1. 概述

在上一篇文章中,我们讲到,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。而我们整个专栏的内容也是围绕着这几块展开讲解的。所以,今天我就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。

今天的内容相当于专栏的一个教学大纲,或者说学习框架。它能让你对整个专栏所涉及的知识点,有一个全局性的了解,能帮你将后面零散的知识更系统地组织在大脑里。 话不多说,我们就一块来看一下,接下来的这 8 个月我们到底要学习哪些内容吧!

2. 面向对象

现在,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。

所以,在专栏的最开始,我们会详细地讲解面向对象编程的相关的知识,为学习后面的内容做铺垫。对于这部分内容,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

3. 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。

对于这一部分内容,你需要透彻理解并且掌握,如何应用下面这样几个常用的设计原则。 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

4. 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)。 在专栏中,我们会重点讲解 23 种经典的设计模式。它们又可以分为三大类:创建型、结构型、行为型。对于这 23 种设计模式的学习,我们要有侧重点,因为有些模式是比较常用的,有些模式是很少被用到的。对于常用的设计模式,我们要花多点时间理解掌握。对于不常用的设计模式,我们只需要稍微了解即可。

我按照类型和是否常用,对专栏中讲到的这些设计模式,进行了简单的分类,具体如下所示。

4.1 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。

4.2 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。

4.3 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。

5. 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。所以,在这个专栏中,我并没有花太多的篇幅来讲解所有的编码规范,而是总结了我认为的最能改善代码质量的 20 条规范。如果你暂时没有时间去看那些经典的书籍,看我这些就够了。 除此之外,专栏并没有将编码规范单独作为一个模块来讲解,而是跟重构放到了一起。之所以这样做,那是因为我把重构分为大重构和小重构两种类型,而小重构利用的知识基本上就是编码规范。

除了编码规范,我们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。

6. 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。

7. 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,这五者的关系我们前面稍微提到了一些,我这里再总结梳理一下。

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。

8.总结

今天的内容到此就讲完了。我画了一张图,总结了专栏中所涉及的知识点。在学习后面的课程的时候,你可以经常翻出来看一下,建立全局意识,不至于迷失在零碎的知识点中。

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