Java进阶 | 从整体上观察面向对象
一、面向对象
面向对象是Java编程中最核心的思想,基本特征:继承、封装、多态。
1、特征之封装
将结构、数据、操作封装在对象实体中,使用时可以不关注对象内部结构,只能访问开放权限的功能入口,从而降低程序耦合程度,提供安全性和可持续维护性。
public class Concept01 {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student("张三","高三",29f);
student.conclusion();
}
}
class Student {
private String name ;
private String grade ;
private Float score ;
public Student(String name, String grade, Float score) {
this.name = name;
this.grade = grade;
this.score = score;
}
public void conclusion (){
System.out.println("姓名:"+this.getName());
System.out.println("年级:"+this.getGrade());
System.out.println("分数:"+this.getGrade());
if (this.getScore() >= 100.0f){
System.out.println("评语:本学期优等生");
} else {
System.out.println("评语:本学期潜力股");
}
}
}
案例描述Student的学期总结,通过构造方法构建具体的学生对象,并且只通过conclusion方法获取学生学期评价。
2、特征之继承
子类除了提供自身的能力之外,还可以通过继承的方式获取父类开放的属性和方法,以增强自身的功能。
public class Concept02 {
public static void main(String[] args) {
// 判断 Digital 是 Phone 父类
System.out.println(Digital.class.isAssignableFrom(Phone.class));
}
}
class Digital {}
class Phone extends Digital{}
这里通过isAssignableFrom方法判断Digital是Phone父类。
3、特征之多态
不同主体类对同一个动作给出不同的实现方式,多态也是Java描述设计模式的常用手段,最直接的作用就是程序解耦。
public class Concept03 {
public static void main(String[] args) {
Animal animalDog = new Dog();
Animal animalCat = new Cat();
animalDog.voice();
animalCat.voice();
}
}
class Animal {
public void voice () {
System.out.println("Animal ... voice");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
public void voice() {
System.out.println("Dog ... Wang wang");
}
}
class Cat extends Animal {
@Override
public void voice() {
System.out.println("Cat ... Meow meow");
}
}
通常动物都有发出声音的能力,但是不同动物声音不同,这里基于多态实现,不同动物的声音特征。
二、关系图谱
在了解面向对象之后,还需要理解一下基础的关系模型,在实际的业务中都是基于这些基础的关系解决场景问题。
1、继承与实现
继承关系:强调属性和方法从父类向子类的传承。实现关系:强调描述抽象和具体实现的逻辑。
/**
* 继承
*/
class classA {}
class classB extends classA {}
interface interfaceA {}
interface interfaceB extends interfaceA {}
/**
* 实现
*/
class classC implements interfaceA,interfaceB{}
2、依赖与关联
依赖关系:常用来描述方法局部变量或者入参,即类的方法中调用了另一个类。关联关系:类的成员变量是另一个类,比如常见的一对一,一对多关系。
/**
* 依赖
*/
class RelyA {}
class RelyB {
public void depend (RelyA rely){}
}
/**
* 关联
*/
class AssociateA {}
class AssociateB {
private AssociateA associateA ;
}
3、组合与聚合
聚合关系:描述整体与部分的关系,但是部分不需要依赖整体存在。组合关系:描述整体与部分的关系,但是部分需要依赖整体存在。
/**
* 聚合
*/
class ElementA {}
class ElementB {}
class Aggregation {
private ElementA elementA ;
private ElementB elementB ;
}
/**
* 组合
*/
class PortionA{}
class PortionB{}
class Composition {
private PortionA portionA ;
private PortionB portionB ;
}
三、模式与原则
在面对复杂业务时,可以时常参考设计模式和基本原则,以此设计合理的业务结构,实现代码的高内聚低耦合,但是在一些特定场景下,也要果断的突破这些模板或原则,可以更好的支撑业务。
1、设计模式
创建模式
抽象对象实例化的创建过程,对不同类型的对象提供高效的管理方式与合理的创建手段。
- 单例模式
- 原型模式
- 工厂模式
- 建造者模式
结构模式
设计类的组装模式,合理的对象结构,有利于支持业务的持续迭代,结构会直接影响代码的可持续维护性。
- 代理模式
- 外观模式
- 适配器模式
- 装饰者模式
- 组合模式
- 享元模式
- 桥梁模式
行为模式
行为模式涉及对象职责定义,通信协作,和最具体的业务逻辑实现,明确程序运行时的流程轨迹。
可以基于继承或实现的方式控制不同类的行为职责,即顶层抽象控制行为,下层逐级做具体逻辑实现;或者直接聚合管理责任对象,做统一分配。
- 观察者模式
- 模版方法模式
- 策略模式
- 命令模式
- 调停者模式
- 备忘录模式
- 解释器模式
- 迭代器模式
- 状态模式
- 责任链模式
- 访问者模式
2、基本原则
开闭原则:在做代码结构设计时,应该考虑对扩展开放,对修改关闭,抽象思维搭建结构,具体实现扩展细节。
单一职责:一个类应该只负责一项职责;减少代码一处变更引起的程序大规模改动情况,降低类的复杂度;
接口隔离:每一个接口应该是一种角色;尽量避免具体实现类中用不到但是又必须实现的方法;
依赖倒转:上层模块不应该依赖下层模块,抽象逻辑不应该依赖具体细节,即中心思想是面向接口编程。
里氏替换:继承时遵循里氏替换原则,子类中尽量不要重写父类的方法,可以扩展父类的功能;
迪米特原则:最少知道原则即类对象对其依赖的类知道的越少越好,以此降低耦合程度;
组合/聚合复用:新对象应使用部分已有的对象,使其成为新对象组成部分,实现已有功能的复用,以此降低单个类的复杂程度。
四、业务应用
在业务开发中,很多复杂的逻辑都是基于面向对象的思想做的设计和具体实现,但是在实际上业务是不断变化的,所以不管是常用的Mvc模式,或者领域设计,只要经过多个版本迭代,多人参与的开发,到最后代码在逻辑层面都会让人着迷。
也就是常说的一种现象:新人重构,老人不断修复问题,然而铁打的问题,流水的开发,但凡经历过重构的同学都知道,所谓的大规模重构很难彻底解决问题,甚至这是个循环动作。所以业务代码更多是在那个版本周期内是合理的,站在一个开发的角度,这里也可以理解为笔者个人角度,通常从下面几个角度去思考具体的业务开发:
- 规范约束
这是个人认为业务工程中最重要的基础,不管业务如何复杂,都离不开与之相应的数据增删改查,所以对常规基础操作做好统一代码风格管理,这样有助于别人快速理解整体结构和逻辑。
这里风格指:接口命名,参数,组件,中间件等统一,以持久层为例,避免多个组件混用的情况,如果是周期相对较长的项目,经常看到单是分页查询的实现逻辑都有多种情况。
- 可复用性
易变是业务本身的特点,所以高度复用的业务代码本身就存在很大的限制,例如常见的很多方法,为了适配各种场景,不断扩展入参,然后有些特殊业务也会进行特殊传参。
还有一些开发常说的,能用一个接口实现,绝对不使用两个接口,看似很有个性,实际已经走在挖坑的路上,多个功能请求同一个接口,即意味着任何接口的改动都要考虑很多逻辑的适配。
所以从上层向下看,不必过度考虑复用,从下向上看,底层的改动相对较少,应该考虑复用。
- 业务分层
从项目生命周期的角度思考,业务是一个迭代的过程,不需要过度前卫的设计,项目的生命周期是多久没人知道,最稳妥的做法是快速迭代,产品和技术工程能快速稳定的支撑业务发展即可。
经典的业务分层管理是快速迭代的基本支撑,例如常用的Mvc模式,在复杂的业务场景下可以再次细化管理,或者向领域设计靠近。
- 流程分段
业务可以理解为流程管理,小的流程通常service中可以直接处理,但是复杂流程则十分讲究设计,一个基础思想就是分段管理,比较经典的案例就是下单:构建结算页面时初始化订单-支付时订单提交-支付成功才会执行订单。
- 细节问题
逻辑上的细节要持续追求严谨,业务实现手段和思路适当放宽,流程经得起考验,底层实现合理的复用,组件选择上应该站在高纬度,就基本足以。
五、源代码地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
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【Java基础】【设计模式】【结构与算法】【Linux系统】【数据库】
【分布式架构】【微服务】【大数据组件】【SpringBoot进阶】【Spring&Boot基础】
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