什么是封装
从面向对象编程的角度来说,封装是指利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起,使其构成一个不可分割的独立实体,数据被保护在抽象数据类型的内部,尽可能地隐藏内部的细节,只保留一些对外接口使之与外部发生联系。
从软件开发的角度来说,封装是指把复杂度隐藏于实体内部,对外提供简单、精练的访问接口。
从现实生活的角度来说,封装是指为了使物品的使用者和生产者分离而采用的一种信息隐藏技术。
总结:封装的本质是隐藏,封装的目的是简单。
封装的例子
封装的例子有很多。
汽车的组装,涉及到成千上万个零件,零件与零件之间的结构和接口必须是完全匹配的。
OSI参考模型和TCP/IP模型,下层和上层是相互隔离的,但它们之间却能相互协作,这是因为各层都进行了封装,在边界处的接口和输入输出是匹配的。
在软件工程师的日常工作中,也涉及到封装的事情,比如:封装一个文件类,文件类暴露一些实用的函数和方法。
封装的好处
□ 降低使用复杂度
□ 减少代码间的耦合
□ 内部的结构和实现可以自由修改
□ 隐藏实现细节
□ 便于工作任务的划分
封装很简单?
当封装的功能相对比较独立,与其他功能的关联度比较低,或者不需要与其他模块紧密配合使用时,封装确实比较简单,遵循信息隐藏的规则就可以了。
但实际的开发中,往往会遇到业务联系比较紧密,需要在比较复杂的上下文环境中使用的场景。此时,单单遵循信息隐藏的规则就会显得捉襟见肘,有时候封装出来的接口、类、模块等会存在各种各样的问题。
那么,如何评价封装的好坏呢?或者说,封装的原则是什么呢?
封装的原则
□ 封装的对象要尽量单一,完成一个具体的、明确的功能,不要将不相关的功能封装在一起。
□ 设计接口时,不能只站在生产者的角度考虑问题(我生产什么,你就使用什么;我怎么生产,你就怎么使用),而更应当站在使用者的角度考虑问题(你使用什么,我就生产什么;你怎么使用,我就怎么生产)。
□ 对外提供的接口要最小化,能满足使用者的需求即可,不要对外提供无用的、多余的、内部的接口。
□ 对外提供的接口要合理,便于扩展和维护;接口设计完成后,应尽量避免再去添加、修改和删除接口。
□ 对外提供的接口的名称要准确,需要与内部实现的功能相匹配,使用者从接口名称就能大致知道其实现的功能。
□ 对外提供的接口要对使用者输入的信息进行合理性校验,然后进行内部处理,最后反馈给使用者需要的信息以及处理的结果或状态(成功了还是失败了,失败了是什么原因导致的)。
□ 封装的对象不同,需要考虑的因素和角度也不同。封装一个大系统时,需要考虑如何将大系统划分成各个子系统,各个子系统之间如何通过接口和协议通信,完成大系统的整体功能;封装一个子系统时,需要考虑如何将子系统划分成各个模块,各个模块之间如何通过接口相互配合,完成子系统对外提供的功能;封装一个模块时,需要考虑如何将模块划分成各个类,各个类之间如何关联使用,完成模块对外提供的功能;封装一个类时,需要考虑如何组织各个函数和数据结构,各个函数之间如何处理内部数据,完成类的对外接口;封装一个函数时,需要考虑内部的具体业务逻辑,还能不能细分出粒度更小的函数。
□ 设计模式六大原则
单一职责原则:一个方法、一个类只负责一个职责。
开闭原则:对于功能扩展是开放的,对于修改是封闭的。
里斯替换原则:子类可以替换基类,继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立。
依赖倒置原则:高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,它们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体,具体应该依赖于抽象。
接口隔离原则:一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
迪米特法则:一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话。
总结
1、封装时,不要单单从被封装的对象本身去思考问题,而应“跳出三界外”,从更上层甚至整个框架、整个系统来思考问题。
2、在封装某个对象时,要时刻提醒自己遵循封装的原则。刚开始可能会比较吃力,但跨过这个阶段后,就会体会到封装的好处。
3、好的封装,对应着良好的思维习惯和缜密的逻辑判断,要逐步培养自己在这方面的能力。
4、多阅读知名的开源代码,多从其他比较好的代码中汲取营养。
5、多思考,多反问,为什么这样封装,为什么不那样封装,这样封装是不是最好的,等等。
6、多沟通,多请教,多不耻下问,“三人行,必有我师焉”。