如何把思維從面向過程轉向面向對象?

寫程序一直用的C++（方便用STL），但程序中還是延用著面向過程的編碼方式（思維）。如何能轉變思維，形成面向對象編程

完全的面向對象當然是需要長期的練習以及熟悉設計模式的，不過第一步很容易。首先把你的代碼改造成，以若干數據結構為核心，把每一個函數都改造成只操作一個數據結構的函數，然後把它們改成class。如果你要跨數據結構，要麼選擇其中一個數據結構，另外的都用操作那個數據結構的函數，然後就可以把這個函數放進某個class里。要麼全部都用操作那些數據結構的函數，然後就作為一個全局函數，只接受那幾個class。

總之就是，外部函數不要碰數據結構的成員。當然實際開發這樣做肯定是有點極端的，但是自己練習沒所謂。寫久了之後你就明白了。

那些年，空氣中彷彿還能聞到漢唐盛世的餘韻，因此你決不允許自己的臉上有油光，時刻保持活力。然而，你一定曾為這些「高深術語」感到過困擾。也許時至今日，你仍對它們一知半解。不過就在今天，這一切都將徹底改變！我將帶領你以一種全新的高清視角進入奇妙的編程世界，領略涵泳在這些「高深術語」中的活潑潑的地氣，以及翩躚於青萍之末的雲水禪心。

內聚，通俗的來講，就是自己的東西自己保管，自己的事情自己做。

經典理論告訴我們，程序的兩大要素：一個是數據（data），一個是操作（opration）。而 PASCAL之父Nicklaus Wirth則進一步提出了「程序 = 數據結構 + 演算法」的著名公式。雖然提法上有所差異，但是其根本內涵卻是一致的，微妙的差別在於，「數據 + 操作」是微觀的視域，「數據結構 + 演算法」則是中觀的視域。而在宏觀的視域下，我認為「程序 = 對象 + 消息」。對象是什麼？對象就是保管好自己的東西，做好自己的事情的程序模塊——這就是內聚！傳統的面向過程編程方法由於割裂了數據結構和演算法，使得軟體的內聚性普遍低迷，曾一度引發了軟體危機。試想，大家都自己的東西不好好保管，自己的事情也不好好做，不引發危機才怪呢！當然，對象的內聚只是內聚的一個層次，在不同的尺度下其實都有內聚的要求，比如方法也要講內聚，架構也要講內聚。

《周易·彖傳》中講「乾道變化，各正性命，保合太和，乃利貞」，就是要求每一個個體因循著各自的稟賦而努力成就各自的品性，然後各自保全，彼此和合，最終達成宇宙的完滿狀態。《論語·憲問》中，子路問君子。子曰：「修己以敬。」曰：「如斯而已乎？」曰：「修己以安人」，更是明確的教導我們要不斷提高自身的內聚性，最大限度地減少給他人造成的麻煩，從而達到安人、安百姓、安天下的目標。我想，成長的過程就是一個不斷提升內聚的過程。「自己的東西自己保管，自己的事情自己做」，這些孩提時代的教誨，放到今天仍能讓不少「大人」臉紅不已。太多的人保管不好自己的「東西」，保管不好自己的身體，保管不好自己的婚姻，更保管不好自己如蛛絲般震顫飄蕩的狂亂的心。至於做好自己的事情，則更是惘然，甚至很多人連自己的事情是什麼都搞不清楚，因此渾渾噩噩，飽食終日。內聚，是一個值得我們好好反思的問題。

在面向對象編程中，對象自身是內聚的，是保管好自己的數據，完成好自己的操作的，而對外界呈現出自己的狀態和行為。但是，沒有絕對的自力更生，對外開放也是必要的！一個對象，往往需要跟其他對象打交道，既包括獲知其他對象的狀態，也包括仰賴其他對象的行為，而一旦這樣的事情發生時，我們便稱該對象依賴於另一對象。只要兩個對象之間存在一方依賴一方的關係，那麼我們就稱這兩個對象之間存在耦合。 比如媽媽和baby，媽媽要隨時關注baby的睡、醒、困、哭、尿等等狀態，baby則要仰賴媽媽的餵奶、哄睡、換紙尿褲等行為，從程序的意義上說，二者互相依賴，因此也存在耦合。首先要說，耦合是必要的。我們來看以下這個實驗。

【王陽明與山中之花】

由於王陽明這個對象不依賴山花這個對象，又沒有其他的方式來獲知山花的盛開狀態，所以他要麼選擇不說，要麼瞎說，但不說編譯是通不過，而瞎說作為王陽明來講也是通不過的，所以這個系統是無法成立的。要想系統成立，必須要這樣寫：

public bool AdmireFlowers()
{
return flower.IsBloomed; ;
}


無論這個山花對象是怎麼來的，作為參數傳入還是作為屬性設置、還是在內部構造出來，總之，王陽明與山花之間發生了依賴，二者之間產生了耦合。 當然，這是一個很淺顯的問題。有趣的是王陽明對此事的看法：「你未看花時，花與你同寂；你來看花，花於你則一時分明起來。可見心外無物！」王陽明講的是對的！「心外無物」翻譯技術語言是這樣的：不存在耦合的兩個對象必然拿不到對方的引用！

耦合的程度就是耦合度，也就是雙方依賴的程度。上文所說的媽媽和baby就是強耦合。而你跟快遞小哥之間則是弱耦合。一般來說耦合度過高並不是一件好事。就拿作為IT精英的你來說吧，上級隨時敦促你的工作進度，新手頻繁地需要你指導問題，隔三差五還需要參加酒局飯局，然後還要天天看領導的臉色、關注老婆的心情，然後你還要關注代碼中的bug 、bug、bug，和需求的變化、變化、變化，都夠焦頭爛額了，還猝不及防的要關注眼睛、頸椎、前列腺和頭髮的狀態，然後你再炒個股，這些加起來大概就是個強耦合了。從某種意義上來說，耦合天生就與自由為敵，無論是其他對象依賴於你，還是你依賴其他對象。比如有人嗜煙、酗酒，你有多依賴它們就有多不自由；比如有人家裡生了七八個娃，還有年邁的父母、岳父母，他們有多依賴你，你就有多不自由。所以老子這樣講：「五音令人耳聾，五色令人目盲，馳騁狩獵令人心發狂，難得之貨令人行妨。」盧梭也是不無悲涼的說「人生而自由，卻又無往而不在枷鎖中」。因此，要想自由，就必須要降低耦合，而這個過程就叫做解耦和。

解耦和最重要的原則就是依賴倒置原則：

高層模塊不應該依賴底層模塊，他們都應該依賴抽象。抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象。

《資本論》中都曾闡釋依賴倒轉原則——在商品經濟的萌芽時期，出現了物物交換。假設你要買一個IPhone，賣IPhone的老闆讓你拿一頭豬跟他換，可是你並沒有養豬，你只會編程。所以你找到一位養豬戶，說給他做一個養豬的APP來換他一頭豬，他說換豬可以，但是得用一條金項鏈來換——所以這裡就出現了一連串的對象依賴，從而造成了嚴重的耦合災難。解決這個問題的最好的辦法就是，買賣雙發都依賴於抽象——也就是貨幣——來進行交換，這樣一來耦合度就大為降低了。

再舉一個編程中的依賴倒置的例子。我們知道，在通信中，消息的收發和消息的處理往往密不可分。就一般的通信框架而言，消息的收發通常是已經實現了的，而消息的處理則是需要用戶來自定義完成的。先看一個正向依賴的例子：輕量級通信引擎StriveEngine。tcpServerEngine是StriveEngine.dll提供通信引擎，它發布有一個MessageReceived事件。假設我定義了一個CustomizeHandler類來用於消息處理，那麼CustomizeHandler的內部需要預定tcpServerEngine的MessageReceived事件，因此customizeHandler依賴於tcpServerEngine，這就是一個普通的依賴關係，也就是高層模塊依賴於低層模塊。

而ESFramework通信框架則應用了依賴倒轉原則。ESFramework定義了一個IcustomizeHandler介面，用戶在進行消息處理時，實現該介面，然後將其注入到rapidPassiveEngine客戶端通信引擎之中。

很明顯，相比於上一個例子，這裡的依賴關係變成了rapidPassiveEngine依賴於customizeHandler，也就是說依賴關係倒置了過來，上層模塊不再依賴於底層模塊，而是它們共同依賴於抽象。rapidPassiveEngine依賴的是IcustomizeHandler介面類型的參數，customizeHandler同樣是以實現的介面的方式依賴於IcustomizeHandler——這就是一個依賴倒置的典範。

·控制反轉（Inversion of Control）

控制反轉跟依賴倒置是如出一轍的兩個概念，當存在依賴倒置的時候往往也存在著控制反轉。但是控制反轉也有自己的獨特內涵。

首先我們要區分兩個角色，server 跟 Client，也就是服務方和客戶方。提供服務端的一方稱為服務方，請求服務的一方稱為客戶方。我們最熟悉的例子就是分散式應用的C/S架構，服務端和客戶端。其實除此之外，C/S關係處處可見。比如在TCP/IP協議棧中，我們知道，每層協議為上一層提供服務，那麼這裡就是一個C/S關係。當我們使用開發框架時，開發框架就是作為服務方，而我們自己編寫的業務應用就是客戶方。當Client調用server時，這個叫做一般的控制；而當server調用Client時，就是我們所說的控制反轉，同時我們也將這個調用稱為「回調」。控制反轉跟依賴倒置都是一種編程思想，依賴倒置著眼於調用的形式，而控制反轉則著眼於程序流程的控制權。一般來說，程序的控制權屬於server，而一旦控制權交到Client，就叫控制反轉。比如你去下館子，你是Client餐館是server。你點菜，餐館負責做菜，程序流程的控制權屬於server；而如果你去自助餐廳，程序流程的控制權就轉到Client了，也就是控制反轉。

控制反轉的思想體現在諸多領域。比如事件的發布/ 訂閱就是一種控制反轉，GOF設計模式中也多處體現了控制反轉，比如典型的模板方法模式等。而開發框架則是控制反轉思想應用的集中體現。比如之前所舉的ESFramework通信框架的例子，通信引擎回調用戶自定義的消息處理器，這就是一個控制反轉。以及ESFramework回調用戶自定義的群組關係和好友關係，回調用戶自定義的用戶管理器以管理在線用戶相關狀態，回調用戶自定義的登陸驗證處理，等等不一而足。再比如與ESFramework一脈相承的輕量級通信引擎StriveEngine，通過回調用戶自定義的通信協議來實現更加靈活的通信。

由此我們也可以總結出開發框架與類庫的區別：使用開發框架時，框架掌握程序流程的控制權，而使用類庫時，則是應用程序掌握程序流程的控制權。或者說，使用框架時，程序的主循環位於框架中，而使用類庫時，程序的主循環位於應用程序之中。框架會回調應用程序，而類庫則不會回調應用程序。ESFramework和StriveEngine中最主要的對象都以engine來命名，我們也可以看出框架對於程序主循環的控制——它會為你把握方向、眼看前方、輕鬆駕馭！

　　依賴注入與依賴倒置、控制反轉的關係仍舊是一本萬殊。依賴注入，就其廣義而言，即是通過「注入」的方式，來獲得依賴。我們知道，A對象依賴於B對象，等價於A對象內部存在對B對象的「調用」，而前提是A對象內部拿到了B對象的引用。B對象的引用的來源無非有以下幾種：A對象內部創建（無論是作為欄位還是作為臨時變數）、構造器注入、屬性注入、方法注入。後面三種方式統稱為「依賴注入」，而第一種方式我也生造了一個名詞，稱為「依賴內生」，二者根本的差異即在於，我所依賴的對象的創建工作是否由我自己來完成。當然，這個是廣義的依賴注入的概念，而我們一般不會這樣來使用。我們通常使用的，是依賴注入的狹義的概念。不過，直接陳述其定義可能會過於詰屈聱牙，我們還是從具體的例子來看。

　　比如OMCS網路語音視頻框架，它實現了多媒體設備（麥克風、攝像頭、桌面、電子白板）的採集、編碼、網路傳送、解碼、播放（或顯示）等相關的一整套流程，可以快速地開發出視頻聊天系統、視頻會議系統、遠程醫療系統、遠程教育系統、網路監控系統等等基於網路多媒體的應用系統。然而，OMCS直接支持的是通用的語音視頻設備，而在某些系統中，需要使用網路攝像頭或者特殊的視頻採集卡作為視頻源，或者其它的聲音採集設備作為音頻源，OMCS則提供了擴展介面——用戶自己實現這個擴展的介面，然後以「依賴注入」的方式將對象實例注入到OMCS中，從而完成對音、視頻設備的擴展。

「依賴注入」常常用於擴展，尤其是在開發框架的設計中。從某種意義上來說，任何開發框架，天生都是不完整的應用程序。因此，一個優秀的開發框架，不僅要讓開發者能夠重用這些久經考驗的的卓越的解決方案，也要讓開發者能夠向框架中插入自定義的業務邏輯，從而靈活自由地適應特定的業務場景的需要——也就是說要具備良好的可擴展性。比如上面提到的OMCS網路語音視頻框架可應用於音、視頻聊天系統、視頻會議系統、遠程醫療系統、遠程教育系統、網路監控系統等等基於網路多媒體的應用系統；以及ESFramework通信框架能夠應用於即時通訊系統，大型多人在線遊戲、在線網頁遊戲、文件傳送系統、數據採集系統、分散式OA系統等任何需要分散式通信的軟體系統中——這種良好的擴展性都與「依賴注入」的使用密不可分！

談到最後，「面向介面編程」已經是呼之欲出。無論是依賴倒置、控制反轉、還是依賴注入，都已經蘊含著「面向介面編程」的思想。面向介面，就意味著面向抽象。作為哲學範疇而言，規定性少稱為抽象，規定性多稱為具體。而介面，就是程序中的一種典型的「抽象」的形式。面向抽象，就意味著面向事物的本質規定性，擺脫感性雜多的牽絆，從而把握住「必然」——而這本身就意味著自由，因為自由就是對必然的認識。

也許以上的這段論述太過「哲學」，但是「一本之理」與「萬殊之理」本身就「體用不二」——總結來看，依賴倒置、控制反轉、依賴注入都圍繞著「解耦和」的問題，而同時自始至終又都是「面向介面編程」的方法——因此，「面向介面編程」天生就是「解耦和」的好辦法。由此也印證了從「抽象」到「自由」的這一段範疇的辯證衍化。

「面向對象」與「面向介面」並非兩種不同的方法學，「面向介面」其實是「面向對象」的內在要求，是其一部分內涵的集中表述。我們對於理想軟體的期待常被概括為「高內聚，低耦合」，這也是整個現代軟體開發方法學所追求的目標。面向對象方法學作為現代軟體開發方法學的代表，本身就蘊含著「高內聚，低耦合」的思想精髓，從這個意義上來說，「面向對象」這個表述更加側重於「高內聚」，「面向介面」的表述則更加側重於「低耦合」——不過是同一事物的不同側面罷了。

除此之外，我們也能從「面向介面編程」的思想中得到「世俗」的啟迪——《論語》裡面講，不患無位，患所以立；不患人之不己知，患其不能也——就是教導我們要面向「我有沒有的本事？」、「我有沒有能力？」這樣的介面，而不是面向「我有沒有搞到位子？」、「別人了不了解我？」這樣的具體。依我看，這是莫大的教誨！

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