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架构师之路---王泽宾谈面向过程和面向对象

 
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架构师之路---王泽宾谈面向过程和面向对象

引言
计算机科学是一门应用科学,它的知识体系是典型的倒三角结构,所用的基础知识并不多,只是随着应用领域和方向的不同,产生了很多的分支,所以说编程并不是一件很困难的事情,一个高中生经过特定的训练就可以做得到。但是,会编程和编好程绝对是两码事,同样的程序员,有的人几年之后成为了架构师,有的人却还在不停地 coding,只不过 ctrl-c、ctrl-v 用得更加纯熟了。在中国,编程人员最终的归途无外乎两条:一是转向技术管理,它的终点是 CTO;二是继续深入,它的终点是首席架构师,成为 CEO 的人毕竟是少数。如果你现在还是个普通的程序员,希望继续在技术这条路上前进的话,我想你还是应该先补充一点软件工程的思想,学习一点有关设计模式的知识,只有具备这些能力,你才能从整体和宏观层面来考虑问题、分析问题和解决问题。本人 Coding 了很多年,中间走了不少弯路,虽然最终没什么大成就,但总算有一些心得,很愿意把自己的一些经验拿出来跟大家分享,这或许对你的发展有所帮助。
由程序员转为架构师,最绕不开的概念就算是面向对象(OO)了。记得在大学的时候,我们专业开了一门课叫《面向对象的编程》。那个时候,我们刚刚学了一门 C 语言,开发环境用的还是 DOS 下的 Turbo C,半点项目开发的经验都没有,纯粹的空对空。所以,一学期下来,我始终处于一种懵懂状态,既没领会面向过程和面向对象到底有什么区别,也没搞懂面向对象能带来什么好处。
面向过程(OP)和面向对象(OO)
蛋炒饭和盖浇饭
有人这么形容 OP 和 OO 的不同:用面向过程的方法写出来的程序是一份蛋炒饭,而用面向对象写出来的程序是一份盖浇饭。所谓盖浇饭,北京叫盖饭,东北叫烩饭,广东叫碟头饭,就是在一碗白米饭上面浇上一份盖菜,你喜欢什么菜,你就浇上什么菜。我觉得这个比喻还是比较贴切的。
蛋炒饭制作的细节,我不太清楚,因为我没当过厨师,也不会做饭,但最后的一道工序肯定是把米饭和鸡蛋混在一起炒匀。盖浇饭呢,则是把米饭和盖菜分别做好,你如果要一份红烧肉盖饭呢,就给你浇一份红烧肉;如果要一份青椒土豆盖浇饭,就给浇一份青椒土豆丝。
蛋炒饭的好处就是入味均匀,吃起来香。如果恰巧你不爱吃鸡蛋,只爱吃青菜的话,那么唯一的办法就是全部倒掉,重新做一份青菜炒饭了。盖浇饭就没这么多麻烦,你只需要把上面的盖菜拨掉,更换一份盖菜就可以了。盖浇饭的缺点是入味不均,可能没有蛋炒饭那么香。
到底是蛋炒饭好还是盖浇饭好呢?其实这类问题都很难回答,非要比个上下高低的话,就必须设定一个场景,否则只能说是各有所长。如果大家都不是美食家,没那么多讲究,那么从饭馆角度来讲的话,做盖浇饭显然比蛋炒饭更有优势,他可以组合出来任意多的组合,而且不会浪费。
软件工程
盖浇饭的好处就是“菜”“饭”分离,从而提高了制作盖浇饭的灵活性。饭不满意就换饭,菜不满意换菜。用软件工程的专业术语就是“可维护性”比较好,“饭”和“菜”的耦合度比较低。蛋炒饭将“蛋”“饭”搅和在一起,想换“蛋”“饭”中任何一种都很困难,耦合度很高,以至于“可维护性”比较差。软件工程追求的目标之一就是可维护性,可维护性主要表现在 3 个方面:可理解性、可测试性和可修改性。面向对象的主要好处就是显著的改善了软件的可维护性。
面向过程(OP)和面向对象(OO)是不是就是指编码的两种方式呢?不是!你拿到了一个用户需求,比如有人要找你编个软件,你是不是需要经过需求分析,然后进行总体/详细设计,最后编码,才能最终写出软件,交付给用户。这个过程是符合人类基本行为方式的:先想做什么,再想如何去做,最后才是做事情。有的同学说:“我没按照你说的步骤做啊,我是直接编码的”。其实,你一定会经历了这三个阶段,只不过你潜意识里没有分得那么清楚。对于拿到需求就编码的人,可能编着编着,又得倒回去重新琢磨,还是免不了这些过程。
以 OO 为例,对应于软件开发的过程,OO 衍生出 3 个概念:OOA、OOD 和 OOP。采用面向对象进行分析的方式称为 OOA,采用面向对象进行设计的方式称为 OOD,采用面向对象进行编码的方式称为 OOP。面向过程(OP)和面向对象(OO)本质的区别在于分析方式的不同,最终导致了编码方式的不同
面向过程编程(OPP) 和面向对象编程(OOP)的关系
关于面向过程的编程(OPP)和面向对象的编程(OOP),给出这它们的定义的人很多,您可以从任何资料中找到很专业的解释,但以我的经验来看,讲的相对枯燥一点,不是很直观。除非您已经有了相当的积累,否则说起来还是比较费劲。
我是个老程序员出身,虽然现在的日常工作更多倾向了管理,但至今依然保持编码的习惯。这句话什么意思呢?我跟大家沟通应该没有问题。无论你是在重复我走过的路,或者已经走在了我的前面,大家都会有那么一段相同的经历,都会在思想层面上有一种理解和默契,所以我还是会尽量按照大多数人的常规思维写下去。
面向过程的编程(OPP)产生在前,面向对象的编程(OOP)产生在后,所以面向对象的编程(OOP)一定会继承前者的一些优点,并摒弃前者存在的一些缺点,这是符合人类进步的自然规律。两者在各自的发展和演变过程中,也一定会相互借鉴,互相融合,来吸收对方优点,从而出现在某些方面的趋同性,这些是必然的结果。即使两者有更多的相似点,也不会改变它们本质上的不同,因为它们的出发点就完全是两种截然不同的思维方式。关于两者的关系,我的观点是这样的:面向对象编程(OOP)在局部上一定是面向过程(OP)的,面向过程的编程(OPP)在整体上应该借鉴面向对象(OO)的思想。这一段说的的确很空洞,而且也一定会有引来争议,不过,我劝您还是在阅读了后面的内容之后,再来评判我观点的正确与否。
象 C++、C#、Java 等都是面向对象的语言,c,php(暂且这么说,因为 php4 以后就支持 OO)都是面向过程的语言,那么是不是我用 C++ 写的程序一定就是面向对象,用 c 写的程序一定就是面向过程呢?这种观点显然是没有真正吃透两者的区别。语言永远是一种工具,前辈们每创造出来的一种语言,都是你用来实现想法的利器。我觉得好多人用 C#,Java 写出来的代码,要是仔细看看,那实际就是用面向对象(OO)的语言写的面向过程(OP)的程序。
所以,即使给关羽一根木棍,给你一杆青龙偃月刀,他照样可以打得你满头是包。你就是扛着个偃月刀,也成不了关羽,因为你缺乏关羽最本质的东西---绝世武功。同样的道理,如果你没有领会 OO 思想,怎么可能写得出真正的 OO 程序呢?面向对象(OO)和面向过程(OP)绝对是两种截然不同的思维方式。
那是不是面向过程就不好,也没有存在的必要了?我从来没有这样说过。事实上,面向过程的编程(OPP)已经存在了几十年了,现在依然有很多人在使用。它的优点就是逻辑不复杂的情况下很容易理解,而且运行效率远高于面向对象(OO)编写的程序。所以,系统级的应用或准实时系统中,依然采用面向过程的编程(OPP)。当然,很多编程高手以及大师级的人物,他们由于对于系统整体的掌控能力很强,也喜欢使用面向过程的编程(OPP),比如像 Apache,QMail,PostFix,ICE 等等这些比较经典的系统都是 OPP 的产物。
象 php 这些脚本语言,主要用于 web 开发,对于一些业务逻辑相对简单的系统,也常使用面向过程的编程(OPP),这也是 php 无法跨入到企业级应用开发的原因之一。不过 php5 目前已经能够很好的支持 OO 了。
详解面向过程的编程(OPP)
在面向对象出现之前,我们采用的开发方法都是面向过程的编程(OPP)。面向过程的编程中最常用的一个分析方法是“功能分解”。我们会把用户需求先分解成模块,然后把模块分解成大的功能,再把大的功能分解成小的功能,整个需求就是按照这样的方式,最终分解成一个一个的函数。这种解决问题的方式称为“自顶向下”,原则是“先整体后局部”,“先大后小”,也有人喜欢使用“自下向上”的分析方式,先解决局部难点,逐步扩大开来,最后组合出来整个程序。其实,这两种方式殊路同归,最终都能解决问题,但一般情况下采用“自顶向下”的方式还是较为常见,因为这种方式最容易看清问题的本质。
我举个例子来说明面向过程的编程方式:
用户需求:老板让我写个通用计算器。
最终用户就是老板,我作为程序员,任务就是写一个计算器程序。OK,很简单,以下就是用 C 语言完成的计算器:
假定程序的文件名为:main.c。


抛开细节不讲,我想大多数人差不多都会这么实现吧,很清晰,很简单,充分体现了“简单就是美”的原则,面向过程的编程就是这样有条理的按照顺序来逐步实现用户需求。
凡是做过程序的人都知道,用户需求从来都不会是稳定的,最多只能够做到“相对稳定”。用户可能会随时提出加个功能,减个功能的要求,也可能会要求改动一下流程,程序员最烦的就是频繁地变动需求,尤其是程序已经写了大半了,但这种情况是永远无法避免的,也不能完全归罪到客户或者需求分析师。
以我们上面的代码为例,用户可能会提出类似的要求:
首先,你程序中实现了“加法”和“减法”,我还想让它也能计算“乘法”、“除法”。
其次,你现在的人机界面太简单了,我还想要个 Windows 计算器的界面或者 Mac 计算器的界面。
用户需求开始多了,我得琢磨琢磨该如何去写这段代码了。我今天加了“乘”“除”的运算,明天保不齐又得让我加个“平方”、“立方”的运算,这要是把所有的运算都穷尽了,怎么也得写个千八百行代码吧。还有,用户要求界面能够更换,还得写一大堆界面生成的代码,又得来个千八百行。以后,这么多代码堆在一起,怎么去维护,找个变量得半天,看懂了代码得半天,万一不小心改错了,还得调半天。另外,界面设计我也不擅长,得找个更专业的人来做,做完了之后再加进来吧。这个过程也就是“软件危机”产生的过程。伴随着软件广泛地应用于各个领域,软件开发的规模变得越来越大,复杂度越来越高,而其用户的需求越来越不稳定。
根据用户提出的两个需求,面向过程的编程该如何去应对呢?我想大家都很清楚怎么去改。Very easy,把“计算”和“界面”分开做成两个独立的函数,封装到不同的文件中。
假定程序的文件名为:main.c。

面向过程的编程(OPP)就是将用户需求进行“功能分解”。把用户需求先分解成模块(.h,.c),再把模块(.h,.c)分解成大的功能(function),然后把大的功能(function)分解成小的功能(function),如此类推
功能分解是一项很有技术含量的工作,它不仅需要分解者具有丰富的实战经验,而且需要科学的理论作为指导。如何分解,分解原则是什么,模块粒度多大合适?这些都是架构师的要考虑的问题,也是我们后面要着重讲的内容。
面向过程的编程(OPP)优点是程序顺序执行,流程清晰明了。它的缺点是主控程序承担了太多的任务,各个模块都需要主控程序进行控制和调度,主控和模块之间的承担的任务不均衡
有的人把面向过程定义为:算法 + 数据结构,我觉得也很准确。面向过程的编程中算法是核心,数据处于从属地位,数据随算法而流动。所以采用面向过程的方式进行编程,一般在动手之前,都要编写一份流程图或是数据流图。

原文链接 1:http://wangzebin.blog.51cto.com/653300/132879

原文链接 2:http://wangzebin.blog.51cto.com/653300/132880

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