03 | 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构，这五者有何关系？

Nov 4, 2019

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03 | 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构，这五者有何关系？

2019-11-04 王争来自北京

《设计模式之美》

课程介绍

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讲述：冯永吉

时长11:12大小10.27M

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在上一节课中，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！
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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
重点回顾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。
课堂讨论今天课堂讨论的话题有两个。
在今天讲到的内容中，你觉得哪一部分内容对提高代码质量最有效？为什么？除了我罗列的这些内容之外，你还知道哪些可以提高代码质量的方法？
我们知道，最经典的设计模式书籍是 GoF 的《设计模式》，它的中文全称是《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，英文全称是“Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”。为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢？
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精选留言(345)

阿卡牛
2019-11-04
面向对象是武器，设计模式是招式，设计原则是心法以心法为基础，以武器运用招式应对复杂的编程问题
共 17 条评论
824
段启超
2019-11-11
我觉得今年对我来说，是重新认识“面向对象”的一年。今年事我工作的第三年了（从八月份开始算第三年），年初的时候误打误撞的学了一段时间的DDD，让我瞬间感受到了什么才是面向对象编程，之前自己做的都是用面向对象的语言写面向过程的代码。究其原因，可能是MVC 三层架构的影响，太多人的代码里头只剩下了pojo这种贫血模型。封装，继承，多态，抽象是啥，早就忘干净了。在软件设计方面，很多人习惯了一开始就设计数据库表结构，结果就是代码逻辑跟数据库构成了强耦合，数据库一改，代码基本上会被改个彻底。在这种情况下，我们用的java面向对象的语言，结果却写的是面向过程的代码，这种代码基本没有可维护，可扩展，更没有可测试性一说。所以，面向对象的这个词语，被太多的人只是挂在嘴边上了，落实到代码里边，就成了面向过程。在意识到这个问题后，我花了一段时间重新回顾了一遍面向对象的知识，并试图用来改进代码质量，这个过程是充满坎坷的，我总结了一些自己的体会： 1：要真正落地面向对象编程，面向对象设计是前提，没有面向对象的设计意识，写着写着就成了面条代码。 2：以前只知道封装、继承、多态，全然忽视了最重要的抽象，抽象是封装、继承、和多态的基础。合理的抽象源于对业务主体的合理分析和认识。合理的抽象，应该是自洽的，易于理解的。 3：关于组合和聚合的关系，最核心的区别就是生命周期的区别，组合关系中，整体和部分是一个整体，离开了整体，部分没有意义，同时产生，同时销毁，而聚合关系中，部分单独存在也可以是有意义的。 4：别滥用继承，继承的作用更多的时候使用多态的特性。关于UML ：在工作的过程中，试着画过UML图，UML图有着自己一条完整的语言和生态，学习成本还是相当高的，问题在于，即使用了标准的UML 图，如果沟通过程中，对方不懂，也依然效果不大，所以我对UML的感觉就是: 能看懂，会画基本的即可，没必要太追求标准化，虽然如此，但是UML 还是很重要的，它的意义是提供一种面向对象设计的表达方式，是学习面向对象设计中不可缺少的一部分（个人理解）。
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共 22 条评论
464
帆大肚子
2019-11-04
函数是相对比较小的可复用单位面向对象把可复用单位提升到类层次设计模式把可复用单位提升到框架层次
共 3 条评论
315
aof
2019-11-04
第二题，文中已经给出答案了? 主要是因为面向对象编程因为具有丰富的特性(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。
71
于留月
2019-11-06
个人认为重构对提高代码质量最有效，原因：重构的基础就是面向对象、设计原则、设计模式、编程规范；重构是一个持续的过程，能够兼顾项目进度、项目开发效率和项目质量，既可以避免前期的过度设计，又能避免后期代码腐化，从而保证代码的质量不下降以致不断提高代码质量；通过单元测试等相关手段，保证重构的正确性重构可从代码层次、项目阶段、开发周期、人员规模等不同纬度进行其他提高代码质量的方法：阅读高质量框架代码，先模仿；代码Review，定期总结；技术分享，倒逼输出，看了、做了都不如说给比人听更有效果；工具检查（如lint、leakcanary等），开发过程中避免常识性错误和隐藏问题；为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢？因为设计原则、设计模式实现大部分都是基于面向对象的特性（封装、抽象、继承、多态）实现的
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共 1 条评论
54
陈拾柒
2019-11-15
再好的理论，应用不到实际中也是白费。所以对于提升代码质量，最有效的是编码规范，其次是设计原则，再次是代码重构，最后才是面向对象和设计模式。整个排序是按照我理解的难易程度来进行的。一般一个项目都是多人开发，多人并行开发中，考虑到团队中技术水平不一，保持代码质量最好的方式就是先制定编码规范，大家最容易达成一致并遵守。其次是设计原则，因为它相对来讲更明确，违反设计原则基本等于硬伤，更容易得到认同。代码重构是需要长期去做的，甚至不是在开发过程中而是在维护过程中去做的，所以排在第三位。后面两项更多的要考虑实际情况，不同水平的人甚至相同水平的人都会有自己不同的理解，比较难以达成统一，项目排期足够还好，一旦排期不足，很可能在当时没那个成本去谈论这些。第二个问题老师已经回答了，因为面向对象的特性是其他的基石。建议老师在后续课程中，除了讨论如何提升自己的代码质量，也讨论一下在一个多人团队中如何提升团队的代码质量，有哪些比较好的手段可以去应用。包括在项目排期比较紧的时候，可以有哪些方式去保证代码质量。
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作者回复: 嗯嗯，加餐里有讲到的。
共 5 条评论
53
丁丁历险记
2019-11-04
建议和左耳的程序员练级攻略结合起来一起读。上述道理，知易行难，一起加油。
共 3 条评论
49
刘大明
2019-11-05
最近一直在思考一个问题，就是我们在开发过程中，写好代码，应该是一个程序员必备的基本功。这个好字就是这老师说的高质量的代码，以前一直觉得要追求最热最新的技术，不然就会被淘汰。其实忘记了一个最基本的事情，怎么写好代码，写高质量的代码，这个才是我们开发过程中的重点，写好代码应该是一个合格的程序员必备的技能，毕竟写代码才是我们真真正正吃饭的家伙。老师出的这个专栏真的是太好了，教大家怎么样做好我们程序员最基本的事情。
30
兔2🐰🍃
2019-11-06
总结：提高代码质量的方法论，包含面向对象（基础），设计原则（指导方针），设计模式（三大类，提高扩展性），编程规范（提高可读性），重构（保证代码质量）。
26
Monday
2019-11-05
看起来都明白，讲起来都不清
共 4 条评论
24
冬渐暖
2019-11-11
设计原则 SOLID： Single Responsibility Principle：单一职责原则：一个东西就一个功能 Open Closed Principle：开闭原则修改的时候，要保留原来的功能 Liskov Substitution Principle：里氏替换原则：避免子类重写父类中已经实现的方法 Law of Demeter：迪米特法则：尽可能的少暴露自己的接口，能不 public 就不 public Interface Segregation Principle：接口隔离原则 1.接口里不要有其它的功能，比如查一个订单的，你调个接口还查一遍用户，浪费数据库消耗2.不要影响到实现类，比如你突然throws异常 Dependence Inversion Principle：依赖倒置原则：尽可能使用接口或抽象类 DRY原则：Don't Repeat Yourself ，是指编程过程中不写重复代码，将能够公共的部分抽象出来 KISS：keep it simple、傻屌(s) YAGNI:You Ain’t Gonna Need It.指的是只需要将应用程序必需的功能包含进来，而不要试图添加任何其他你认为可能需要的功能。比如绑个银行卡，就不要浪费时间来记录绑定时的验证码设计模式 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。 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。 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。编程规范命名等等那些东西，具体的可以看《阿里的JAVA规范》代码重构 ctrl+alt+M 原则是基础，模式是套路，规范是可读，重构是行为 1.目前我做的最有效也正在改的是规范，原则和模式都要大概，容易出错 2.用对象的原因，吧东西做成了对象，你就也有了操作对象，也就有了开始，
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共 2 条评论
23
小学一年级
2019-11-06
设计原则是高手的内功，设计模式是少林，武当，峨眉派的武术套路，规范是招式出拳还是横扫，重构是组合拳融汇贯通各种组合，而想练好这些武功还要有扎实的基本功面向对象。
共 1 条评论
15
Yayu
2019-11-05
面向对象的特征也未必包含“继承”这一点吧，比如 Go 语言就没有提供“继承”这个特性，取而代之的是，推荐使用“组合”。但不能说它不支持面向对象编程。那么我们在探讨“面向对象”这个范式时，需要更深刻的去思考“面向对象”的本质是什么。而不是用Java 中的概念来一以概之。希望王争老师参考。
作者回复: 后面会讲到，等讲到了就明白了
共 10 条评论
15
lijun
2019-11-04
有的时候业务复杂，代码就被业务牵着鼻子走，尤其是老项目，既存代码写的可读性差，但是时间紧任务重，能跑就行……哎
共 8 条评论
14
王子瑞Aliloke有事电...
2020-01-18
方法：掌握心法（面向对象），内功（设计原则），招式（设计模式），经验（重构技巧和编程规范），常练习（写高质量代码），与人切磋（相互review）. 最近想学太极，总是练习武术。
11
辣么大
2019-11-05
GoF的提出是针对解决面向对象编程中遇到的问题，所以书名中强调“面向对象”。It’s a book of design patterns that describes simple and elegant solutions to specific problems in object-oriented software design.
8
未来小娃
2020-02-14
从依赖关系上看，设计模式&编码规范依赖设计原则，设计原则依赖面向对象 | 面向过程 | 函数式编程，也就是面向对象这种设计思想是基础，作为工程师，我们直接打交道的是设计模式和编码规范，这是我们落地设计原则和面向对象设计思想的地方，看问题抓本质，那么我们讲面向对象编程到底在讲什么呢？我的理解是通过封装、继承、多态和抽象这些特性完整表达一件事情，可以是名词也可以是动词。直观的例子是如何把大象装进冰箱这个案例，面向过程是1）打开冰箱；2）把大象装进去；3）把冰箱关上，依次完成这些过程就能把大象装进冰箱。好，我们看看面向对象怎么处理这个问题，1）冰箱你给我把门打开；2）冰箱你给我把大象装进去；3）冰箱你给我把门关上。看起来是否没啥区别，这里每个动作都多了执行者，也就是这里的冰箱，也就是冰箱会有三个功能：开门、装大象、关门，也就是每一个动作都必然会有一个执行者，执行者怎么产生呢？不就是对象本身么，冰箱是一个对象，大象也是一个对象，冰箱具有装大象的能力，怎么装呢，开门、装大象和关门啊！发现了么，面向对象隐藏了装大象的细节，冰箱的开门、装大象和关门都是对象本身的功能（方法），理解了面向对象后才能更好理解设计原则设计模式这些东西，这些都是一些写出高质量代码的经验总结，说白了就是套路，我理解设计原则可以帮助我们看懂一些开源框架的代码，学习Apache大佬们是怎么写代码的，从而内化为自己的能力。最后想说一点高质量代码的实践，多考虑异常和兜底场景，给代码留出足够的安全边际，所以说健壮性很重要啊
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6
不与三季人说
2019-11-07
导读部分的最后一节课了，明白了编程思想、设计原则。设计模式。编码规范和重构的意思，之前也有了解，这次通过老师解读，理解变得更清晰了，有了面向对象的设计思想，才有了适合这种思想的设计原则，设计原则是设计系统和代码应该考虑的问题，在满足部分原则的情况下，针对具体的场景，有了设计模式，设计模式的出现就是为了最大可能的满足设计原则，至于编码规范，可以提高代码的可读性和不同程序员直接的一个约定一样的，没有规范不影响计算机运行程序，但是在项目交接和团队合作的时候会变得很麻烦，重构也是一个项目的必经阶段，好的代码重构起来也会很方便，而不是牵一发动全身。提高代码质量的方法还有就是写注释吧，代码注释可以很大程度的增加可读性。设计模式之所以加上面向对象，是因为设计模式是基于设计原则而设计出来的具体执行方法，而设计原则是根据设计思想衍生出的，设计思想是面向对象，所以才有了设计原则和设计模式。编程思想就像是宪法，在宪法的基础上细化的法规就相当于设计原则，而设计模式就相当于条例，是具体的体现。
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6
Nick
2020-03-18
去年刚考过系统架构设计师，设计模式在这门高级软考中属于很重要的一块，我对各个模式现在就只能记得他们的名称和分类，至于深入的理解谈不上，更别提实际应用了，总知当时也只是为了应考，总算考过了值得庆幸。这次打算跟着老师好好学习。
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zachary
2019-11-06
争哥，设计模式有三种类型：创建型：这个好理解，就是用来创建对象的一些模式结构型和行为型不好理解，结构体现在哪里？行为又体现在哪里？能否说的更具体点？
作者回复: 后面会讲到的，别急哈
共 2 条评论
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