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有時(shí)候一味地追求"降低代碼依賴"反而會(huì)使系統(tǒng)更加復(fù)雜，我們必須在"降低代碼依賴"和"增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性"之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，而不應(yīng)該去盲目追求"六人定理"那種設(shè)計(jì)境界。
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| 注："六人定理"指：任何兩個(gè)人之間的關(guān)系帶，基本確定在六個(gè)人左右。兩個(gè)陌生人之間，可以通過(guò)六個(gè)人來(lái)建立聯(lián)系，此為六人定律，也稱作六人法則。 |
12.1 從面向?qū)ο箝_(kāi)始
在計(jì)算機(jī)科技發(fā)展歷史中，編程的方式一直都是趨向于簡(jiǎn)單化、人性化，"面向?qū)ο缶幊?正是歷史發(fā)展某一階段的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)不僅是為了提高軟件開(kāi)發(fā) 的效率，還符合人們對(duì)代碼世界和真實(shí)世界的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)觀。當(dāng)說(shuō)到"面向?qū)ο?，出現(xiàn)在我們腦海中的詞無(wú)非是：類，抽閑，封裝，繼承以及多態(tài)，本節(jié)將從對(duì)象基 礎(chǔ)、對(duì)象擴(kuò)展以及對(duì)象行為三個(gè)方面對(duì)"面向?qū)ο?做出解釋。
| 注：面向?qū)ο笾械?面向"二字意指：在代碼世界中，我們應(yīng)該將任何東西都看做成一個(gè)封閉的單元，這個(gè)單元就是"對(duì)象"。對(duì)象不僅僅可以代表一個(gè)可以看得見(jiàn)摸得著的物體，它還可以代表一個(gè)抽象過(guò)程，從理論上講，任何具體的、抽象的事物都可以定義成一個(gè)對(duì)象。 |
12.1.1 對(duì)象基礎(chǔ)：封裝
和現(xiàn)實(shí)世界一樣，無(wú)論從微觀上還是宏觀上看，這個(gè)世界均是由許許多多的單個(gè)獨(dú)立物體組成，小到人、器官、細(xì)胞，大到國(guó)家、星球、宇宙， 每個(gè)獨(dú)立單元都有自己的屬性和行為。仿照現(xiàn)實(shí)世界，我們將代碼中有關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)與操作合并起來(lái)形成一個(gè)整體，之后在代碼中數(shù)據(jù)和操作均是以一個(gè)整體出現(xiàn)， 這個(gè)過(guò)程稱為"封裝"。封裝是面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)，有了封裝，才會(huì)有整體的概念。
圖12-1 封裝前后
如上圖12-1所示，圖中左邊部分為封裝之前，數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法沒(méi)有相互對(duì)應(yīng)關(guān)系，方法可以訪問(wèn)到任何一個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)沒(méi)有訪問(wèn)限制，顯得雜 亂無(wú)章；圖中右邊部分為封裝之后，數(shù)據(jù)與之關(guān)聯(lián)的方法形成了一個(gè)整體單元，我們稱為"對(duì)象"，對(duì)象中的方法操作同一對(duì)象的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間有了"保護(hù)"邊 界。外界可以通過(guò)對(duì)象暴露在外的接口訪問(wèn)對(duì)象，比如給它發(fā)送消息。
通常情況下，用于保存對(duì)象數(shù)據(jù)的有字段和屬性，字段一般設(shè)為私有訪問(wèn)權(quán)限，只準(zhǔn)對(duì)象內(nèi)部的方法訪問(wèn)，而屬性一般設(shè)為公開(kāi)訪問(wèn)權(quán)限，供外界訪問(wèn)。方法就是對(duì)象的表現(xiàn)行為，分為私有訪問(wèn)權(quán)限和公開(kāi)訪問(wèn)權(quán)限兩類，前者只準(zhǔn)對(duì)象內(nèi)部訪問(wèn)，而后者允許外界訪問(wèn)。
- //Code 12-1
- class Student //***
- {
- private string _name; //NO.2
- private int _age;
- private string _hobby;
- public string Name //NO.3
- {
- get
- {
- return _name;
- }
- }
- public int Age
- {
- get
- {
- return _age;
- }
- set
- {
- if(value<=0)
- {
- value=1;
- }
- _age = value;
- }
- }
- public string Hobby
- {
- get
- {
- return _hobby;
- }
- set
- {
- _hobby = value;
- }
- }
- public Student(string name,int age,string hobby)
- {
- _name = name;
- _age = age;
- _hobby = hobby;
- }
- public void SayHello() //NO.4
- {
- Console.WriteLine(GetSayHelloWords());
- }
- protected virtual string GetSayHelloWords() //NO.5
- {
- string s = "";
- s += "hello,my name is " + _name + ",\r\n",
- s += "I am "+_age + "years old," + "\r\n";
- s += "I like "+_hobby + ",thanks\r\n";
- return s;
- }
- }
上面代碼Code 12-1將學(xué)生這個(gè)人群定義成了一個(gè)Student類（***處），它包含三個(gè)字段：分別為保存姓名的_name、保存年齡的_age以及保存愛(ài)好的 _hobby字段，這三個(gè)字段都是私有訪問(wèn)權(quán)限，為了方便外界訪問(wèn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，又分別定義了三個(gè)屬性：分別為訪問(wèn)姓名的Name，注意該屬性是只讀的，因 為正常情況下姓名不能再被外界改變；訪問(wèn)年齡的Age，注意當(dāng)給年齡賦值小于等于0時(shí)，代碼自動(dòng)將其設(shè)置為1；訪問(wèn)愛(ài)好的Hobby，外界可以通過(guò)該屬性 對(duì)_hobby字段進(jìn)行完全訪問(wèn)。同時(shí)Student類包含兩個(gè)方法，一個(gè)公開(kāi)的SyaHello()方法和一個(gè)受保護(hù)的 GetSayHelloWords()方法，前者負(fù)責(zé)輸出對(duì)象自己的"介紹信息"，后者負(fù)責(zé)格式化"介紹信息"的字符串。Student類圖見(jiàn)圖 12-2：
圖12-2 Student類圖
| 注：上文中將類的成員訪問(wèn)權(quán)限只分為兩個(gè)部分，一個(gè)對(duì)外界可見(jiàn)，包括public；另一種對(duì)外界不可見(jiàn)，包括private、protected等。 |
注意類與對(duì)象的區(qū)別，如果說(shuō)對(duì)象是代碼世界對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的一一映射，那么類就是這些映射的模板，通過(guò)模板創(chuàng)建具體的映射實(shí)例：
圖12-3 對(duì)象實(shí)例化
我們可以看到代碼Code 12-1中的Student類既包含私有成員也包含公開(kāi)成員，私有成員對(duì)外界不可見(jiàn)，外界如需訪問(wèn)對(duì)象，只能調(diào)用給出的公開(kāi)方法。這樣做的目的就是將外界 不必要了解的信息隱藏起來(lái)，對(duì)外只提供簡(jiǎn)單的、易懂的、穩(wěn)定的公開(kāi)接口即可方便外界對(duì)該類型的使用，同時(shí)也避免了外界對(duì)對(duì)象內(nèi)部數(shù)據(jù)不必要的修改和訪問(wèn)所 造成的異常。
封裝的準(zhǔn)則：
封裝是面向?qū)ο蟮?**步，有了封裝，才會(huì)有類、對(duì)象，再才能談繼承、多態(tài)等。經(jīng)過(guò)前人豐富的實(shí)踐和總結(jié)，對(duì)封裝有以下準(zhǔn)則，我們?cè)谄綍r(shí)實(shí)際開(kāi)發(fā)中應(yīng)該盡量遵循這些準(zhǔn)則：
1）一個(gè)類型應(yīng)該盡可能少地暴露自己的內(nèi)部信息，將細(xì)節(jié)的部分隱藏起來(lái)，只對(duì)外公開(kāi)必要的穩(wěn)定的接口；同理，一個(gè)類型應(yīng)該盡可能少地了解其它類型， 這就是常說(shuō)的"迪米特法則（Law of Demeter）"，迪米特法則又被稱作"最小知識(shí)原則"，它強(qiáng)調(diào)一個(gè)類型應(yīng)該盡可能少地知道其它類型的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，它是降低代碼依賴的一個(gè)重要指導(dǎo)思想， 詳見(jiàn)本章后續(xù)介紹；
2）理論上，一個(gè)類型的內(nèi)部代碼可以任意改變，而不應(yīng)該影響對(duì)外公開(kāi)的接口。這就要求我們將"善變"的部分隱藏到類型內(nèi)部，對(duì)外公開(kāi)的一定是相對(duì)穩(wěn)定的；
3）封裝并不單指代碼層面上，如類型中的字段、屬性以及方法等，更多的時(shí)候，我們可以將其應(yīng)用到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層面上，一個(gè)模塊乃至系統(tǒng)，也應(yīng)該只對(duì)外提供穩(wěn)定的、易用的接口，而將具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏在系統(tǒng)內(nèi)部。
封裝的意義：
封裝不僅能夠方便對(duì)代碼對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，它還有以下意義：
1）封裝隱藏了類型的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，保證了代碼安全性和穩(wěn)定性；
2）封裝對(duì)外界只提供穩(wěn)定的、易用的接口，外部使用者不需要過(guò)多地了解代碼實(shí)現(xiàn)原理也不需要掌握復(fù)雜難懂的調(diào)用邏輯，就能夠很好地使用類型；
3）封裝保證了代碼模塊化，提高了代碼復(fù)用率并確保了系統(tǒng)功能的分離。
12.1.2 對(duì)象擴(kuò)展：繼承
封裝強(qiáng)調(diào)代碼合并，封裝的結(jié)果就是創(chuàng)建一個(gè)個(gè)獨(dú)立的包裝件：類。那么我們有沒(méi)有其它的方法去創(chuàng)建新的包裝件呢？
在現(xiàn)實(shí)生活中，一種物體往往衍生自另外一種物體，所謂衍生，是指衍生體在具備被衍生體的屬性基礎(chǔ)上，還具備其它額外的特性，被衍生體往往更抽象，而 衍生體則更具體，如大學(xué)衍生自學(xué)校，因?yàn)榇髮W(xué)具備學(xué)校的特點(diǎn)，但大學(xué)又比學(xué)校具體，人衍生自生物，因?yàn)槿司邆渖锏奶攸c(diǎn)，但人又比生物具體。
圖12-4 學(xué)校衍生圖
如上圖12-4，學(xué)校相對(duì)來(lái)講最抽象，大學(xué)、高中以及小學(xué)均可以衍生自學(xué)校，進(jìn)一步來(lái)看，大學(xué)其實(shí)也比較抽象，因?yàn)榇髮W(xué)還可以有具體的本科、?？?， 因此本科和?？瓶梢匝苌源髮W(xué)，當(dāng)然，抽象和具體的概念是相對(duì)的，如果你覺(jué)得本科還不夠具體，那么它可以再衍生出來(lái)一本、二本以及三本。
在代碼世界中，也存在"衍生"這一說(shuō)，從一個(gè)較抽象的類型衍生出一個(gè)較具體的類型，我們稱"后者派生自前者"，如果A類型派生自B類型，那么稱這個(gè)過(guò)程為"繼承"，A稱之為"派生類"，B則稱之為"基類"。
注：派生類又被形象地稱為"子類"，基類又被形象地稱為"父類"。
在代碼12-1中的Student類基礎(chǔ)上，如果我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)大學(xué)生（College_Student）的類型，那么我們完全可以從Student類派生出一個(gè)新的大學(xué)生類，因?yàn)榇髮W(xué)生具備學(xué)生的特點(diǎn)，但又比學(xué)生更具體：
- //Code 12-2
- class College_Student:Student //***
- {
- private string _major;
- public string Major
- {
- get
- {
- return _major;
- }
- set
- {
- _major = value;
- }
- }
- public College_Student(string name,int age,string hobby,string major) :base(name,age,hobby) //NO.2
- {
- _major = major;
- }
- protected override string GetSayHelloWords() //NO.3
- {
- string s = "";
- s += "hello,my name is " + Name + ",\r\n",
- s += "I am "+ Age + "years old, and my major is " + _major + ",\r\n";
- s += "I like "+ Hobby + ", thanks\r\n";
- return s;
- }
- }
如上代碼Code 12-2所示，College_Student類繼承Student類（***處），College_Student類具備Student類的屬性，比 如Name、Age以及Hobby，同時(shí)College_Student類還增加了額外的專業(yè)（Major）屬性，通過(guò)在派生類中重寫(xiě) GetSyaHelloWords()方法，我們重新格式化"個(gè)人信息"字符串，讓其包含"專業(yè)"的信息（NO.3處），***，調(diào)用 College_Student中從基類繼承下來(lái)的SayHello()方法，便可以輕松輸出自己的個(gè)人信息。
我們看到，派生類通過(guò)繼承獲得了基類的全部信息，之外，派生類還可以增加新的內(nèi)容（如College_Student類中新增的Major屬性）， 基類到派生類是一個(gè)抽象到具體的過(guò)程，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)類型的時(shí)候，經(jīng)常將通用部分提取出來(lái)，形成一個(gè)基類，以后所有與基類有種族關(guān)系的類型均可以繼承該 基類，以基類為基礎(chǔ)，增加自己特有的屬性。
圖12-5 College_Student類繼承圖
有的時(shí)候，一種類型只用于其它類型派生，從來(lái)不需要?jiǎng)?chuàng)建它的某個(gè)具體對(duì)象實(shí)例，這樣的類高度抽象化，我們稱這種類為"抽象類"，抽象類不負(fù)責(zé)創(chuàng)建具 體的對(duì)象實(shí)例，它包含了派生類型的共同成分。除了通過(guò)繼承某個(gè)類型來(lái)創(chuàng)建新的類型，.NET中還提供另外一種類似的創(chuàng)建新類型的方式：接口實(shí)現(xiàn)。接口定義 了一組方法，所有實(shí)現(xiàn)了該接口的類型必須實(shí)現(xiàn)接口中所有的方法：
- //Code 12-3
- interface IWalkable
- {
- void Walk();
- }
- class People:IWalkable
- {
- //…
- public void Walk()
- {
- Console.WriteLine("walk quickly");
- }
- }
- class Dog:IWalkable
- {
- //…
- public void Walk()
- {
- Console.WriteLine("walk slowly");
- }
- }
如上代碼Code 12-3所示，People和Dog類型均實(shí)現(xiàn)了IWalkable接口，那么它們必須都實(shí)現(xiàn)IWalkable接口中的Walk()方法，見(jiàn)下圖12-6：
圖12-6 接口繼承
繼承包括兩種方式，一種為"類繼承"，一種為"接口繼承"，它們的作用類似，都是在現(xiàn)有類型基礎(chǔ)上創(chuàng)建出新的類型，但是它們也有區(qū)別：
1）類繼承強(qiáng)調(diào)了族群關(guān)系，而接口繼承強(qiáng)調(diào)通用功能。類繼承中的基類和派生類屬于祖宗和子孫的關(guān)系，而接口繼承中的接口和實(shí)現(xiàn)了接口的類型并沒(méi)有這種關(guān)系。
2）類繼承強(qiáng)調(diào)"我是（Is-A）"的關(guān)系，派生類"是"基類（注意這里的"是"代表派生類具備基類的特性），而接口繼承強(qiáng)調(diào)"我能做（Can-Do）"的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了接口的類型具有接口中規(guī)定的行為能力（因此接口在命名時(shí)均以"able"作為后綴）。
3）類繼承中，基類雖然較抽象，但是它可以有具體的實(shí)現(xiàn)，比如方法、屬性的實(shí)現(xiàn)，而接口繼承中，接口不允許有任何的具體實(shí)現(xiàn)。
繼承的準(zhǔn)則：
繼承是面向?qū)ο缶幊讨袆?chuàng)建類型的一種方式，在封裝的基礎(chǔ)上，它能夠減少工作量、提高代碼復(fù)用率的同時(shí)，快速地創(chuàng)建出具有相似性的類型。在使用繼承時(shí)，請(qǐng)遵循以下準(zhǔn)則：
1）嚴(yán)格遵守"里氏替換原則"，即基類出現(xiàn)的地方，派生類一定可以出現(xiàn)，因此，不要盲目地去使用繼承，如果兩個(gè)類沒(méi)有衍生的關(guān)系，那么就不應(yīng)該有繼 承關(guān)系。如果讓貓（Cat）類派生自狗（Dog）類，那么很容易就可以看到，狗類出現(xiàn)的地方，貓類不一定可以代替它出現(xiàn)，因?yàn)樗鼉筛揪蜎](méi)有抽象和具體的 層次關(guān)系。
2）由于派生類會(huì)繼承基類的全部?jī)?nèi)容，所以要嚴(yán)格控制好類型的繼承層次，不然派生類的體積會(huì)越來(lái)越大。另外，基類的修改必然會(huì)影響到派生類，繼承層次太多不易管理，繼承是增加耦合的最重要因素。
3）繼承強(qiáng)調(diào)類型之間的通性，而非特性。因此我們一般將類型都具有的部分提取出來(lái)，形成一個(gè)基類（抽象類）或者接口。
12.1.3 對(duì)象行為：多態(tài)
"多態(tài)"一詞來(lái)源于生物學(xué)，本意是指地球上的所有生物體現(xiàn)出形態(tài)和狀態(tài)的多樣性。在面向?qū)ο缶幊讨卸鄳B(tài)是指：同一操作作用于不同類的實(shí)例，將產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果，即不同類的對(duì)象收到相同的消息時(shí)，得到不同的結(jié)果。
多態(tài)強(qiáng)調(diào)面向?qū)ο缶幊讨?，?duì)象的多種表現(xiàn)行為，見(jiàn)下代碼Code 12-4：
- //Code 12-4
- class Student //***
- {
- public void IntroduceMyself()
- {
- SayHello();
- }
- protected virtual void SayHello()
- {
- Console.WriteLine("Hello,everyone!");
- }
- }
- class College_Student:Student //NO.2
- {
- protected override void SayHello()
- {
- base.SayHello();
- Console.WriteLine("I am a college student…");
- }
- }
- class Senior_HighSchool_Student:Student //NO.3
- {
- protected override void SayHello()
- {
- base.SayHello();
- Console.WriteLine("I am a senior high school student…");
- }
- }
- class Program
- {
- static void Main()
- {
- Console.Title = "SayHello";
- Student student = new Student();
- student.IntroduceMyself(); //NO.4
- student = new College_Student();
- student.IntroduceMyself(); //NO.5
- student = new Senior_HighSchool_Student();
- student.IntroduceMyself(); //NO.6
- Console.Read();
- }
- }
如上代碼Code 12-4所示，分別定義了三個(gè)類：Student（***處）、College_Student（NO.2處）、 Senior_HighSchool_Student（NO.3處），后面兩個(gè)類繼承自Student類，并重寫(xiě)了SayHello()方法。在客戶端代 碼中，對(duì)于同一行代碼"student.IntroduceMyself();"而言，三次調(diào)用（NO.4、NO.5以及NO.6處），屏幕輸出的結(jié)果卻 不相同：
圖12-7 多態(tài)效果
如上圖12-7所示，三次調(diào)用同一個(gè)方法，不同對(duì)象有不同的表現(xiàn)行為，我們稱之為"對(duì)象的多態(tài)性"。從代碼Code 12-4中可以看出，之所以出現(xiàn)同樣的調(diào)用會(huì)產(chǎn)生不同的表現(xiàn)行為，是因?yàn)榻o基類引用student賦值了不同的派生類對(duì)象，并且派生類中重寫(xiě)了 SayHello()虛方法。
對(duì)象的多態(tài)性是以"繼承"為前提的，而繼承又分為"類繼承"和"接口繼承"兩類，那么多態(tài)性也有兩種形式：
1）類繼承式多態(tài)；
類繼承式多態(tài)需要虛方法的參與，正如代碼Code 12-4中那樣，派生類在必要時(shí)，必須重寫(xiě)基類的虛方法，***使用基類引用調(diào)用各種派生類對(duì)象的方法，達(dá)到多種表現(xiàn)行為的效果：
2）接口繼承式多態(tài)。
接口繼承式多態(tài)不需要虛方法的參與，在代碼Code 12-3的基礎(chǔ)上編寫(xiě)如下代碼：
- //Code 12-5
- class Program
- {
- static void Main()
- {
- Console.Title = "Walk";
- IWalkable iw = new People();
- iw.Walk(); //***
- iw = new Dog();
- iw.Walk(); //NO.2
- Console.Read();
- }
- }
如上代碼Code 12-5所示，對(duì)于同一行代碼"iw.Walk();"的兩次調(diào)用（***和NO.2處），有不同的表現(xiàn)行為：
圖12-8 接口繼承式多態(tài)
在面向?qū)ο缶幊讨?，多態(tài)的前提是繼承，而繼承的前提是封裝，三者缺一不可。多態(tài)也是是降低代碼依賴的有力保障，詳見(jiàn)本章后續(xù)有關(guān)內(nèi)容。
#p#
12.2 不可避免的代碼依賴
本書(shū)前面章節(jié)曾介紹過(guò)，程序的執(zhí)行過(guò)程就是方法的調(diào)用過(guò)程，有方法調(diào)用，必然會(huì)促使對(duì)象跟對(duì)象之間產(chǎn)生依賴，除非一個(gè)對(duì)象不參與程序的運(yùn)行，這樣的 對(duì)象就像一座孤島，與其它對(duì)象沒(méi)有任何交互，但是這樣的對(duì)象也就沒(méi)有任何存在價(jià)值。因此，在我們的程序代碼中，任何一個(gè)對(duì)象必然會(huì)與其它一個(gè)甚至更多個(gè)對(duì) 象產(chǎn)生依賴關(guān)系。
12.2.1 依賴存在的原因
"方法調(diào)用"是最常見(jiàn)產(chǎn)生依賴的原因，一個(gè)對(duì)象與其它對(duì)象必然會(huì)通信（除非我們把所有的代碼邏輯全部寫(xiě)在了這個(gè)對(duì)象內(nèi)部），通信通常情況下就意味著 有方法的調(diào)用，有方法的調(diào)用就意味著這兩個(gè)對(duì)象之間存在依賴關(guān)系（至少要有其它對(duì)象的引用才能調(diào)用方法），另外常見(jiàn)的一種產(chǎn)生依賴的原因是：繼承，沒(méi)錯(cuò)， 繼承雖然給我們帶來(lái)了非常大的好處，卻也給我們帶來(lái)了代碼依賴。依賴產(chǎn)生的原因大概可以分以下四類：
1）繼承；
派生類繼承自基類，獲得了基類的全部?jī)?nèi)容，但同時(shí)，派生類也受控于基類，只要基類發(fā)生改變，派生類一定發(fā)生變化：
圖12-9 繼承依賴
上圖12-9中，B和C繼承自A，A類改變必然會(huì)影響B(tài)和C的變化。
2）成員對(duì)象；
一個(gè)類型包含另外一個(gè)類型的成員時(shí)，前者必然受控于后者，雖然后者的改變不一定會(huì)影響到前者：
圖12-10 成員對(duì)象依賴
如上圖12-10，A包含B類型的成員，那么A就受控于B，B在A內(nèi)部完全可見(jiàn)。
注：成員對(duì)象依賴跟組合（聚合）類似。
3）傳遞參數(shù)；
一個(gè)類型作為參數(shù)傳遞給另外一個(gè)類型的成員方法，那么后者必然會(huì)受控于前者，雖然前者的改變不一定會(huì)影響到后者：
圖12-11 傳參依賴
如上圖12-11，A類型的方法Method()包含一個(gè)B類型的參數(shù)，那么A就受控于B，B在A的Method()方法可見(jiàn)。
4）臨時(shí)變量。
任何時(shí)候，一個(gè)類型將另外一個(gè)類型用作了臨時(shí)變量時(shí)，那么前者就受控于后者，雖然后者的改變不一定會(huì)影響到前者：
- //Code 12-6
- class A
- {
- public void DoSomething()
- {
- //…
- }
- }
- class B
- {
- public void DoSomething()
- {
- //…
- A a = new A();
- a.DoSomething();
- //…
- }
- }
如上代碼Code 12-6，B的DoSomething()方法中使用了A類型的臨時(shí)對(duì)象，A在B的DoSomething()方法中局部范圍可見(jiàn)。
通常情況下，通過(guò)被依賴者在依賴者內(nèi)部可見(jiàn)范圍大小來(lái)衡量依賴程度的高低，原因很簡(jiǎn)單，可見(jiàn)范圍越大，說(shuō)明訪問(wèn)它的概率就越大，依賴者受影響的概率也就越大，因此，上述四種依賴產(chǎn)生的原因中，依賴程度按順序依次降低。
12.2.2 耦合與內(nèi)聚
為了衡量對(duì)象之間依賴程度的高低，我們引進(jìn)了"耦合"這一概念，耦合度越高，說(shuō)明對(duì)象之間的依賴程度越高；為了衡量對(duì)象獨(dú)立性的高低，我們引進(jìn)了"內(nèi)聚"這一概念，內(nèi)聚性越高，說(shuō)明對(duì)象與外界交互越少、獨(dú)立性越強(qiáng)。很明顯，耦合與內(nèi)聚是兩個(gè)相互對(duì)立又密切相關(guān)的概念。
注：從廣義上講，"耦合"與"內(nèi)聚"不僅適合對(duì)象與對(duì)象之間的關(guān)系，也適合模塊與模塊、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的關(guān)系，這跟前面講"封裝"時(shí)強(qiáng)調(diào)"封裝"不僅僅指代碼層面上的道理一樣。
"模塊功能集中，模塊之間界限明確"一直是軟件設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)，軟件系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)樾枨蟮母淖?、功能的升?jí)而不得不大范圍修改原來(lái)已有的源代碼，換句話說(shuō)，我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循"高內(nèi)聚、低耦合"的原則。下圖12-12顯示一個(gè)系統(tǒng)遵循該原則前后：
圖12-12 高內(nèi)聚、低耦合
如上圖12-12所示，"高內(nèi)聚、低耦合"強(qiáng)調(diào)對(duì)象與對(duì)象之間（模塊與模塊之間）盡可能多地降低依賴程度，每個(gè)對(duì)象（或模塊，下同）盡可能提高自己的獨(dú)立性，這就要求它們各自負(fù)責(zé)的功能相對(duì)集中，代碼結(jié)構(gòu)由"開(kāi)放"轉(zhuǎn)向"收斂"。
"職責(zé)單一原則（SRP）"是提高對(duì)象內(nèi)聚性的理論指導(dǎo)思想之一，它建議每個(gè)對(duì)象只負(fù)責(zé)某一個(gè)（一類）功能。
12.2.3 依賴造成的"尷尬"
如果在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，沒(méi)有合理地降低（甚至避免）代碼間的耦合，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后期往往會(huì)遇到前期不可預(yù)料的困難。下面舉例說(shuō)明依賴給我們?cè)斐傻?尷尬"。
假設(shè)一個(gè)將要開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)中使用到了數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段確定使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，按照"代碼模塊化可以提高代碼復(fù)用性"的原則，我們將訪問(wèn)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的代碼封裝成了一個(gè)單獨(dú)的類，該類只負(fù)責(zé)訪問(wèn)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)這一功能：
- //Code 12-7
- class SQLServerHelper //***
- {
- //…
- public void ExcuteSQL(string sql)
- {
- //…
- }
- }
- class DBManager //NO.2
- {
- //…
- SQLServerHelper _sqlServerHelper; //NO.3
- public DBManager(SQLServerHelper sqlServerHelper)
- {
- _sqlServerHelper = sqlServerHelper;
- }
- public void Add() //NO.4
- {
- string sql = "";
- //…
- _sqlServerHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Delete() //NO.5
- {
- string sql = "";
- //…
- _sqlServerHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Update() //NO.6
- {
- string sql = "";
- //…
- _sqlServerHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Search() //NO.7
- {
- string sql = "";
- //…
- _sqlServerHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- }
如上代碼Code 12-7所示，定義了一個(gè)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)類SQLServerHelper（***處），該類專門(mén)負(fù)責(zé)訪問(wèn)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，如執(zhí)行sql語(yǔ)句（其它功能略），然后定義了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理類DBManager（NO.2處），該類負(fù)責(zé)一些數(shù)據(jù)的增刪改查 （NO.4、NO.5、NO.6以及NO.7處），同時(shí)該類還包含一個(gè)SQLServerHelper類型成員（NO.3處），負(fù)責(zé)具體SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。SQLServerHelper類和DBManager類的關(guān)系見(jiàn)下圖12-13：
圖12-13 依賴于具體
如上圖12-13所示，DBManager類依賴于SQLServerHelper類，后者在前者內(nèi)部完全可見(jiàn)，當(dāng)DBManager需要訪問(wèn) SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可以交給SQLServerHelper類型成員負(fù)責(zé)，到此為止，這兩個(gè)類型合作得非常好，但是，現(xiàn)在如果我們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的需求發(fā)生 變化，不再使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，而要求更改使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，那么我們需要做些什么工作呢？和之前一樣，我們需要定義一個(gè)MySQLHelper類來(lái)負(fù)責(zé) MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，代碼如下：
- //Code 12-8
- class MySQLHelper
- {
- //…
- public void ExcuteSQL(string sql)
- {
- //…
- }
- }
如上代碼Code 12-8，定義了一個(gè)專門(mén)訪問(wèn)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的類型MySQLHelper，它的結(jié)構(gòu)跟SQLServerHelper相同，接下來(lái)，為了使原來(lái)已經(jīng)工 作正常的系統(tǒng)重新適應(yīng)于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，我們還必須依次修改DBManager類中所有對(duì)SQLServerHelper類型的引用，將其全部更新為 MySQLHelper的引用。如果只是一個(gè)DBManager類使用到了SQLServerHelper的話，整個(gè)更新工作量還不算非常多，但如果程序 代碼中還有其它地方使用到了SQLServerHelper類型的話，這個(gè)工作量就不可估量，除此之外，我們這樣做出的所有操作完全違背了軟件設(shè)計(jì)中的" 開(kāi)閉原則（OCP）"，即"對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，而對(duì)修改關(guān)閉"。很明顯，我們?cè)谠黾有碌念愋蚆ySQLHelper時(shí)，還修改了系統(tǒng)原有代碼。
出現(xiàn)以上所說(shuō)問(wèn)題的主要原因是，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，DBManager這個(gè)類型依賴了一個(gè)具體類型SQLServerHelper，"具體"就意味著 不可改變，同時(shí)也就說(shuō)明兩個(gè)類型之間的依賴關(guān)系已經(jīng)到達(dá)了"非你不可"的程度。要解決以上問(wèn)題，需要我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)初期就做出一定的措施，詳見(jiàn)下一小節(jié)。
#p#
12.3 降低代碼依賴
上一節(jié)末尾說(shuō)到了代碼依賴給我們工作帶來(lái)的麻煩，還提到了主要原因是對(duì)象與對(duì)象之間（模塊與模塊，下同）依賴關(guān)系太過(guò)緊密，本節(jié)主要說(shuō)明怎樣去降低代碼間的依賴程度。
12.3.1 認(rèn)識(shí)"抽象"與"具體"
其實(shí)本書(shū)之前好些地方已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)"具體"和"抽象"的詞眼，如"具體的類型"、"依賴于抽象而非具體"等等，到目前為止，本書(shū)還并沒(méi)有系統(tǒng)地介紹這兩者的具體含義。
所謂"抽象"，即"不明確、未知、可改變"的意思，而"具體"則是相反的含義，它表示"確定、不可改變"。我們?cè)谇懊嬷v"繼承"時(shí)就說(shuō)過(guò)，派生類繼 承自基類，就是一個(gè)"抽象到具體"的過(guò)程，比如基類"動(dòng)物（Animal）"就是一個(gè)抽象的事物，而從基類"動(dòng)物（Animal）"派生出來(lái)的"狗 （Dog）"就是一個(gè)具體的事物。抽象與具體的關(guān)系如下圖12-14：
圖12-14 抽象與具體的相對(duì)性
| 注：抽象與具體也是一個(gè)相對(duì)的概念，并不能說(shuō)"動(dòng)物"就一定是一個(gè)抽象的事物，它與"生物"進(jìn)行比較，就是一個(gè)相對(duì)具體的事物，同理"狗"也不一定就是具體的事物，它跟"哈士奇"進(jìn)行比較，就是一個(gè)相對(duì)抽象的概念。 |
在代碼中，"抽象"指接口、以及相對(duì)抽象化的類，注意這里相對(duì)抽象化的類并不特指"抽象類"（使用abstract關(guān)鍵字聲明的類），只要一個(gè)類 型在族群層次中比較靠上，那么它就可以算是抽象的，如上面舉的"動(dòng)物（Animal）"的例子；"具體"則指從接口、相對(duì)抽象化的類繼承出來(lái)的類型，如 從"動(dòng)物（Animal）"繼承得到的"狗（Dog）"類型。代碼中抽象與具體的舉例見(jiàn)下表12-1：
表12-1 抽象與具體舉例
|
序號(hào) |
抽象 |
具體 |
說(shuō)明 |
|
1 |
Interface IWalkable { void Walk(); } |
class Dog:IWalkable { public void Walk() { //… } } |
IWalkable接口是"抽象"，實(shí)現(xiàn)IWalkable接口的Dog類是"具體"。 |
|
2 |
class Dog:IWalkable { public void Walk() { //… } } |
class HaShiQi:Dog { //… } |
Dog類是"抽象"，繼承自Dog類的HaShiQi類則是"具體"。 |
如果一個(gè)類型包含一個(gè)抽象的成員，比如"動(dòng)物（Animal）"，那么這個(gè)成員可以是很多種類型，不僅可以是"狗（Dog）"，還可以是"貓 （Cat）"或者其它從"動(dòng)物（Animal）"派生的類型，但是如果一個(gè)類型包含一個(gè)相對(duì)具體的成員，比如"狗（Dog）"，那么這個(gè)成員就相對(duì)固定， 不可再改變。很明顯，抽象的東西更易改變，"抽象"在降低代碼依賴方面起到了重要作用。
12.3.2 再看"依賴倒置原則"
本書(shū)前面章節(jié)在講到"依賴倒置原則"時(shí)曾建議我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)時(shí)：
1）高層模塊不應(yīng)該直接依賴于低層模塊，高層模塊和低層模塊都應(yīng)該依賴于抽象；
2）抽象不應(yīng)該依賴于具體，具體應(yīng)該依賴于抽象。
抽象的事物不確定，一個(gè)類型如果包含一個(gè)接口類型成員，那么實(shí)現(xiàn)了該接口的所有類型均可以成為該類型的成員，同理，方法傳參也一樣，如果一個(gè)方法包 含一個(gè)接口類型參數(shù)，那么實(shí)現(xiàn)了該接口的所有類型均可以作為方法的參數(shù)。根據(jù)"里氏替換原則（LSP）"介紹的，基類出現(xiàn)的地方，派生類均可以代替其出 現(xiàn)。我們?cè)倏幢菊?2.2.3小節(jié)中講到的"依賴造成的尷尬"，DBManager類型依賴一個(gè)具體的SQLServerHelper類型，它內(nèi)部包含了 一個(gè)SQLServerHelper類型成員，DBManager和SQLServerHelper之間產(chǎn)生了一個(gè)不可變的綁定關(guān)系，如果我們想將數(shù)據(jù)庫(kù) 換成MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，要做的工作不僅僅是增加一個(gè)MySQLHelper類型。假設(shè)在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，我們將訪問(wèn)各種數(shù)據(jù)庫(kù)的相似操作提取出來(lái)，放到 一個(gè)接口中，之后訪問(wèn)各種具體數(shù)據(jù)庫(kù)的類型均實(shí)現(xiàn)該接口，并使DBManager類型依賴于該接口：
- //Code 12-9
- interface IDB //***
- {
- void ExcuteSQL(string sql);
- }
- class SQLServerHelper:IDB //NO.2
- {
- //…
- public void ExcuteSQL(string sql)
- {
- //…
- }
- }
- class MySQLHelper:IDB //NO.3
- {
- //…
- public void ExcuteSQL(string sql)
- {
- //…
- }
- }
- class DBManager //NO.4
- {
- //…
- IDB _dbHelper; //NO.5
- public DBManager(IDB dbHelper)
- {
- _dbHelper = dbHelper;
- }
- public void Add() //NO.6
- {
- string sql = "";
- //…
- _dbHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Delete() //NO.7
- {
- string sql = "";
- //…
- _dbHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Update() //NO.8
- {
- string sql = "";
- //…
- _dbHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- public void Search() //NO.9
- {
- string sql = "";
- //…
- _dbHelper.ExcuteSQL(sql);
- }
- }
如上代碼Code 12-9所示，我們將訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法放到了IDB接口中（***處），之后所有訪問(wèn)其它具體數(shù)據(jù)庫(kù)的類型均需實(shí)現(xiàn)該接口（NO.2和NO.3處），同 時(shí)DBManager類中不再包含具體SQLServerHelper類型引用，而是依賴于IDB接口（NO.5處），這樣一來(lái)，我們可以隨便地將 SQLServerHelper或者M(jìn)ySQLHelper類型對(duì)象作為DBManager的構(gòu)造參數(shù)傳入，甚至我們還可以新定義其它數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)類，只要 該類實(shí)現(xiàn)了IDB接口，
- //Code 12-10
- class OracleHelper:IDB //***
- {
- //…
- public void ExcuteSQL(
本文名稱：熱點(diǎn)推薦——難免的尷尬：代碼依賴
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