Java程式設計師應該知道的10個物件導向理論

　　物件導向理論是物件導向程式設計的核心，但是我發現大部分Java程式設計師熱衷於像單例模式、裝飾者模式或觀察者模式這樣的設計模式，而並沒有十分注意學習物件導向的分析和設計。學習面向程式設計的基礎(如抽象，封裝，多型，繼承等)是非常重要的，而運用它們來設計乾淨的模組也同樣重要。我也認識很多不同等級的程式設計師，他們沒有聽過這些物件導向理論，或者不知道某個設計理論有什麼好處，或者如何在編碼中使用這些設計理論。

　　我們起碼要設計出高度一致而且鬆散耦合的程式碼。Apache和Sun的原始碼就是學習Java物件導向理論的非常好的例子。JDK遵循了一些設計模式，譬如在BorderFactory中使用工廠模式，Runtime類中使用單例模式，java.io中的許多類中使用裝飾者模式。如果你真的對Java程式設計感興趣，請先閱讀Joshua Bloch的Effective Java，正是他參與編寫了Java API。另外兩本我喜歡的關於設計模式的書還有，Kathy Sierra等編寫的的Head First Design Pattern和Head First Object Oriented Analysis and Design。這些書幫助理解物件導向理論，並幫助我寫出更好的程式碼。

　　學習任何設計理論或模式最好的方法就是現實世界中的例子，這篇文章只是要給還在學習階段的程式設計師介紹面相物件理論。我想以下每一條都需要用一篇文章來詳細介紹，我以後也會逐一介紹的，只是現在先來個快速瀏覽一下。

　　避免重複，DRY(Don’t repeat yourself)

　　面相對設計理論的第一條就是避免重複，不要寫重複的程式碼，儘量將共同的功能放在一個地方。如果你準備在不同地方寫同一段程式碼，那麼只寫一個方法。如果你不止一次硬編碼某個值，那麼將其宣告成public final常量。這麼做的好處就是容易維護。但是不要濫用這一條，重複不是指程式碼的重複，而是指功能的重複。譬如你有一段相同的程式碼來驗證OrderID和SSN，但它們代表的意義並不相同。如果你將兩個不同的功能合併在一起，當OrderID更改了格式之後，那麼檢驗SSN的程式碼就會失效。所以要警覺這種耦合，不要講任何相似但不相關的程式碼合併在一起。

　　將變化封裝起來

　　在軟體領域唯一不變的就是“變化”。所以最好將你覺得將來會有改變的程式碼封裝起來。這樣做的好處就是更容易測試和維護正確的被封裝的程式碼。你應該先將變數宣告成private，然後有需要的話再擴大訪問許可權，如將private變成protected。Java中很多設計模式都使用了封裝，工廠設計模式就是封裝的一個例子，它封裝了物件的建立，如果要引入新的“產品”，也不必更改現有的程式碼。

　　開放且封閉的設計理論(Open Closed Design Principle)

　　類、方法以及功能應該對擴充套件開放(新的功能)，而對更改封閉。這是另一個優美的”SOLID”設計理論，這保證了有人更改已經經過測試了的程式碼。如果你要加入新的功能，你必須要先測試它，這正是開放且封閉的設計理論的目標。另外，Open Closed principle正是SOLID中的O的縮寫。

　　單一責任原理(Single Responsibility Principle (SRP))

　　單一責任原理是另外一條”SOLID”設計理論，代表其中的“S”。每次一個類只有一個更改的原因，或者一個類只應該完成單一的功能。如果你將多過一個功能放在一個類中，它會將兩個功能耦合在一起，如果你改變了其中的一個功能，可能會破壞另外一個功能，這樣便需要更多的測試以確保上線時不出現什麼岔子。

　　依賴注入或反轉原理

　　容器會提供依賴注入，Spring非常好的實現了依賴注入。這條原理的美妙之處在於，每個被注入的類很容易的測試和維護，因為這些物件的建立程式碼都集中在容器中，有多種方法都可以進行依賴注射，譬如一些AOP框架如AspectJ使用的位元組碼注入(bytecode instrumentation)，以及Spring中使用的代理器(proxy)。來看看這個依賴注射的例子吧。這一條正是SOLID中的”D”。

　　多用組合，少用繼承

　　如果可能的話，多用組合，少用繼承。可能有的人會不同意，但我確實發現組合的靈活性高過繼承。組合可以在執行時通過設定某個屬性以及通過介面來組合某個類，我們可以使用多型，這樣就能隨時改變類的行為，大大提高了靈活性。Effective Java也更傾向於使用組合。

　　Liskov替代原理(Liskov Substitution Principle (LSP))

　　根據Liskov替代原理，子類必須可以替代父類，也就是使用父類的方法，也能夠沒有任何問題的和子類物件也相容。LSP和單一責任原則以及介面分離原則的關係緊密。如果一個類比子類的功能要多，子類不能支援父類中的某些功能的話，就違反了LSP。為了遵循LSP原理，子類需要改進父類的功能，而不是減少功能。LSP代表SOLID中的”L”。

　　介面分離理論(Interface Segregation principle (ISP))

　　介面分離理論強調，如果客戶端沒有使用一個介面的話，就不要實現它。當一個介面包含兩個以上的功能，如果客戶端僅僅需要其中某個功能，而不需要另外一個，那麼就不要實現它。介面的設計是件非常複雜的工作，因為一旦你釋出了介面之後，就再也無法保證不破壞現有實現的情況下更改介面。分離介面的另一個好處就是，因為必須要實現方法才能使用介面，所以如果僅僅只有單一的功能，那麼要實現的方法也會減少。

　　針對介面程式設計，而不是針對實現程式設計

　　儘量針對介面程式設計，這樣如果要引入任何新的介面，也有足夠的靈活性。在變數的型別、方法的返回型別以及參量型別中使用介面型別。很多程式設計師都建議這麼做，包括Effective Java和head first design pattern等書。

　　代理理論(Delegation principle)

　　不要所有的事情都自己做，有時候要將任務代理給相應的類去做。運用代理模式最經典的例子就是equals()和hashCode()方法。為了比較兩個物件的相等與否，我們沒有用客戶端程式碼去比較，而是讓物件自己去比較。這麼做的好處就是減少程式碼的重複，更容易更改行為。

　　所有的這些面相物件理論都能幫助你寫出更靈活、高度一致且低耦合的程式碼。理論是第一步，更重要的是運用這些設計理論的能力。找出違反這些設計理論的地方，但是就像這個世界上沒有什麼是完美的一樣，不要嘗試著用設計模式和理論解決一切問題，因為它們往往是針對大型的企業級專案，有著更長的執行週期。換句話說小型的專案不一定值得這麼做。

　　本文由 ImportNew - 唐小娟 翻譯自 Javarevisited。