代码整洁之道_06对象和数据结构

发表于 2022-04-17 更新于 2022-08-20 分类于编程杂谈

对象和数据结构的区别是啥？什么时候用对象，什么时候用数据结构？面向对象还是面向过程？隐藏实现并非只是在变量之间放上一个函数层那么简单。

第六章对象和数据结构

对象和数据结构的区别是啥？
什么时候用对象，什么时候用数据结构？
面向对象还是面向过程？

1. 数据抽象

隐藏实现并非只是在变量之间放上一个函数层那么简单。

//代码1：具象点
public class Point{
    public double x;
    public double y;
}

//代码2： 抽象点
public interface Point{
    double getX();
    double getY();
    void setCartesian(double x,double y);
    double getR();
    double getTheta();
    void setPolar(double r, double theta);
}

代码2的漂亮之处在于，你不知道该实现会是在矩形坐标系中还是在极坐标系中。可能两个都不是，然而，该接口还是明白无误地呈现了一种数据结构。

代码1暴露了实现，并且，即便变量都是私有的，通过取值器和赋值器使用变量，实现也被暴露了。

注意：隐藏实现并非只是在变量之间放上一个函数层那么简单。隐藏实现关乎抽象！类并不简单地用取值器和赋值器将其变量推向外界，而是暴露抽象接口，以便用户无须了解数据的实现就能操作数据本体（essence）。

2. 数据结构、对象的对立

对象把数据隐藏于抽象之后，暴露数据的函数；
数据结构暴露其数据，没有提供有意义的函数；

// 代码3：过程式 形状代码
public class Square {
     public Point topLeft;
     public double side;
}

public class Rectangle {
     public Point topLeft;
     public double height;
     public double width;
}

public class Circle {
     public Point center;
     public double radius;
}

public class Geometry {
     public final double PI = 3.141592653589793;
    
     public double area(Object shape) throws NoSuchShapeException 
     {
         if (shape instanceof Square) {
             Square s = (Square)shape;
             return s.side * s.side;
    	 }
         else if (shape instanceof Rectangle) {
             Rectangle r = (Rectangle)shape;
             return r.height * r.width;
         }
     	 else if (shape instanceof Circle) {
             Circle c = (Circle)shape;
             return PI * c.radius * c.radius;
         }
     	throw new NoSuchShapeException();
     }
}

以上代码3特征：

为Geometry类添加函数，不会影响形状类；
若要增加形状，就得修改Geometry中的所有函数；

以下代码4特征：

添加新形状，不影响现有函数；
添加新函数，所有形状都得做修改；

// 代码4：多态式 形状代码
public class Square implements Shape {
     private Point topLeft;
     private double side;
     public double area() {
     	return side*side;
     }
}

public class Rectangle implements Shape {
    private Point topLeft;
    private double height;
    private double width;
    public double area() {
        return height * width;
    }
}

public class Circle implements Shape {
    private Point center;
    private double radius;
    public final double PI = 3.141592653589793;
    public double area() {
        return PI * radius * radius;
    }
}

结论：

过程是代码：便于在不改动既有数据结构的前提下添加新函数；
面向对象代码：便于在不改动既有函数的前提下添加新类；

一切都是对象的说法只是一个传说——老练的程序员

3. The Law of Demeter

模块不应了解他所操作对象的内部情形。
对象不应通过存取器暴露其内部结构，因为这样更像是暴露而非隐藏其内部结构。
方法不应调用由任何函数返回的对象的方法。

3.1 火车失事

1	final String outputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath();

模块知道ctxt对象包含多个选项，每个选项中都有一个临时目录，每个临时目录都有一个绝对路径。对于一个函数，这些知识够丰富了。调用函数需要懂得在如何在一大堆不同对象间浏览。

如果 ctxt、Options和ScratchDir只是数据结构，没有任何行为，则它们自然会暴露其内部结构，Demeter Law 也就不适用了。

如果数据结构只简单地拥有公共变量，没有函数，而对象则拥有私有变量和公共函数，那么这个问题就没那么复杂了。

3.2 混杂

混杂：一半是对象，另一半是数据结构；

这种结构拥有执行操作的函数，也有公共变量或公共访问器及改值器，增加了添加新函数的难度，也增加了添加新数据结构的难度，两头不讨好。

3.3 隐藏结构

假使ctxt、Options和ScratchDir是拥有真实行为的对象又怎样呢？由于对象应隐藏其内部结构，我们就不该看到内部结构。这样一来，如何才能取得临时目录的绝对路径呢？

如果ctxt是一个对象，就应该要求它做点什么，而不该要求它给出内部情形。因此，我们看它获取绝对路径是要干啥:

1
2
3

String outFile = outputDir + "/" + className.replace('.', '/') + ".class";
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(outFile);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fout);

破案了：创建指定名称的临时文件！

那么，直接让ctxt对象来做这事如何？

1	BufferedOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

4. 数据传送对象 DTO

最为精炼的数据结构，是一个只有公共变量、没有函数的类——数据传送对象（Data Transfer Objects，DTO）。

DTO是非常有用的结构，尤其是在与数据库通信或解析套接字传递的信息之类的场景中，在应用程序代码里一系列将原始数据转换为数据库的翻译过程中，它们往往是排头兵。

5. 小结

在任何系统中，希望能灵活地添加新数据类型，则使用对象；希望能灵活地添加新行为，则使用数据类型和过程。优秀的软件开发者不带成见地了解这种情形，并依据手边工作的性质选择其中一种适合的手段。

第六章 对象和数据结构