• 架构漫谈系列(2) 封装(Encapsulation)


    这是这个系列的第二篇。在第二篇里,我决定讲一讲封装。
    程序的不同部分应该用封装去互相隔离,模块之间应该不应该产生很随意的关联。

    可能有的人觉得不解,又或觉得是有道理的废话,不急,先一步一步来。

    我们先来看看面向对象的三个基本特征是什么?

    • 继承
    • 多态
    • 封装

    如果你是科班毕业,这6个字应该是你第一次学到类(class)的时候就听老师说了。
    我们老师的话大概是这样的:

    在类里面,封装就是通过一些手段来限制类外部的访问,依此隔离出类相对封闭的区域。

    也就是说,如果有人想要操作类里面的成员(field),不应该让它直接进行这样操作。而应该通过良好定义的函数(或属性的Setter)来完成。除非你有不得不如此的理由,否则就不应该让人家直接访问你的私有成员。

    下面的代码通常是bad practice。
    任意的类均能任意的修改Person内的Name和Age,即便Name写成乱码或将Age设成负数,都是可以做到的,Person类自己是控制不住的。

    public class Person
    {
        public int Age;
        public string Name;
    }
    

    下面的代码则是演示的使用Setter或函数来控制name和age的值,防止错误的值被录入。

    public class Person
    {
        private int _age;
        private string _name;
    
        public int Age
        {
            get => _age;
            set
            {
                if (value >= 0 && value <= 200 && value != _age)
                    _age = value;
            }
        }
    
        public void SetName(string newName)
        {
            if (!string.IsNullOrWhiteSpace(newName))
                _name = newName;
        }
    }
    

    上面的例子描述了class对外的封装。

    同样道理,程序的模块之间也是如此,模块之间不应该任意的暴露内容出来,而应该通过良好定义的接口来实现模块之间的协作。

    这种封装的设计方式隔离了模块内部的设计,只要模块的对外接口不产生变化,模块内部的任意变化都不会对模块间协作造成影响,从而实现子系统间的隔离。

    实例

    假如我们现在要设计一个系统,你可以简单的理解成某个在线商城的发货的或物流子系统。
    这个子系统需要完成几个基本的功能:

    • 将货物寄送出去(发货),这是最基本的功能
    • 其他的子系统需要一个API来查询当前的寄送的进度
    • 发货后,需要得到发货的运输船的信息
    • 如果客户临时又取消了订单,则依据具体的寄送进度通知对应的运输船取消订单
    • 后来业务扩大了,我们可能需要考虑增加其他的运输方式,例如空运。

    我们首先分析一下,应该如何来完成这个功能。

    首先,我们需要一个运输中心(ShippingCenter),使用这个运输中心,可以寄送本公司任意的产品(Product)。
    我们需要返回运输船的信息,为了更好的表达我的想法,这里理解成要返回运输船的实例。
    我们的运输船能直接告诉我们当前运输的状态,如果在运输前需要召回任何产品,我们的运输船会安排人自动的处理。

    所以伪代码大概就长这个样子,ShippingCenter能运输货物,并返回运送这个货物的运输船实例,然后运输船本身有函数和属性来查看状态和召回货物。

    也就是说,这是对外的最基本的接口:

    class ShippingCenter{
    	Steamship Ship(Product p);
    }
    class Steamship{
    	ShipingProgress DeliveryProgress{get;}
    	void Recall(Product p);
    }
    

    可是,以后业务的扩张,增加了空运,那怎么办呢?
    假如ShippingCenter不要返回SteamShip的具体类就好了。

    那么,不如我们增加一个接口吧,比如,就叫IVehicle好了,其实vehicle也是个抽象的概念,我在iciba上查到vehicle的含义是『交通工具』。

    慢……这里再引申出一个知识点:抽象类。

    抽象类到底是个啥?

    我在面试的时候有时候会问到这个问题,好多同学给出的答案就是abstract,里面不能写具体的实现。

    我得补充一下,如果将抽象类跟现实的生活联系起来,这样就可以更好的理解。

    抽象类就是包含的信息还不够具体化,于是就只能是抽象类。

    举个例子,刚刚说的vehicle:交通工具。

    如果你要写个类,叫做交通工具,这个就应该写成抽象类。
    为什么呢?

    因为交通工具这个概念本来就是抽象的概念,我们常常接触到的交通工具就有:

    • 自行车、摩托车、三轮车

    • 小轿车、公共汽车、卡车

    • 地铁

    • 飞机

    • 轮船

      所以说,今天早上小王问你今天怎么来上班的,你的回答是,我开车来的,或者是我坐公交、地铁来的。

    你肯定不会回答说:『我是坐交通工具来的。』,如果你这样回答,小王会很懵逼的。

    与此类似的概念比如哺乳动物、形状、玩具、机械装置等等,当有人跟你提到这些词时,你的脑海里是无法浮现出它的具体形象的,你只知道,他们属于某个类别。

    扯了一段闲话,转回正题。

    我们的运输中心,需要一个抽象的概念:那么,用接口还是抽象类呢?

    这里暂时不扯这个问题了,不然离题越来越远。

    今天在这里就选用接口好了(好像没有按常理出牌啊~~~)。

    所以,这个系统大致变成了这个样子:

    class ShippingCenter{
    	IVehicle Ship(Product p);
    }
    class Steamship : IVehicle{
    	ShipingProgress DeliveryProgress{get;}
    	void Recall(Product p);
    }
    

    可能这里还是有点不够形象,我先放出整段的代码。

    public class ShippingCenter
    {
        public static IVehicle Ship(Product productToDeliver)
        {
            var vehicle = GetIVehicle();
            Internalivery(vehicle, productToDeliver);
            return vehicle;
        }
    
        private static IVehicle GetIVehicle()
        {
            if (DateTime.Now.Millisecond % 2 == 1)
            {
                return new AirliftPlane();
            }
    
            return new Steamship();
        }
    
        private static void Internalivery(IVehicle vehicle, Product delivery)
        {
            // some logic to deliver the Product.
        }
    }
    
    public enum ShippingProgress
    {
        Preparing,
        Shipping,
        Deliveryed,
    }
    public interface IVehicle
    {
        ShippingProgress DeliveryProgress { get; }
        void Recall(Product delivery);
    }
    
    public class Product
    {
        public Product(string name, int weight)
        {
            Name = name;
            Weight = weight;
        }
    
        public string Name { get; }
        public int Weight { get; }
    }
    
    internal class AirliftPlane : IVehicle
    {
        public ShippingProgress DeliveryProgress => ShippingProgress.Preparing;
    
        public void Recall(Product delivery)
        {
            // recall product if the Shipping Progress is still ShippingProgress.Preparing
        }
    }
    
    internal class Steamship : IVehicle
    {
        public ShippingProgress DeliveryProgress => ShippingProgress.Deliveryed;
        public void Recall(Product delivery)
        {
            // if it's already devivered, maybe recalling is not allowed anymore.
            // or some other business logic.
        }
    }
    

    外部调用时,就像这样:

    var p1 = new Product("iPad", 15);
    var vehicle = ShippingCenter.Ship(p1);
    Console.WriteLine($"current ship status {vehicle.DeliveryProgress}");
    Console.WriteLine("now I want to cancel it.");
    vehicle.Recall(p1);
    var p2 = new Product("Books", 123);
    vehicle = ShippingCenter.Ship(p2);
    vehicle.Recall(p2);
    

    其他的子系统只需要调用ShippingCenter.Ship()函数,然后返回一个IVehicle的接口,这个接口上可以调用DeliveryProgess的属性来获取当前的运输状态,也可以调用vehicle上的Recall()函数来召回产品。
    所以,该系统的外部接口是

    • ShippingCenter.Ship()

    • IVehicle.DeliveryProgress

    • IVehicle.Recall()

      这就回到本文最初的话题:子系统内部的封装。对外只有这三个接口。只要我的对外接口没变,其他的都不是问题。

    所以,我要加空运、陆运、太空运都是系统内部的事情,我们内部的事情我们自己处理,你们统统不要管,你管的太多,你的脑子会乱掉的。所以,安安心心的交给我们物流子系统处理就好了。

    所以,再进行分层和架构的时候,妥善的考虑对外的接口是很有必要的。如果你的代码位于不同的程序集,考虑更多的使用internal关键字,切勿动不动就是public。

    如果你的类用上了public,那么其他开发者自然就可能调用到你的public函数,如果他们调用这些函数很多,你的子系统就不够独立,更像是一种千丝万缕的复杂网状关系了。

    由于代码很简单,也不需要做过多的解释,但也稍微提一下:

    • ShippingProgress是个枚举,表示可能的运输状态
    • Product表示我们要运输的产品
    • AirliftPlane表示我们以后的空运方式
    • Steamship就是我们的水运方式
    • ShippingCenter就是我们的运输中心,它可以Ship产品,也能以接口方式返回当前运输方式的那个实例。GetIVechicle()模拟一种运输方式的选择,比如这个产品中含有电池,可能不能空运;这个是加急件,首先空运等等,但是为了简化动作,我只是取模而已,这不是本文的重点。
    • IVehicle上能返回ShippingProgress状态,也能召回产品。

    至此,封装部分到此为止,记住,勿滥用public关键字哦。

    小春微信 小春 原创内容 本文地址:http://www.cnblogs.com/asis/p/architecture-encapsulation.html https://1few.com/architecture-encapsulation/
  • 相关阅读:
    C#获取url中参数键值对的方法
    一款css3很美的iphone注册表单样式
    很震撼的HTML5视频播放器,电影院的感觉
    html5菜单折纸效果
    web服务器之nginx与apache
    安装win8、ubuntu双系统的过程
    新学C#线程使用总结
    人民币大写金额转换C#方法
    可以调整gif动画图片尺寸的很实用的php类
    JS获取html对象的几种方式说明
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/asis/p/architecture-encapsulation.html
Copyright © 2020-2023  润新知