java面向对象,面向对象编程

1.概念:

面向对象基于对象的概念,对具体的事物、非具体的规则、计划或者事件等需求进行状态和行为分析。然后进行一系列的抽象,以对象为中心,以类和继承为构造机制,充分利用接口和多态提供灵活性,来认识、理解、刻划客观世界和设计、构建相应的软件系统。

面向对象编程即使用面向对象的设计语言,采用面向对象的编程思想和面向对象的设计模式来实现软件编程。

2.发展历程:

从发展历程上看,计算机编程语言经历了面向机器、面向过程、结构化编程、面向对象四个发展阶段,

a) 面向机器: 初期计算机只能识别特定的指令,工程师们所思考的是计算机能接收哪些指令

b) 面向过程:随着计算机的飞速发展,计算机能处理的事情越来越多,伟大的工程师们为了简化自己的编程负担,为了使编程更加符合人类的思维逻辑。就发明了符合人类思维方式的编程模式(即遇到一件事情,该怎么去完成,中间可能出现什么情况,需要处理几次等思维方式。所以计算机语言中的if else where switch等都是符合人正常思维逻辑的)。所以符合人类思维逻辑的编程被我们称之为面向过程编程

c) 结构化编程:对程序进行结构化的分析和设计。例如封装共有的代码以减少代码的冗余

d) 面向对象:随着遇到的业务逻辑越来越复杂,传统的if else已经不能很好完成程序可能遇到的所有情况,即使可以完成,对整体的代码影响也非常的大(当if语句的需求被改变,之前的else不能处理现有的需求)。而且同一个共性可能被很多地方用到,面向对象的产生就是为了解决代码冗余和更好的描述事物间的关系。

3.面向对象编程

什么是面向对象编程

�第一个成功的面向对象的语言Smalltalk描述:

�a)万物皆为对象

�b)程序是对象的集合,它们通过发送消息来告知彼此所要做的。

�c)每个对象都有自己的由其他对象所构成的存储。

�d)每个对象都拥有其类型。

e)�某一特定类型的所有对象都可以接收同样的消息。

�C++和Java等后期的面向对象语言,都是在这个定义的基础上设计的。

面向对象编程从下到上的基本逻辑是

面向对象设计的基本原理和方法、面向对象的设计原则、面向对象的设计模式(创建模式、结构模式、行为模式)、框架、应用程序

1)面向对象的设计基本原理及方法

第一步,确定对象和类。这里所说的对象是对数据及其处理方式的抽象,它反映了系统保存和处理现实世界中某些事物的信息的能力。类是多个对象的共同属性和方法集合的描述,它包括如何在一个类中建立一个新对象的描述。

第二步,确定结构(structure)。结构是指问题域的复杂性和连接关系。类成员结构反映了泛化-特化关系,整体-部分结构反映整体和局部之间的关系。

第三步,确定主题(subject)。主题是指事物的总体概貌和总体分析模型。

第四步,确定属性(attribute)。属性就是数据元素,可用来描述对象或分类结构的实例,可在图中给出,并在对象的存储中指定。

第五步,确定方法(method)。方法是在收到消息后必须进行的一些处理方法:方法要在图中定义,并在对象的存储中指定。对于每个对象和结构来说,那些用来增加、修改、删除和选择一个方法本身都是隐含的(虽然它们是要在对象的存储中定义的,但并不在图上给出),而有些则是显示的。

2)我们来看看面向对象设计的基本原则(单一职责原则(SRP) 开放封闭原则(OCP) 里氏替换原则(LSP) 依赖倒置原则(DIP) 接口隔离原则(ISP)),我直接拷贝别人的描述

a)单一职责原则

    对于单一职责原则,其核心思想为:一个类,最好只做一件事,只有一个引起它的变化。单一职责原则可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申,将职责定义为引起变化的原因,以提高内聚性来减少引起变化的原因。职责过多,可能引起它变化的原因就越多,这将导致职责依赖,相互之间就产生影响,从而大大损伤其内聚性和耦合度。通常意义下的单一职责,就是指只有一种单一功能,不要为类实现过多的功能点,以保证实体只有一个引起它变化的原因。

    专注,是一个人优良的品质;同样的,单一也是一个类的优良设计。交杂不清的职责将使得代码看起来特别别扭牵一发而动全身,有失美感和必然导致丑陋的系统错误风险。

b)开放封闭原则

    对于开放封闭原则,它是面向对象所有原则的核心,软件设计说到底追求的目标就是封装变化、降低耦合,而开放封闭原则就是这一目标的最直接体现。

    开放封闭原则,其核心思想是:软件实体应该是可扩展的,而不可修改的。也就是,对扩展开放,对修改封闭的。

    因此,开放封闭原则主要体现在两个方面:1、对扩展开放,意味着有新的需求或变化时,可以对现有代码进行扩展,以适应新的情况。2、对修改封闭,意味着类一旦设计完成,就可以独立完成其工作,而不要对其进行任何尝试的修改。

    实现开开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程,而不对具体编程,因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象,所以修改就是封闭的;而通过面向对象的继承和多态机制,又可以实现对抽象类的继承,通过覆写其方法来改变固有行为,实现新的拓展方法,所以就是开放的。

    “需求总是变化”没有不变的软件,所以就需要用封闭开放原则来封闭变化满足需求,同时还能保持软件内部的封装体系稳定,不被需求的变化影响。

c)依赖倒置原则

    对于依赖倒置原则,其核心思想是:依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块,二者都同依赖于抽象;抽象不依赖于具体,具体依赖于抽象。

    我们知道,依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时,最好的方法就是分离接口和实现:在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口,而底层模块实现接口的定义,以此来有效控制耦合关系,达到依赖于抽象的设计目标。

    抽象的稳定性决定了系统的稳定性,因为抽象是不变的,依赖于抽象是面向对象设计的精髓,也是依赖倒置原则的核心。

    依赖于抽象是一个通用的原则,而某些时候依赖于细节则是在所难免的,必须权衡在抽象和具体之间的取舍,方法不是一层不变的。依赖于抽象,就是对接口编程,不要对实现编程。

d)接口隔离原则

    对于接口隔离原则,其核心思想是:使用多个小的专门的接口,而不要使用一个大的总接口。

    具体而言,接口隔离原则体现在:接口应该是内聚的,应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上,不要强迫依赖不用的方法,这是一种接口污染。

    接口有效地将细节和抽象隔离,体现了对抽象编程的一切好处,接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端,会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、属性等;而某些时候,实现类型并非需要所有的接口定义,在设计上这是“浪费”,而且在实施上这会带来潜在的问题,对胖接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改,有时候这是一种灾难。在这种情况下,将胖接口分解为多个特点的定制化方法,使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法,从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。

    分离的手段主要有以下两种:1、委托分离,通过增加一个新的类型来委托客户的请求,隔离客户和接口的直接依赖,但是会增加系统的开销。2、多重继承分离,通过接口多继承来实现客户的需求,这种方式是较好的。

e)Liskov替换原则

    对于Liskov替换原则,其核心思想是:子类必须能够替换其基类。这一思想体现为对继承机制的约束规范,只有子类能够替换基类时,才能保证系统在运行期内识别子类,这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中,必须严格把握继承层次中的关系和特征,将基类替换为子类,程序的行为不会发生任何变化。同时,这一约束反过来则是不成立的,子类可以替换基类,但是基类不一定能替换子类。

    Liskov替换原则,主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上,因此只有遵循了Liskov替换原则,才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程:将公共部分抽象为基类接口或抽象类,通过Extract Abstract Class,在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。

    Liskov替换原则是关于继承机制的设计原则,违反了Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。

    Liskov替换原则能够保证系统具有良好的拓展性,同时实现基于多态的抽象机制,能够减少代码冗余,避免运行期的类型判别。

3)23种设计模式这里不做描述

4)框架

    框架是用来简化开发的约束性支撑结构,不能把框架和工具混为一谈。程序遵循框架规范来完成开发,由框架来控制程序的行为。也就是说只要程序按照框架指定的规范来编写,其余的调用全部由框架自己来完成。一个好的框架不能被外部程序所控制。例如spring框架,只需要按照规定进行配置和开发,所有的bean创建加载和调用由框架自己完成。

5)应用程序是基于以上的方法开发出来的符合业务需求的、可执行的代码。

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