面向对象编程——OO思想

周立功教授数年之心血之作《程序设计与数据结构》以及《面向AMetal框架与接口的编程（上）》，电子版已无偿性分享到电子工程师与高校群体，书本内容公开后，在电子行业掀起一片学习热潮。经周立功教授授权，本公众号特对《程序设计与数据结构》一书内容进行连载，愿共勉之。

第四章为面向对象编程，本文为4.1OO思想。

第四章导读

面向过程编程（Process-Oriented Programming，POP）是一种以过程为中心的编程思想，以正在发生的事件为主要目标，指导开发者利用算法作为基本构建块构建复杂系统。

面向对象编程OOP（Object-Oriented Programming，OOP）是利用类和对象作为基本构建块，指导开发者探索基于对象和面向对象编程语言的表现力。因此分解系统时，要么从算法开始，要么从对象开始，然后利用得到的结构作为框架构建系统。

>>>  4.1 OO思想

>>>  4.1.1 职责转移

1、人脑的限制

由于受到电脑的信息处理功能的影响，因此于20世纪60年代初产生了以信息处理论为基础的认知心理学。美国心理学家乔治•米勒在信息记忆上的研究成就，为新兴的认知心理学提供了理论的证据。

虽然当时的心理学家已将信息处理的历程，大致区分为感官记忆（2秒以下）、短时记忆（15秒以下）与长时记忆，但短时记忆的性质及其重要性，则是在乔治•米勒1956 年发表研究报告《神奇的数字7 +/- 2，我们信息加工能力的局限》之后才被确定的，即米勒魔术——人类只能记住和处理7加或减2项内容。

后来的证据表明基数可能少到3或4，这个数字代表大脑"暂存器"解决问题时所能保存的信息容量。无论实际数目是多少，如果要求普通人同时考虑大约15件事情，实际上最多只能记住和处理其中9件甚至更少。

如果要求处理的事情更多，一次只有几件可以同时处理，其它的会被快速切入或切出暂存器。想一想去商店采购15件东西，如果没有一份购物清单，你很可能漏掉东西或买回来的东西数量不正确。同样的道理，如果需求列表或产品清单中的事项成千上万，那么你的大脑根本没办法处理这样复杂的事情，除非将它分解成更小的结构化分组。

2、核心域和非核心域

一个软件系统封装了若干领域的知识，其中一个领域知识代表了系统的核心竞争力，这个领域被称为"核心域"，其它领域称为"非核心域"。虽然更通俗的说法是"业务"和"技术"，但使用"核心域"和"非核心域"更严谨。

非核心域就是别人的领域，比如，底层驱动、操作系统和组件，即便你有一些优势，那也是暂时的，竞争对手也能通过其它渠道获得。非核心域的改进是必要的，但不充分，还是要在核心域上深入挖掘，让竞争对手无法轻易从第三方获得。因为在核心域上深入挖掘，达到基于核心域的复用，这是获得和保持竞争力的根本手段。

要达到基于核心域的复用，有必要将核心域和非核心域分开考虑。因为人脑的容量是有限的，而过早地将各个领域的知识混杂，会增加不必要的负担，从而导致开发人员腾不出脑力思考核心域中更深刻的问题。

正因为人脑的容量和运算能力有限，待解决的问题的规模一旦变大，就必须分而治之，因为核心域与非核心域的知识都是独立的。比如，一个计算器要做到没有漏洞，其中的问题也很复杂。如果不使用状态图对领域逻辑显式地建模，再根据模型映射到实现。而是直接下手编程，领域逻辑的知识靠临时去想，最终得到的代码肯定破绽百出。其实有利润的系统，其内部都是很复杂的，千万不要幼稚地认为"我的系统不复杂"。

3、职责转移

在面向过程编程时，由于主程序承担的责任太多，要确保一切正确工作，还要协调各个函数并控制它们的先后顺序，因此经常会产生非常复杂的代码。很多时候变化是不可避免的，而功能分解法却又无法应对可能出现的变化。一旦修改代码，则bug越来越多。更重要的是，由于人类的大脑无法做太多复杂的处理，记忆力和理解力也是有限的。因此面对复杂的软件开发时，主程序不能做太多的事情，必须通过"分离关注点"进行职转移责。

假设要乘出租车去机场，一种方式是告诉司机，按照"启动、右转、左转、停止"等单独的接口去机场。这种方式需要乘客对自己的行为负责，乘客知道每个城市去机场的路线。

既然用户的需求总是在变化之中，我们将无法阻止变化。与其抱怨变化，不如改变开发过程，从而更有效地应对变化，面向对象编程就是这样作为对抗软件复杂性的手段出现的。

在面向对象编程时，另一种方式是告诉司机，"请载我去机场"。尽管具体实现在广州、北京