设计模式 - 面向对象基础

基础知识

• 对象：一切事物皆对象，准确的来说对象是一个自包含的实体，用一组可识别的特性和行为来标识。

• 类：具有相同属性和功能的对象的抽象的集合。使用类的时候需要将类实例化。

• 实例：就是一个真实的对象。

• 实例化：创建对象的过程。

• 构造方法：又叫构造函数，其实就是对类进行初始化。构造方法与类同名，无返回值，也不需要void，在new时候调用。所有的类都有构造方法，如果你不编码则系统默认生成空的构造方法，如若你有定义的构造方法，那么默认的构造方法就会失效。

• 方法重载：方法重载提供了创建同名的多个方法的能力，但是这些方法需要使用不通的参数类型。注意并不是构造方法可以重载，普通方法也可以重载。

  • 注意：方法重载时，两个方法必须要方法名相同，但参数类型或个数必须要有所不同。否则，重载就没有意义了。
  • 好处：方法重载可以在不改变原方法的基础上，新增功能。提供了函数可扩展的能力。

• 属性：属性是一个方法或者一对方法，但在调用它的代码看来，它是一个字段，即属性适合于以字段的方式使用方法调用的场合。

  • 字段：存储类要满足其设计所需的数据吗，字段是与类相关的变量。
  • public ：表示它所修饰的类成员可以允许其他任何类来访问，俗称公有。
  • private：表示只允许同一个类中的成员访问，其他类包括他的子类无法访问，俗称私有。
  • protected：表示继承时子类可以对基类有完全访问权。就是对子类公开，但是不对别的类公开。
  • 通常字段都是默认private，即私有变量，而属性都是public，即公有变量。
  • 属性有两个方法get和set，get访问器返回与声明的属性相同的数据类型，表示的意思是调用时可以得到内部字段的值或引用。set访问器没有显式设置参数，但它有一个隐式参数，用关键字value表示，它的作用是调用属性时可以给内部的字段或引用赋值。

面向对象的三大特性：

• 封装:每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息，这个特性称为封装，因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。
  • 类的属性和方法都可以包装在类中，通过类的实例来实现。
  • 封装的好处：
    • 良好的封装能够减少耦合
    • 类内部的实现可以自由地修改
    • 类具又清晰的对外接口
• 继承：
  • 对象的继承代表了一种 is-a 的关系，如果两个对象A和B，如果描述为B是A，则表明B可以继承A。（猫是哺乳动物，猫就继承与哺乳动物）
  • 继承者换可以理解为是对被继承者的特殊化，因为它具备被继承者的特性外，还具备自己独有的个性。
  • 继承定义了类如何相互关联，共享特性。
  • 继承的工作方式是，定义父类和子类，或叫做基类和派生类，其中子类继承父类的所有特性。子类不但继承了父类的所有特性，还可以定义自己新的特性。
  • 继承的三个特点：
    • 子类拥有父类除private的属性和功能。
    • 子类具有自己的属性和功能，即子类可以扩展父类没有的属性和功能。
    • 子类还可以用自己的方式实现父类的功能（方法重写）。
  • 构造方法，不能被继承，只能被调用。
  • 优点：
    • 如果不用继承，要修改功能，就必须在所有重复的方法中修改，代码越多，出错的可能就越大，而继承的优点就是，继承使得所有子类公共的部分都放在了父类上，使得代码得到了共享，这就避免了重复，另外，继承可以使得修改或扩展继承而来的实现都较为容易。
  • 缺点：
    • 父类变的话，子类不得不变。
    • 继承会破坏包装，父类实现细节暴露给子类。
  • 所以使用继承不是越多越好，一定要慎重。因为继承是一种类与类之间强耦合的关系。
  • 当两个类之间具备is-a的关系时，就可以考虑使用继承了。（is-a 关系：一个类是另外一个类的特殊种类。）
  • 当两个类之间是has-a关系时，表示某个角色具有某一项责任，此时不适合继承。(人有2只手，手不能继承人；飞机场有飞机，但飞机不能去继承飞机场)。

• 多态：表示不同的对象可以执行相同的动作，但是要通过他们自己的实现代码来执行。
  • 注意点：
    • 子类以父类的身份出现
    • 子类在工作时以自己的方式来实现。
    • 子类以父类的身份出现时，子类特有的属性和方法不可以使用。
  • 虚方法：调用方法时，不看指针，看对象，对象的地址指向什么对象，就调用什么方法，称为虚方法。
    • OC 中的方法都是虚方法。
    • 父类的指针可以指向子类的对象
    • 好处：可以描述不同事物被相同事件触发，产生不同的响应（结果）
  • 方法重写 ：子类将父类实现替换为它自己的实现。（OC中不适用关键字override）
  • 不同的对象可以执行相同的方法，但是要通过他们自己的实现代码来执行。
  • 多态的实现：对象的声明必须是父类，而不是子类，实例化的对象是子类，这才能实现多态。
  • 原理：当方法被调用时，无论对象 是否被转换为其父类，都只有位于对象继承链最末尾的方法实现会被调用。也就是说，虚方法是按照其运行时类型而非编译时类型进行动态绑定的。
  • 没有学过设计模式，那么多态、乃至面向对象的理解多半都是肤浅和片面的。

• 重构：就是通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。

• 抽象类：通常代表一个抽象概念，它提供了一个集成的共同点，当设计一个新的抽象类时，一定要是用来继承的，所以，在一个以继承关系形成的等级结构里，树叶节点应该是具体类，而树枝节点均应当是抽象类。也就是说具体类不是用来继承的。

  • 注意点：
    • 抽象类不能实例化
    • 抽象方法是必须被子类重写的方法。可以看做是没有被实现的虚方法。
    • 如果类中包含抽象方法，那么类就必须定义为抽象类，不论是否还包括其他一般方法。
  • 抽象类拥有尽可能多的共同代码，拥有尽可能少的数据。
  • 可以为部分方法提供默认的实现，可以定义字段属性，从而避免子类的重复实现，可提高代码的可重用性，这是抽象类的优势

  • 当在共性较多的对象间寻求功能上的差异时，使用抽象基类。

    
    关系图.png

• 接口：接口是把隐式公共方法和属性组合起来，以封装特定功能的一个集合。

  • 一旦类实现了接口，类就可以支持接口所指定的所有属性和成员。
  • 声明接口在语法上与声明抽象类完全相同，但不允许提供接口中任何成员的执行方式。
  • 接口不能实例化，不能有构造方法和字段，不能有修饰符，不能声明虚拟的或静态的。
  • 实现接口的类就必须要实现接口中的所有方法和属性。
  • 接口只能包含抽象方法
  • 当在差异较大的对象间寻求功能上的共性时，使用接口。

• 接口VS抽象类：

  • 实现接口和继承抽象类并不冲突
  • 从两者表象形态区分：
    • 抽象类可以给出一些成员的实现，接口却不包含成员的实现
    • 抽象类的抽象成员可被子类部分实现，接口成员需要实现类完全实现。
    • 一个类只能继承一个抽象类，但可实现多个接口等等。
  • 从设计思维过程区分：
    • 类是对对象的抽象，抽象类时对类的抽象；接口是对行为的抽象。接口是对类的局部（行为）进行抽象，而抽象类是对整体（字段，属性，方法）的抽象。如果只关注行为抽象，那么也可以认为接口就是抽象类。他们的共性就是抽象。
    • 如果行为跨越了不同的对象，可以使用接口；对于一些相似的类对象，用集成抽象。（比如：超人可以继承人类，再实现人类不具有的飞行、力大无穷等特殊功能接口。这样超人就可以和飞机比飞行速度，和大象比力气，这就是一个类只继承抽象类，却可以实现多个接口的做法。）
    • 从设计角度来讲，抽象类是从子类中发现了公共的东西，泛化出的父类，然后子类继承父类，而接口是根本不知道子类的存在，方法如何实现还不确定，预先定义而已。
    • 抽象类时自下而上抽象出来的，接口是自上而下设计出来的。
    • OC中的抽象基类 和 接口

补充：

• 装箱操作vs拆箱操作：
  • 装箱操作：把值类型打包到 object 引用类型的一个实例中。
  • 拆箱操作：从对象中提取值类型
  • 相对于简单的赋值而言，装箱/拆箱操作过程需要进行大量的计算。对值类型进行装箱时，必须分配并构造一个全新的对象，其次，拆箱所需要的强制转换也需要进行大量的计算。总之装箱/拆箱操作都是比较耗费资源和时间的。
• 泛型：
  • 泛型是具有占位符（类型参数）的类、结构、接口和方法，这些占位符是类、结构、接口和方法所存储或使用的一个或多个类型的占位符。
  • 泛型集合类可以将类型参数用作它所存储的对象类型的占位符
  • 泛型参数作为其字段的类型和方法的参数类型出现
  • 通常情况下都推荐使用泛型集合，因为这样可以获得类型安全的直接有点，不需要从基类集合类型派生并实现类型特定从成员，
  • 如果集合元素为值类型，泛型集合类型的性能通常由于对应的非泛型集合类型（并由于从非泛型集合类型派生的类型），因为使用泛型时不必对元素进行装箱操作。
• 委托与事件：
  • 委托是对函数的封装，可以当做给方法的特征制定一个名称。
  • 事件是委托一种特殊形式，当有意义的事情发生时，事件对象处理通知的过程。
  • 委托是一种引用方法的类型，一旦为委托分配了方法，委托将与该方法具有相同的行为。
  • 事件则是在发生其他类或对象关注的事情时，类或对象可以通过事件通知他们。

参考：
《大话设计模式》 作者：程杰 清华大学出版社
OC中的抽象基类 和 接口