。 凡是做过程序的人都知道，用户需求从来都不会是稳定的，最多只能够做到“相对稳定”。用户可能会随时提出加个功能，减个功能的要求，也可能会要求改动一下流程，程序员最烦的就是频繁地变动需求，尤其是程序已经写了大半了，但这种情况是永远无法避免的，也不能完全归罪到客户或者需求分析师。
以我们上面的代码为例，用户可能会提出类似的要求： 首先，你程序中实现了“加法”和“减法”，我还想让它也能计算“乘法”、“除法”。 其次，你现在的人机界面太简单了，我还想要个Windows计算器的界面或者Mac计算器的界面。 用户需求开始多了，我得琢磨琢磨该如何去写这段代码了。我今天加了“乘”“除”的运算，明天保不齐又得让我加个“平方”、“立方”的运算，这要是把所有的运算都穷尽了，怎么也得写个千八百行代码吧。还有，用户要求界面能够更换，还得写一大堆界面生成的代码，又得来个千八百行。以后，这么多代码堆在一起，怎么去维护，找个变量得半天，看懂了代码得半天，万一不小心改错了，还得调半天。另外，界面设计我也不擅长，得找个更专业的人来做，做完了之后再加进来吧。这个过程也就是“软件危机”产生的过程。伴随着软件广泛地应用于各个领域，软件开发的规模变得越来越大，复杂度越来越高，而其用户的需求越来越不稳定
根据用户提出的两个需求，面向过程的编程该如何去应对呢？想大家都很清楚怎么去改。Very easy，把“计算”和“界面”分开做成两个独立的函数，封装到不同的文件中。 假定程序的文件名为：main.c。 #include "interface.h" #include "calculate.h" int main(int argc, char *argv[]){ //变量初始化 int nNum1,nNum2; char cOpr; int nResult; nNum1 = nNum2 = 0; cOpr = 0; nResult = 0; //输入数据 if( getParameters(&nNum1,&nNum2,&cOpr) == -1 ) return -1; //计算结果 if( calcMachine(nNum1,nNum2,cOpr,&nResult) == -1 ) return -1; //输出结果 printf("The result is %d!",nResult); return 0; } interface.h: int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr); interface.c: int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr){ printf("Please input the first number:rn"); scanf("%d",nNum1); printf("Please input the operator:rn"); scanf("%s",cOpr); printf("Please input the second number:rn"); scanf("%d",nNum2); return 0; } calculate.h: int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr, int *nResult); calculate.c: int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr,int *nResult){ if( cOpr == '+' ){ *nResult = nNum1 + nNum2; }else if( cOpr == '-' ){ *nResult = nNum1 - nNum2; }else{ printf("Unknown operator!"); return -1; }; return 0; }
面向过程的编程(OPP)就是将用户需求进行“功能分解”。把用户需求先分解成模块(.h,.c)，再把模块(.h,.c)分解成大的功能(function)，然后把大的功能(function)分解成小的功能(function)，如此类推。
功能分解是一项很有技术含量的工作，它不仅需要分解者具有丰富的实战经验，而且需要科学的理论作为指导。如何分解，分解原则是什么，模块粒度多大合适？这些都是架构师的要考虑的问题，也是我们后面要着重讲的内容。
面向过程的编程(OPP)优点是程序顺序执行，流程清晰明了。它的缺点是主控程序承担了太多的任务，各个模块都需要主控程序进行控制和调度，主控和模块之间的承担的任务不均衡。
有的人把面向过程定义为：算法 + 数据结构，我觉得也很准确。面向对象的编程中算法是核心，数据处于从属地位，数据随算法而流动。所以采用面向过程的方式进行编程，一般在动手之前，都要编写一份流程图或是数据流图。
如果大家对本文有意见尽可争论，欢迎大家随时拍砖。我有着钢铁一样的心脏和城墙一样的脸皮，承受能力极强，所以无论是支持意见还是反对反对意见，我都会认真阅读，只要不是色情淫秽和反动言论，我尽量不删贴。由于个人能力和时间有限，也只能写到这样的水平了，大家谅解。我的资料里有qq号，加为好友后就可以看到，我的qq对任何人开放。 架
构师之路(3)架构师的职责
架构师的职责 近来看到CSDN上有个CTO俱乐部，里面聊得是不亦乐乎。我怀着无比崇敬的态度，拜读了一下牛人们的发言。里面有个哥们发起一个话题：“CTO, 你多久没有写程序了？”。有人回答：“不写代码的CTO,属于......这公司问题大了!”。看到这里，我就赶紧撤了，怕忍不住反驳几句，反而遭到牛人们的群殴。试想，一个上点规模的IT公司，还得靠CTO来写程序的话，那是不是才叫问题大了呢。当然，我没有做过CTO，所以我有我的不同看法，而且还愿意表达出来，无知者无畏。我情愿相信：我所理解的CTO跟这位CTO所理解的是两回事。所以我想，如果有人能把CTO的职责给标准化了，也许就不会有这么多的争论了。 同样的道理，关于架构师的定义，大家也有着不同的理解。什么是架构师？架构师有哪些职责？我觉得有必要提前明确一下，要不然大家沟通起来也会产生类似问题，子说子理，卯说卯理，但是压根说得不是一码子事。
1 什么是架构师 曾经有这么个段子： 甲：我已经应聘到一家中型软件公司了，今天上班的时候，全公司的人都来欢迎我。 乙：羡慕ing，都什么人来了？ 甲：CEO、COO、CTO、All of 程序员，还有会计、司机都来了。 乙：哇，他们太重视你了，人才啊，这么多人迎接你！ 甲：没有啊，就一个人！ 乙：靠，#%￥$%...
很多的创业公司，一人身兼数职的情形还是很常见的。至少，我是经历过的，一个人包办了所有的开发过程，连测试我都做了，绝对的一条龙，但是经常踩钢丝、骑独轮车总会有失足的时候，结果有一次，从我手里发出去的光盘母盘，含有病毒僵尸，以至于被迫收回已经推上市场的2万张光盘，从那之后，我的心脏就开始变得无比坚强，现在就是整个后台服务都瘫痪了，我也只是微微一笑。其实，一个人身兼架构师和程序员，甚至多种角色，没什么不妥，后面还会讲这个话题，这种现象不是中国特色，跟国外是完全接轨的。我曾经跟米国的一个工程师在msn中聊过类似的话题，发现他们的路子跟咱们没什么不同，在IT这个行业，我们跟世界的差距只有1天，他们刚弄出来的新东西，我们这里第2天保准见得到。
架构师这个称呼不是拍脑袋想出来的，是有国际标准（ISO/IEC 42010）可查的。架构师是软件开发活动中的众多角色之一，它赡苁且桓鋈恕⒁桓鲂∽椋部赡苁且桓鐾哦印Ｎ⑷矶约芄故τ幸桓龇掷嗖慰迹颐遣慰家幌拢前鸭芄故Ψ治?种：企业架构师EA(Enterprise Architect)、基础结构架构师IA(Infrastructure Architect)、特定技术架构TSA(Technology-Specific Architect)和解决方案架构师SA (Solution Architect)。微软的这个分类是按照架构师专注的领域不同而划分的。
EA的职责是决定整个公司的技术路线和技术发展方向。盖茨给自己的Title就是首席软件架构师，网易丁磊也喜欢这么称呼自己，实际上就是EA角色；IA的工作就是提炼和优化技术方面积累和沉淀形成的基础性的、公共的、可复用的框架和组件，这些都是一个技术型公司传承下来的最宝贵的财富之一；特定技术架构师TSA，他们主要从事类似安全架构、存储架构等专项技术的规划和设计工作；SA的工作则专于解决方案的规划和设计，“解决方案”这个词在中国已经到了严重泛滥的程度，大忽悠们最喜欢把它挂在嘴边。所谓解决方案，就是把产品、技术或理论，不断地进行组合，来创造出满足用户需求的选择。售前工程师一般都是带着它到客户那里去发挥的。
大公司会把各种类型的架构师分得很清楚，小公司一般就不那么讲究了，架构师多数是是IA+TSA+SA，一人包打天下，所以说大公司出专才，小公司出全才。 实际工作中，我们也经常会见到另一种比较简单的分类方式，把架构师分为软件架构师和系统架构师。软件架构师基本上是TSA+IA，这也是程序员最容易突破，最可能走上的一条道路，比如JAVA架构师、DotNet架构师、LAPM架构师等等，我后面所讲的内容都是与软件架构师的相关的话题。系统架构师实际上是SA+TSA，更着力于综合运用已有的产品和技术，来实现客户期望的需求。系统架构师要求通晓软、硬件两方面的知识，所以它的知识体系相对庞杂。关于系统架构师的话题，我们可以稍后再作讨论。
2 架构师的职责 架构师主要职责有4条： 1、确认需求 在项目开发过程中，架构师是在需求规格说明书完成后介入的，需求规格说明书必须得到架构师的认可。架构师需要和分析人员反复交流，以保证自己完整并准确地理解用户需求。
2、系统分解 依据用户需求，架构师将系统整体分解为更小的子系统和组件，从而形成不同的逻辑层或服务。随后，架构师会确定各层的接口，层与层相互之间的关系。架构师不仅要对整个系统分层，进行“纵向”分解，还要对同一逻辑层分块，进行“横向”分解。 软件架构师的功力基本体现于此，这是一项相对复杂的工作。
3、技术选型 架构师通过对系统的一系列的分解，最终形成了软件的整体架构。技术选择主要取决于软件架构。 Web Server运行在Windows上还是Linux上？数据库采用MSSql、Oracle还是Mysql？需要不需要采用MVC或者Spring等轻量级的框架？前端采用富客户端还是瘦客户端方式？类似的工作，都需要在这个阶段提出，并进行评估。 架构师对产品和技术的选型仅仅限于评估，没有决定权，最终的决定权归项目经理。架构师提出的技术方案为项目经理提供了重要的参考信息，项目经理会从项目预算、人力资源、时间进度等实际情况进行权衡，最终进行确认。
4、制定技术规格说明 架构师在项目开发过程中，是技术权威。他需要协调所有的开发人员，与开发人员一直保持沟通，始终保证开发者依照它的架构意图去实现各项功能。 架构师不仅要保持与开发者的沟通，也需要与项目经理、需求分析员，甚至与最终用户保持沟通。所以，对于架构师来讲，不仅有技术方面的要求，还有人际交流方面的要求。
3 架构师的误区 1、架构师就是项目经理 架构师不是项目经理。项目经理侧重于预算控制、时间进度控制、人员管理、与外部联系和协调等等工作，具备管理职能。一般小型项目中，常见项目经理兼架构师。
2、架构师负责需求分析 架构师不是需求分析员。需求分析人员的工作是收集需求和分析需求，并与最终用户、产品经理保持联系。架构师只对最终的需求审核和确认，提出需求不清和不完整的部分，他会跟需求分析员时刻保持联系。架构师是技术专家，不是业务专家。
3、架构师从来不写代码 这是一个尚存争论的问题。目前有两种观点： 观点1：架构师不写代码，写代码纯体力活，架构师写代码大材小用。架构师把UML的各种视图交给开发人员，如果有不明确的地方，可以与架构师随时沟通。 观点2：架构师本来自于程序员，只是比程序员站的层面更高，比程序员唯一多的是经验和知识，所以架构师也免不了写代码。 我个人觉得这两种说法是与架构师的出身和所处的环境有关。 架构师首先是一个技术角色，所以一定是来自于技术人员这个群体，比如系统架构师，多是来自于运维人员，可能本身代码写得并不多，或者说写不出来很漂亮的代码。软件架构师多是来自于程序员，有着程序员的血统和情怀，所以在项目开发过程中，可能会写一些核心代码。我们的理想是架构师不用写代码，但事实上有时候过于理想。架构师写不写代码，可能取决于公司的规模、文化、开发人员的素质等现实情况。另外，架构师也不是跟程序员界限分得那么清楚，按照能力也有高中低之分，写不写代码不是区分两者的根本标准。
4 架构师的基本素质 1、沟通能力 为了提高效率，架构师必须赢得团队成员、项目经理、客户或用户认同，这就需要架构师具有较强的沟通能力。沟通能力是人类最普遍性的素质要求，技术人员好像容易忽略，想成为架构师就不能忽略。千万不要抱着这样的观念：怀才跟怀孕似的，时间久了总会被人发现的。还是天桥上卖大力丸的哥们说得对：光说不练假把式，光练不说傻把式。看看你周围的头头脑脑们，哪一个不是此中高手，我们千万不要鄙视，认为这是阿谀奉承、投机钻营，凡事都要看到积极的一面，“沟通”的确是一种能力。我认为自己是一个略内向的人，因为我是农村出来的孩子，普通话都说不好，以前或多或少带有点自卑感，幻想着是金子总会发光，所以在职业生涯中吃了不少亏。现在，我深深懂得了沟通的重要性，我会很主动地跟同事们，跟老大们不定时地沟通，感觉工作起来顺畅多了。 这一条我认为最为重要，所以排在首位。我甚至认为下面几条都可以忽略，唯一这一条得牢记，而且要常常提醒自己。
2、领导能力 架构师能够推动整个团队的技术进展，能在压力下作出关键性的决策，并将其贯彻到底。架构师如何来保证这种执行力？这就需要架构师具有领导能力。 架构师的领导能力的取得跟项目经理不太一样。项目经理主要负责解决行政管理，这种能力与技术关系不大，他有人权和财权，再扯上一张“领导”的虎皮，采用“胡萝卜加大棒”的方式，基本上可以保证执行力。架构师在项目里面可能更多地使用非正式的领导力，也就是我们常说的影响力，里面包括个人魅力、技术能力、知识传递等等。
3、抽象思维和分析能力 架构师必须具备抽象思维和分析的能力，这是你进行系统分析和系统分解的基本素质。只有具备这样的能力，架构师才能看清系统的整体，掌控全局，这也是架构师大局观的形成基础。你如何具备这种能力呢？一是来自于经验，二是来自于学习。架构师不仅要具备在问题领域上的经验，也需要具备在软件工程领域内的经验。也就是说，架构师必须能够准确得理解需求，然后用软件工程的思想，把需求转化和分解成可用计算机语言实现的程度。经验的积累是需要一个时间过程的，这个过程谁也帮不了你，是需要你去经历的。但是，如果你有意识地去培养，不断吸取前人的经验的话，还是可以缩短这个周期的。这也是我写作此系列的始动力之一。
4、技术深度和广度 架构师最好精通1-2个技术，具备这种技术能力可以更加深入的理解有关架构的工作原理，也可以拉近和开发人员的距离，并形成团队中的影响力。 架构师的技术知识广度也很重要，需要了解尽可能多的技术，所谓见多识广，只有这样，才可能综合各种技术，选择更加适合项目的解决方案。有的人说，架构师技术广度的要求高于技术深度的要求，这是很有道理的。
总而言之，一句话：架构师是项目团队中的技术权威。 面向过程和面向对象这两个基本概念，不仅架构师需要非常清楚，程序员、设计师也要非常清楚，这也是系统分析、设计和编码最基本的常识。我接触的程序员，很多人只停留在一种“似是而非”的程度，这是不行的，想要继续前进，就得把基础夯实，所以我觉得很有必要先回回炉，补补课。
后记：在讲面向对象之前写了这么一篇，主要就是要把前面漏下的功课补上。
架构师之路(4)详解面向对象
详解面向对象的编程(OOP) 1 什么是面向对象 刚接触编程的时候，多数人本能的反映可能是面向过程(OP)的，而不是面向对象(OO)的。这种现象其实是很正常的，改变思维方式是需要一个过程的，我大体归纳了一下其形成的原因： 1、直接原因 你还没有养成面向对象分析问题和解决问题的习惯。建立面向对象的思维方式需要一定时间的训练和揣摩才能形成，所以你可以在学习或具体项目中刻意地强化这种意识。一般情况下，经过一段时间之后，你会觉得这是自然而然的事情，只有心中OO，眼中自然OO了。
2、历史原因 我们从小接受的培训都是采用面向过程(OP)的方式分析问题和解决问题，尤其是数学，多数是强调按部就班的解决问题，计算机软件的发展一直就与数学是很有渊源，所以，顺理成章的，把面向过程(OP)的方式带入到软件开发也是很自然的事情。
什么是面向对象，或者谈谈你对面向对象的理解，这恐怕是软件开发人员，尤其是程序员和设计师应聘的时候，面试官常最挂在嘴边的问题吧。面向对象对应的英文是Object-Oriented，把Object-Oriented翻译成“面向对象”，我一直觉得这个译法不太确切，因为多数人第一次看到“面向对象”这四个字，都很难从字面上理解它到底是什么意思。后来，我又查阅了一些有关的资料，发现港澳台的计算机书籍中是把它翻译成了“物件导向”，这个译法，我感觉不错，于我心颇有些戚戚焉。“物件导向”比较准确地反映了面向对象认识和解决问题都是要围绕对象展开的。
所以，面向对象的思维方式认为：软件系统是一组交互的对象的集合。一组相关的对象组合为一个子系统，一组子系统继续组合为更复杂的子系统，直至组合成整个系统。
面向对象方式的出发点是尽可能模拟人类习惯的思维方式，将“问题域”中涉及的内容抽象为“对象”谷砑⒌姆椒ㄓ牍叹】赡芙咏死嗳鲜妒澜缃饩鑫侍獾姆椒ㄓ牍獭?/p> 面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。面向对象是把构成问题事务分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。 面向过程认识和解决问题的思维，可以称为“流程论”，重点放在处理过程的步骤，流程是整个系统的核心。
面向对象认识和解决问题的思维，可以称为“组装论”，重心放在对象的抽象和提取上，然后将对象组装为整体。 所以OO和OP从思维方式来讲，出发点还是完全不同的。
2 OP PK OO 咱们用象棋对战的例子，来比较OP和OO的不同： http://img.ddvip.com/2009_03_06/1236333416_ddvip_6956.jpeg 红方：功夫熊猫 黑方：悍娇虎 裁判：龟仙人 采用面向过程(OPP)的设计思路，首先分拆整个对战过程，分析双方对战的步骤，得到如下流程： http://img.ddvip.com/2009_03_06/1236333416_ddvip_1731.jpeg 把上面每个步骤分别用函数进行实现，问题就解决了。 我们再来看看面向对象是如何来解决问题，整个象棋游戏可以抽象出3种对象： 1、棋手，负责行棋，这两者行为一致。 2、棋盘，负责绘制棋盘画面。 3、裁判，负责判定诸如吃子、犯规和输赢。
三者之间的关系如下： http://img.ddvip.com/2009_03_06/1236333416_ddvip_219.jpeg 第一类对象棋手负责行棋，并告知第二类对象棋盘中棋子布局的变化，棋盘接收到了棋子布局的变化后，负责在绘制屏幕，同时利用第三类对象裁判来对棋局进行判定。
从以上两种的实现方式可以看出几点： 1、可维护性 面向对象是以数据和功能来划分问题，而不是依据流程和步骤。同样是绘制棋盘的行为，在面向过程的设计中分散在了很多的步骤中，很可能出现在不同的绘制版本中，只是不是很像一份“蛋炒饭”中的鸡蛋？在面向对象的设计中，绘图只可能在棋盘对象中出现，从而保证了绘图的统一，这就是把鸡蛋从“蛋炒饭”中分离出来的效果。
2、可扩展性 假如我要加入悔棋的功能，如果要改动面向过程的设计，那么从行棋到显示再到判定这一连串的步骤都要改动，甚至步骤之间的循序都要进行大规模调整。如果是面向对象的话，只用改动棋盘对象就行了，棋盘对象保存了双方的棋谱，简单回溯，减一就可以了，而显示和判定不涉及，同时整体对各个对象功能的调用顺序都没有变化，改动只限定在了局部。
3 深层思考 认为：软件系统是一组交互的对象的集合。 因为人类对现实世界是非常熟悉的，所以OO就是通过抽象的方式，把问题域映射到现实世界，尽量模拟现实世界的万事万物。通过这种方式，就可以运用现实世界中解决问题的方法与过程，来解决软件领域内的问题。
有人说：OO眼里一切皆对象，这句话还是很有道理的。 到底给软件开发带来了什么样的好处？OO的抽象的尺度是如何把握的呢？这都是问题。
架构师之路(5)面向对象的设计原则
1 OO的设计原则 采用面向对象的分析和设计思想，为我们分析和解决问题提供了一种全新的思维方式。我们在拿到需求之后(略去OOA，以后补全)，接下来的问题就是：如何对系统进行面向对象的设计呢？
按照软件工程的理论，面向对象的设计要解决的核心问题就是可维护性和可复用性。尤其是可维护性，它是影响软件生命周期重要因素，通常情况下，软件的维护成本远远大于初期开发成本。
一个可维护性很差的软件设计，人们通常称之为“臭味”的，形成的原因主要有这么几个：过于僵硬、过于脆弱、复用率低或者黏度过高。相反，一个好的系统设计应该是灵活的、可扩展的、可复用的、可插拔的。在20世纪80到90年代，很多业内专家不断探索面向对象的软件设计方法，陆续提出了一些设计原则。这些设计原则能够显著地提高系统的可维护性和可复用性，成为了我们进行面向对象设计的指导原则：
1、 单一职责原则SRP 每一个类应该只专注于做一件事。 2、 “开-闭”原则OCP 每一个类应该是对扩展开放，对修改关闭。 3、 里氏代换原则LSP 避免造成派生类的方法非法或退化，一个基类的用户应当不需要知道这个派生类。 4、 依赖倒转原则DIP 用依赖于接口和抽象类来替代依赖容易变化的具体类。 5、 接口隔离原则ISP 应当为客户提供尽可能小的接口，而不是提供大的接口。
其中，“开-闭”原则是面向对象的可复用设计的基石，其他设计原则是实现“开-闭”原则的手段和工具。 我会为大家一一进行讲解。 2 单一职责原则SRP(Single-Responsibility Principle) 2.1什么是单一职责 单一职责就是指一个类应该专注于做一件事。现实生活中也存谥钊绱死嗟奈侍猓?ldquo;一个人可能身兼数职，甚至于这些职责彼此关系不大，那么他可能无法做好所有职责内的事情，所以，还是专人专管比较好。”我们在设计类的时候，就应该遵循这个原则：单一职责。
我们以计算器编程为例： 在有些人眼里，计算器就是一件东西，是一个整体，所以它把这个需求进行了抽象，最终设计为一个Calculator类，代码如下： class Calculator{ public String calculate() { Console.Write("Please input the first number:"); String strNum1 = Console.ReadLine(); Console.Write(Please input the operator:"); String strOpr= Console.ReadLine(); Console.Write("Please input the second number:"); String strNum2 = Console.ReadLine(); String strResult = ""; if (strOpr == "+"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) + Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "-"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) - Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "*"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) * Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "/"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) / Convert.ToDouble(strNum2)); } Console.WriteLine("The result is " + strResult); }} 另外，还有一部分人认为：计算器是一个外壳和一个处理器的组合。 class Appearance{ public int displayInput(String &strNum1,String &strOpr, String &strNum2) { Console.Write("Please input the first number:"); strNum1 = Console.ReadLine(); Console.Write(Please input the operator:"); strOpr= Console.ReadLine(); Console.Write("Please input the second number:"); strNum2 = Console.ReadLine(); return 0; }
public String displayOutput(String strResult) { Console.WriteLine("The result is " + strResult); } } class Processor{ public String calculate(String strNum1,String strOpr, String strNum2){ String strResult = ""; if (strOpr == "+"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) + Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "-"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) - Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "*"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) * Convert.ToDouble(strNum2)); } else if (strOpr == "/"){ strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNum1) / Convert.ToDouble(strNum2)); } return strResult; } } 为什么这么做呢？因为外壳和处理器是两个职责，都是很容易发生需求变动的因素，所以把他们放到一个嘀校ケ沉说ヒ恢霸鹪颉?/p>
比如，用户可能对计算器提出以下要求： 第一，目前已经实现了“加法”、“减法”、“乘法”和“除法”，以后还可能出现“乘方”、“开方”等很多运算。
第二，现在人机界面太简单了，还可能做个Windows计算器风格的界面或者Mac计算器风格的界面。 所以，把一个类Calculator 拆分为两个类Appearance和Processor，更容易应对需求变化。如果界面需要修改，那么就去修改Appearance类；如果处理器需要修改，那么就去修改Processor类。 我们再举一个邮件的例子。我们平常收到的邮件内容，看起来是一封信，实际上内部有两部分组成：邮件头和邮件体。电子邮件的编码要求符合RFC822标准。 第一种设计方式是这样： interface IEmail { public void setSender(String sender); public void setReceiver(String receiver); public void setContent(String content); } class Email implements IEmail { public void setSender(String sender) {// set sender; } public void setReceiver(String receiver) {// set receiver; } public void setContent(String content) {// set content; } }
这个设计是有问题的，因为邮件头和邮件体都有变化的可能性。 1、邮件头的每一个域的编码，可能是BASE64，也可能是QP，而且域的数量也不固定。 2、邮件体中封装的邮件内容可能是PlainText类型,也可能是HTML类型，甚至于流媒体。 所谓第一种设计方式违背了单一职责原则，里面封装了两种可能引起变化的原因。 我们依照单一职责原则，对其进行改进后，变为第二种设计方式： interface IEmail { public void setSender(String sender); public void setReceiver(String receiver); public void setContent(IContent content); } interface IContent { public String getAsString(); } class Email implements IEmail { public void setSender(String sender) {// set sender; } public void setReceiver(String receiver) {// set receiver; } public void setContent(IContent content) {// set content; } } 有的资料把单一职责解释为：“仅有一个引起它变化的原因”。这个解释跟“专注于做一件事”是等价的。如果一个类同时做两件事情，那么这两件事情都有可能引起它的变化。同样的道理，如果仅有一个引起它变化的原因，那么这个类也就只能做一件事情。
2.2单一职责原则的使用 单一职责原则的尺度如何掌握呢？我怎么能知道该拆分还是不应该拆分呢？原则很简单：需求决定。如果你所需要的计算器，永远都没有外观和处理器变动的可能性，那么就应该把它抽象为一个整体的计算器；如果你所需要的计算器，外壳和处理器都有可能发生变动，那么就必须把它拆离为外壳和处理器。只能有一个原因可能引起计算器的变化。 单一职责原则把相同的职责进行聚合，避免把相同的职责分散到不同的类之中，这样就可以控制变化，把变化限制在一个地方，防止因为一个地方的变动，引起更多地方的变动的“涟漪效应”。单一职责原则实际上消除了对象之间的耦合，避免一个类承担过多的职责。单一职责不是说一个类就只有一个方法，而是单一功能。
我们在使用单一职责原则的时候，牢记以下几点： A、一个设计合理的类，应该仅有一个可以引起它变化的原因，即单一职责，如果有多个原因可以引起它的变化，就必须进行分离； B、在没有需求变化征兆的情况下，应用SRP或其他原则是不明智的，因为这样会使系统变得很复杂，系统由一堆细小的颗粒组成，这纯属于没事找抽； C、在需求能够预计或实际发生变化时，就应该使用SRP原则来重构代码，有经验的设计师、架构师对可能出现的需求变化很敏感，设计上就会具有前瞻性。 后记：最近看了一个“现场说法”的电视节目，着实有意思。说是最近有两个偷车大盗被我警方抓获。这俩大盗都是贼中高手，非常了得，不过，他们却有着不同的成长路线。
其中一个大盗，苦心钻研开锁技术，专门去香港学习先进技术，前后花了一百多万，非常舍得投资，回来后屡屡得手。另一个大盗，就比较狡猾，整天到商场的停车场，跟随着宝马、奔驰的车主，在车主购物的时候，伺机偷去车钥匙，然后从停车场把车开走，案发的时候案值达到了千万。呵呵，看来干什么事，都得找到关键所在。
架构师之路(6)OOD的开闭原则
开闭原则（Open-Closed Principle,OCP） 1 什么是开闭原则 开闭原则是面向对象设计中“可复用设计”的基石，是面向对象设计中最重要的原则之一，其它很多的设计原则都是实现开闭原则的一种手段。 1988年，Bertrand Meyer在他的著作《Object Oriented Software Construction》中提出了开闭原则，它的原文是这样：“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。翻译过来就是：“软件实体应当对扩展开放，对修改关闭”。这句话说得略微有点专业，我们把它讲得更通俗一点，也就是：软件系统中包含的各种组件，例如模块（Modules）、类（Classes）以及功能（Functions）等等，应该在不修改现有代码的基础上，引入新功能。开闭原则中“开”，是指对于组件功能的扩展是开放的，是允许对其进行功能扩展的；开闭原则中“闭”，是指对于原有代码的修改是封闭的，即不应该修改原有的代码。
2 如何实现开闭原则 实现开闭原则的关键就在于“抽象”。把系统的所有可能的行为抽象成一个抽象底层，这个抽象底层规定出所有的具体实现必须提供的方法的特征。作为系统设计的抽象层，要预见所有可能的扩展，从而使得在任何扩展情况下，系统的抽象底层不需修改；同时，由于可以从抽象底层导出一个或多个新的具体实现，可以改变系统的行为，因此系统设计对扩展是开放的。
我们在软件开发的过程中，一直都是提倡需求导向的。这就要求我们在设计的时候，要非常清楚地了解用户需求，判断需求中包含的可能的变化，从而明确在什么情况下使用开闭原则。
关于系统可变的部分，还有一个更具体的对可变性封装原则（Principle of Encapsulation of Variation, EVP），它从软件工程实现的角度对开闭原则进行了进一步的解释。EVP要求在做系统设计的时候，对系统所有可能发生变化的部分进行评估和分类，每一个可变的因素都单独进行封装。
我们在实际开发过程的设计开始阶段，就要罗列出来系统所有可能的行为，并把这些行为加入到抽象底层，根本就是不可能的，这么去做也是不经济的，费时费力。另外，在设计开始阶段，对所有的可变因素进行预计和封装也不太现实，也是很难做得到。所以，开闭原则描绘的愿景只是一种理想情况或是极端状态，现实世界中是很难被完全实现的。我们只能在某些组件，在某种程度上符合开闭原则的要求。
通过以上的分析，对于开闭原则，我们可以得出这样的结论：虽然我们不可能做到百分之百的封闭，但是在系统设计的时候，我们还是要尽量做到这一点。 对于软件系统的功能扩展，我们可以通过继承、重载或者委托等手段实现。以接口为例，它对修改就是是封闭的，而对具体的实现是开放的，我们可以根据实际的需要提供不同的实现，所以接口是符合开闭原则的。
3 开闭原则能够带来什么好处 如果一个软件系统符合开闭原则的，那么从软件工程的角度来看，它至少具有这样的好处： 可复用性好。 我们可以在软件完成以后，仍然可以对软件进行扩展，加入新的功能，非常灵活。因此，这个软件系统就可以通过不断地增加新的组件，来满足不断变化的需求。 可维护性好。 由于对于已有的软件系统的组件，特别是它的抽象底层不去修改，因此，我们不用担心软件系统中原有组件的稳定性，这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。
4 开闭原则与其它原则的关系 开闭原则具有理想主义的色彩，它是面向对象设计的终极目标。因此，针对开闭原则的实现方法，一直都有面向对象设计的大师费尽心机，研究开闭原则的实现方式。后面要提到的里氏代换原则（LSP）、依赖倒转原则（DIP）、接口隔离原则（ISP）以及抽象类（Abstract Class）、接口(Interace)等等，都可以看作是开闭原则的实现方法。
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