03 - 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构

要具备编写高质量代码的能力，你需要学习一些编程方法论，其中就包含面向对象（我们可以把它看成一种设计思想）、设计原则、设计模式、编程规范、重构技巧等

接下来的内容围绕着这几块展开讲解，本文先来简单介绍一下这几个概念，并且说一说它们之间的联系

面向对象

• 主流的编程范式或者是编程风格有三种，它们分别是面向过程、面向对象和函数式编程。面向对象这种编程风格又是这其中最主流的。现在比较流行的编程语言大部分都是面向对象编程语言。大部分项目也都是基于面向对象编程风格开发的。面向对象编程因为其具有丰富的特性（封装、抽象、继承、多态），可以实现很多复杂的设计思路，是很多设计原则、设计模式编码实现的基础
• 关于面向对象编程，你需要掌握下面这 7 个大的知识点
  • 面向对象的四大特性：封装、抽象、继承、多态
  • 面向对象编程与面向过程编程的区别和联系
  • 面向对象分析、面向对象设计、面向对象编程
  • 接口和抽象类的区别以及各自的应用场景
  • 基于接口而非实现编程的设计思想
  • 多用组合少用继承的设计思想
  • 面向过程的贫血模型和面向对象的充血模型

设计原则

• 设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结。设计原则这块儿的知识有一个非常大的特点，那就是这些原则听起来都比较抽象，定义描述都比较模糊，不同的人会有不同的解读。所以，如果单纯地去记忆定义，对于编程、设计能力的提高，意义并不大。对于每一种设计原则，我们需要掌握它的设计初衷，能解决哪些编程问题，有哪些应用场景。只有这样，我们才能在项目中灵活恰当地应用这些原则
• 常用设计原则有：
  • SOLID 原则 -SRP 单一职责原则
  • SOLID 原则 -OCP 开闭原则
  • SOLID 原则 -LSP 里式替换原则
  • SOLID 原则 -ISP 接口隔离原则
  • SOLID 原则 -DIP 依赖倒置原则
  • DRY 原则、KISS 原则、YAGNI 原则、LOD 法则

设计模式

• 设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题，总结出来的一套解决方案或者设计思路。大部分设计模式要解决的都是代码的可扩展性问题。设计模式相对于设计原则来说，没有那么抽象，而且大部分都不难理解，代码实现也并不复杂。这一块的学习难点是了解它们都能解决哪些问题，掌握典型的应用场景，并且懂得不过度应用。
• 经典的设计模式有 23 种。随着编程语言的演进，一些设计模式（比如 Singleton）也随之过时，甚至成了反模式，一些则被内置在编程语言中（比如 Iterator），另外还有一些新的模式诞生（比如 Monostate）
• 设计模式可以分为三大类：创建型、结构型、行为型，按照常用与否，我们学习需要有侧重点

1. 创建型
   • 常用的有：单例模式、工厂模式（工厂方法和抽象工厂）、建造者模式
   • 不常用的有：原型模式。
2. 结构型
   • 常用的有：代理模式、桥接模式、装饰者模式、适配器模式
   • 不常用的有：门面模式、组合模式、享元模式
3. 行为型
   • 常用的有：观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、迭代器模式、状态模式
   • 不常用的有：访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式

编程规范

• 编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式，更加具体、更加偏重代码细节。即便你可能对设计原则不熟悉、对设计模式不了解，但你最起码要掌握基本的编码规范，比如，如何给变量、类、函数命名，如何写代码注释，函数不宜过长、参数不能过多等等
• 对于编码规范，考虑到很多书籍已经讲得很好了（比如《重构》《代码大全》《代码整洁之道》等）。而且，每条编码规范都非常简单、非常明确，比较偏向于记忆，你只要照着来做可以。它不像设计原则，需要融入很多个人的理解和思考
• 接下来也会对编码规范进行相关讲解，除了编码规范，还会介绍一些代码的坏味道，让你知道什么样的代码是不符合规范的，应该如何优化。参照编码规范，你可以写出可读性好的代码；参照代码的坏味道，你可以找出代码存在的可读性问题

代码重构

• 在软件开发中，只要软件在不停地迭代，就没有一劳永逸的设计。随着需求的变化，代码的不停堆砌，原有的设计必定会存在这样那样的问题。针对这些问题，我们就需要进行代码重构。重构是软件开发中非常重要的一个环节。持续重构是保持代码质量不下降的有效手段，能有效避免代码腐化到无可救药的地步
• 而重构的工具就是我们前面罗列的那些面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范。实际上，设计思想、设计原则、设计模式一个最重要的应用场景就是在重构的时候。我们前面讲过，虽然使用设计模式可以提高代码的可扩展性，但过度不恰当地使用，也会增加代码的复杂度，影响代码的可读性。在开发初期，除非特别必须，我们一定不要过度设计，应用复杂的设计模式。而是当代码出现问题的时候，我们再针对问题，应用原则和模式进行重构。这样就能有效避免前期的过度设计
• 对于重构这部分内容，你需要掌握以下几个知识点：
  • 重构的目的（why）、对象（what）、时机（when）、方法（how）；
  • 保证重构不出错的技术手段：单元测试和代码的可测试性；
  • 两种不同规模的重构：大重构（大规模高层次）和小重构（小规模低层次）
• 希望在你学完这部分内容之后，不仅仅是掌握一些重构技巧、套路，更重要的是建立持续重构意识，把重构当作开发的一部分，融入到日常的开发中

五者之间的联系

• 关于面向对象、设计原则、设计模式、编程规范和代码重构，这五者的关系简单总结梳理如下：
  • 面向对象编程因为其具有丰富的特性（封装、抽象、继承、多态），可以实现很多复杂的设计思路，是很多设计原则、设计模式等编码实现的基础。
  • 设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结，对于某些场景下，是否应该应用某种设计模式，具有指导意义。比如，“开闭原则”是很多设计模式（策略、模板等）的指导原则。
  • 设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题，总结出来的一套解决方案或者设计思路。应用设计模式的主要目的是提高代码的可扩展性。从抽象程度上来讲，设计原则比设计模式更抽象。设计模式更加具体、更加可执行。
  • 编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式，更加具体、更加偏重代码细节、更加能落地。持续的小重构依赖的理论基础主要就是编程规范。
  • 重构作为保持代码质量不下降的有效手段，利用的就是面向对象、设计原则、设计模式、编码规范这些理论
• 实际上，面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、代码重构，这五者都是保持或者提高代码质量的方法论，本质上都是服务于编写高质量代码这一件事的。当我们追本逐源，看清这个本质之后，很多事情怎么做就清楚了，很多选择怎么选也清楚了。比如，在某个场景下，该不该用这个设计模式，那就看能不能提高代码的可扩展性；要不要重构，那就看重代码是否存在可读、可维护问题等

小结

设计模式知识点总结