入门便是不识
从我们开始接触Java这门语言后,就有人告诉我们这是一个面向对象的语言。说的最多的是new个对象,其实并不知道什么是对象。以为对象就是一个class(类),并不觉得有什么特殊。直到很久之后,面试官问到什么是OOP,嘴巴都是一个大O,OOP?WTF?那人厌恶的说到就是面向对象编程。我说:Java就是面向对象,就是一切以对象为载体,去编程,去面对。面试官: go out ! now!
image滚回来的我赶紧看看什么是OOP,Object Oriented Programming,原来就是面向对象的编程啊,还有OOD(面向对象的设计),OOA(面向对象的分析)。那什么是面向对象呢?要想了解这个问题我们要先了解面向过程,这样对比我们就好理解了。
很早很早以前的编程是面向过程的,比如实现一个算术运算1+1 = 2,通过这个简单的算法就可以解决问题。但是随着时代的进步,人们不满足现有的算法了,因为问题越来越复杂,不是1+1那么单纯了,比如一个班级的学生的数据分析,这样就有了对象这个概念,一切事物皆对象。将现实的事物抽象出来,注意抽象这个词是重点啊,把现实生活的事物以及关系,抽象成类,通过继承,实现,组合的方式把万事万物都给容纳了。实现了对现实世界的抽象和数学建模。这是一次飞跃性的进步。
image举个最简单点的例子来区分 面向过程和面向对象
有一天你想吃鱼香肉丝了,怎么办呢?你有两个选择
1、自己买材料,肉,鱼香肉丝调料,蒜苔,胡萝卜等等然后切菜切肉,开炒,盛到盘子里。
2、去饭店,张开嘴:老板!来一份鱼香肉丝!
看出来区别了吗?这就是1是面向过程,2是面向对象。
面向对象有什么优势呢?首先你不需要知道鱼香肉丝是怎么做的,降低了耦合性。如果你突然不想吃鱼香肉丝了,想吃洛阳白菜,对于1你可能不太容易了,还需要重新买菜,买调料什么的。对于2,太容易了,大喊:老板!那个鱼香肉丝换成洛阳白菜吧,提高了可维护性。总的来说就是降低耦合,提高维护性!
面向过程是具体化的,流程化的,解决一个问题,你需要一步一步的分析,一步一步的实现。
面向对象是模型化的,你只需抽象出一个类,这是一个封闭的盒子,在这里你拥有数据也拥有解决问题的方法。需要什么功能直接使用就可以了,不必去一步一步的实现,至于这个功能是如何实现的,管我们什么事?我们会用就可以了。
面向对象的底层其实还是面向过程,把面向过程抽象成类,然后封装,方便我们我们使用的就是面向对象了。
面向过程:
优点:性能比面向对象好,因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源。
缺点:不易维护、不易复用、不易扩展.
优点:易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,可以设计出低耦合的系统,使系统 更加灵活、更加易于维护 .
缺点:性能比面向过程差
面向对象三大特性五大原则 + 低耦合高内聚
面向对象的三大特性是"封装、"多态"、"继承",五大原则是"单一职责原则"、"开放封闭原则"、"里氏替换原则"、"依赖倒置原则"、"接口分离原则"。
image.png什么是面向对象
面向对象(Object Oriented,OO)是软件开发方法。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发,扩展到如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法,是计算机编程技术[1] 发展到一定阶段后的产物。
这里拿 PHP 的 OOP 举个编程实例。
image.png三大基本特性:封装,继承,多态
封装
封装,就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。一个类就是一个封装了数据以及操作这些数据的代码的逻辑实体。在一个对象内部,某些代码或某些数据可以是私有的,不能被外界访问。通过这种方式,对象对内部数据提供了不同级别的保护,以防止程序中无关的部分意外的改变或错误的使用了对象的私有部分。
继承
继承,指可以让某个类型的对象获得另一个类型的对象的属性的方法。它支持按级分类的概念。继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。 通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”,被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。继承的过程,就是从一般到特殊的过程。要实现继承,可以通过 “继承”(Inheritance)和“组合”(Composition)来实现。继承概念的实现方式有二类:实现继承与接口继承。实现继承是指直接使用 基类的属性和方法而无需额外编码的能力;接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力。
多态
多态,是指一个类实例的相同方法在不同情形有不同表现形式。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口。这意味着,虽然针对不同对象的具体操作不同,但通过一个公共的类,它们(那些操作)可以通过相同的方式予以调用。
五大基本原则:SPR, OCP, LSP, DIP, ISP
单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)
是指一个类的功能要单一,不能包罗万象。如同一个人一样,分配的工作不能太多,否则一天到晚虽然忙忙碌碌的,但效率却高不起来。
开放封闭原则OCP(Open-Close Principle)
一个模块在扩展性方面应该是开放的而在更改性方面应该是封闭的。比如:一个网络模块,原来只服务端功能,而现在要加入客户端功能,那么应当在不用修改服务端功能代码的前提下,就能够增加客户端功能的实现代码,这要求在设计之初,就应当将服务端和客户端分开,公共部分抽象出来。
里式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)
子类应当可以替换父类并出现在父类能够出现的任何地方。比如:公司搞年度晚会,所有员工可以参加抽奖,那么不管是老员工还是新员工,也不管是总部员工还是外派员工,都应当可以参加抽奖,否则这公司就不和谐了。
依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)
具体依赖抽象,上层依赖下层。假设B是较A低的模块,但B需要使用到A的功能,这个时候,B不应当直接使用A中的具体类: 而应当由B定义一抽象接口,并由A来实现这个抽象接口,B只使用这个抽象接口:这样就达到了依赖倒置的目的,B也解除了对A的依赖,反过来是A依赖于B定义的抽象接口。通过上层模块难以避免依赖下层模块,假如B也直接依赖A的实现,那么就可能 造成循环依赖。一个常见的问题就是编译A模块时需要直接包含到B模块的cpp文件,而编译B时同样要直接包含到A的cpp文件。
接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)
模块间要通过抽象接口隔离开,而不是通过具体的类强耦合起来
耦合
简单地说,软件工程中对象之间的耦合度就是对象之间的依赖性。指导使用和维护对象的主要问题是对象之间的多重依赖性。对象之间的耦合越高,维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。
有软硬件之间的耦合,还有软件各模块之间的耦合。
耦合性是程序结构中各个模块之间相互关联的度量。它取决于各个模块之间的接口的复杂程度、调用模块的方式以及哪些信息通过接口。
耦合可以分为以下几种,它们之间的耦合度由高到低排列如下:
- 内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时,或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时,这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合,应该避免使用之。
- 公共耦合。两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项,这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中,确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。
- 外部耦合 。一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构,而且不是通过参数表传递该全局变量的信息,则称之为外部耦合。
- 控制耦合 。一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号,接受信号的模块根据信号值而进行适当的动作,这种耦合被称为控制耦合。
- 标记耦合 。若一个模块A通过接口向两个模块B和C传递一个公共参数,那么称模块B和C之间存在一个标记耦合。
- 数据耦合。模块之间通过参数来传递数据,那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式,系统中一般都存在这种类型的耦合,因为为了完成一些有意义的功能,往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。
- 非直接耦合 。两个模块之间没有直接关系,它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。
总结
耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素,在设计上我们应采用以下原则:如果模块间必须存在耦合,就尽量使用数据耦合,少用控制耦合,限制公共耦合的范围,尽量避免使用内容耦合。
内聚与耦合
image.png内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度,它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从功能角度来度量模块内的联系,一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。
耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量,耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。 程序讲究的是低耦合,高内聚。就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密,但是各个模块之间的相互依存度却要不那么紧密。
内聚和耦合是密切相关的,同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚,而高内聚的模块意味着该模块同其他模块之间是低耦合。在进行软件设计时,应力争做到高内聚,低耦合。
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