《设计模式之禅》阅读笔记(一)

最近发现需要看一些关于设计模式的内容了,于是在网上找到了《设计模式之禅》这本书,边看边总结吧

这次先总结下UML图的看法以及单一职责原则。

前言

设计模式更多的是一种哲学,偏向学术,总是会构造一些极端的情况去进行描述,就像物理学中的光滑平面一样,所以我们需要领会的更多的是其中的哲学,而不要试图在实际项目中能够完全复刻。

一图看懂UML标志

下面的内容会涉及很多UML图,如果大家不太熟悉,可以先简单看一下下面这张图。

面向接口编程

为什么要面向接口编程

单一职责原则

接口职责单一

单一职责原则的英文名称是Single Responsibility Principle,简称是SRP。

怎么划分类的职责。我们先举个例子来说明什么是单一职责原则。

只要做过项目,肯定要接触到用户、机构、角色管理这些模块,基本上使用的都是RBAC模型(Role-Based Access Control,基于角色的访问控制,通过分配和取消角色来完成用户权限的授予和取消,使动作主体(用户)与资源的行为(权限)分离),确实是一个很好的解决办法。我们这里要讲的是用户管理、修改用户的信息、增加机构(一个人属于多个机构)、增加角色等,用户有这么多的信息和行为要维护,我们就把这些写到一个接口中,都是用户管理类嘛,我们先来看它的类图

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这个接口设计得有问题,用户的属性和用户的行为没有分开,这是一个严重的错误!这个接口确实设计得一团糟,应该把用户的信息抽取成一个BO(Business Object,业务对象),把行为抽取成一个Biz(Business Logic,业务逻辑),按照这个思路对类图进行修正,如图1-2所示。

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重新拆封成两个接口,IUserBO负责用户的属性,简单地说,IUserBO的职责就是收集和反馈用户的属性信息;IUserBiz负责用户的行为,完成用户信息的维护和变更。各位可能要说了,这个与我实际工作中用到的User类还是有差别的呀!别着急,我们先来看一看分拆成两个接口怎么使用。OK,我们现在是面向接口编程,所以产生了这个UserInfo对象之后,当然可以把它当IUserBO接口使用。也可以当IUserBiz接口使用,这要看你在什么地方使用了。

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IUserInfo userInfo = new UserInfo();
//我要赋值了,我就认为它是一个纯粹的BO
IUserBO userBO = (IUserBO)userInfo;
userBO.setPassword("abc");
//我要执行动作了,我就认为是一个业务逻辑类
IUserBiz userBiz = (IUserBiz)userInfo;
userBiz.deleteUser();

确实可以如此,问题也解决了,但是我们来分析一下刚才的动作,为什么要把一个接口拆分成两个呢?其实,在实际的使用中,我们更倾向于使用两个不同的类或接口:一个是IUserBO,一个是IUserBiz,类图如图所示。

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以上我们把一个接口拆分成两个接口的动作,就是依赖了单一职责原则,那什么是单一职责原则呢?

单一职责原则的定义是:应该有且仅有一个原因引起类的变更。

上面这个例子,说明了单一职责原则要求我们的属性和行为要分开。

但是不仅于此,行为之间,也要进行职责的划分。

比如,我们有一个手机,他有几个功能,分为拨号,通话,挂机,我们怎样设计这个借口呢?

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我相信大部分的读者都会说这个没有问题呀,以前我就是这么做的呀,某某书上也是这么写的呀,还有什么什么的源码也是这么写的!是的,这个接口接近于完美,看清楚了,是“接近”!单一职责原则要求一个接口或类只有一个原因引起变化,也就是一个接口或类只有一个职责,它就负责一件事情,看看上面的接口只负责一件事情吗?是只有一个原因引起变化吗?好像不是!

IPhone这个接口可不是只有一个职责,它包含了两个职责:一个是协议管理,一个是数据传送。dial()和hangup()两个方法实现的是协议管理,分别负责拨号接通和挂机;chat()实现的是数据的传送,把我们说的话转换成模拟信号或数字信号传递到对方,然后再把对方传递过来的信号还原成我们听得懂的语言

我们可以这样考虑这个问题,协议接通的变化会引起这个接口或实现类的变化吗?会的!那数据传送(想想看,电话不仅仅可以通话,还可以上网)的变化会引起这个接口或实现类的变化吗?会的!那就很简单了,这里有两个原因都引起了类的变化。这两个职责会相互影响吗?电话拨号,我只要能接通就成,甭管是电信的还是网通的协议;电话连接后还关心传递的是什么数据吗?通过这样的分析,我们发现类图上的IPhone接口包含了两个职责,而且这两个职责的变化不相互影响,那就考虑拆分成两个接口,其类图如图所示。

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这个类图看上去有点复杂了,完全满足了单一职责原则的要求,每个接口职责分明,结构清晰,但是我相信你在设计的时候肯定不会采用这种方式,一个手机类要把ConnectionManager和DataTransfer组合在一块才能使用。组合是一种强耦合关系,你和我都有共同的生命期,这样的强耦合关系还不如使用接口实现的方式呢,而且还增加了类的复杂性,多了两个类。经过这样的思考后,我们再修改一下类图

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这样的设计才是完美的,一个类实现了两个接口,把两个职责融合在一个类中。你会觉得这个Phone有两个原因引起变化了呀,是的,但是别忘记了我们是面向接口编程,我们对外公布的是接口而不是实现类。

类职责单一

对于接口,我们在设计的时候一定要做到单一,但是对于实现类就需要多方面考虑了。生搬硬套单一职责原则会引起类的剧增,给维护带来非常多的麻烦,而且过分细分类的职责也会人为地增加系统的复杂性。本来一个类可以实现的行为硬要拆成两个类,然后再使用聚合或组合的方式耦合在一起,人为制造了系统的复杂性。

方法职责单一

单一职责适用于接口、类,同时也适用于方法,什么意思呢?一个方法尽可能做一件事情,比如一个方法修改用户密码,不要把这个方法放到“修改用户信息”方法中,这个方法的颗粒度很粗

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方法职责不清晰,不单一,不要让别人猜测这个方法可能是用来处理什么逻辑的。比较好的设计如图

通过类图可知,如果要修改用户名称,就调用changeUserName方法;要修改家庭地址,就调用changeHomeAddress方法;要修改单位电话,就调用changeOfficeTel方法。每个方法的职责非常清晰明确,不仅开发简单,而且日后的维护也非常容易,大家可以逐渐养成这样的习惯。

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最佳实践

阅读到这里,可能有人会问我,你写的是类的设计原则吗?你通篇都在说接口的单一职责,类的单一职责你都违背了呀!呵呵,这个还真是的,我的本意是想把这个原则讲清楚,类的单一职责嘛,这个很简单,但当我回头写的时候,发觉并不是这么回事,翻看了以前的一些设计和代码,基本上拿得出手的类设计都是与单一职责相违背的。静下心来回忆,发觉每一个类这样设计都是有原因的。我查阅了Wikipedia、OODesign等几个网站,专家和我也有类似的经验,基本上类的单一职责都用了类似的一句话来说"This is sometimes hard to see",这句话翻译过来就是“这个有时候很难说”。