对象的完整性
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对象的完整性 对象是OOP的基本单元，由于维护一个对象需要很大的代价，所以设计一个对象也需要谨慎。 按照中国教科书的习惯，一般要把这个问题分解为对象的合理性、正确性和完整性。在这里我不想把人搞糊涂也不想把我搞糊涂，我只是提对象的完整性。当然也借鉴了牛人布鲁克斯的术语，他在《人月神话》里对系统概念的完整性推崇倍至。 对象的完整性，从正面的角度来说，就是指对象的函数接口是完备的；从反面的角度来说，就是不能残缺；从用户的角度来说，就是不能缺少某些函数接口而不能进行合理的操作。总而言之，一个完整的对象应该是合理的、正确的、完备的，能够让你完成你希望从这个对象得到的任何合理的操作。 以上都是废话，核心的问题是，如何让你设计的对象满足完整性。 我想从两个方面说这个问题，一个说从思想层面上，一个是从工具层面上。 1. 对象的完整性的意义对象是对现实世界物质的抽象，应该反映物质的属性，反映物质的本质属性应该成为对象的成员函数（这里所说的成员函数都是非静态的成员函数，以下同）。例如对于一个长方形（rectangle）对象，有长、宽、面积、对角线的长度，这些都应该成为rectangle对象的成员函数。 物质本身的属性成为对象的成员函数，一般人们没有异议。但是对于物质之间的关系是否应该成为对象的成员函数，存在一些不同的看法。例如对于Rectangle类，两个Rectangle类对象之间的包含关系，Rectangle对象和点（Point）对象之间的包含关系，可以设计为成员函数： class Rectangle { ///////…………… bool contain(const Rectangle& other) const { // code here implement here } bool contain(const Point& pt) const { // code here implement here } /////…………….. }; 当然也可以设计为全局函数： bool contain(const Rectangle& a,const Rectangle& b) { // code here implement here } bool contain(const Rectangle& rect,const Point& pt) { // code here implement here } 大部分的人认为设计为成员函数是更好的选择，因为作为成员函数使用似乎更加符合面向对象的精神，而使用全局函数则似乎返回到了遥远的面向过程设计的年代。但是我至少有两个理由认为全局函数是更好的选择： 1. 对于异质对象之间的关系来说，成员函数的归属没有必然的逻辑根据。例如对于Rectangle和Point对象来说，contain关系的实现放在哪个类定义里面呢？你可以选择其中的一个，也可以选择全部，但是这样作都是设计者的主观选择，没有必然的逻辑根据。全局函数没有这个问题。 2. 如果物质之间的关系很多，会导致类对象定义的成员函数过多（有的一个Date类竟然定义了60多个的成员函数），成员函数过多会导致用户理解困难，设计者维护困难。这是因为成员函数一般会访问私有数据，而一旦私有数据的形式变动，那么大量的成员函数需要全部更改，维护起来十分的困难。全局函数一般通过成员函数访问类的私有数据，维护起来相对容易；而且全局函数会显著的减少成员函数的数量（一般不超过20个），用户的理解也比较容易。 所以你看，全局函数也有自己的优点。 因为两种方式都有各自的优劣，所以选择起来就有一定的犹豫。我得一般原则是：同质关系放在成员函数，异质关系设计为全局函数；尽量保持成员函数的数目不超过20。当然这是一般的原则，也有特殊的情况，这要设计者自己把握了。 当我们使用物质本身的属性和物质之间的关系设计类的时候，如果能够把物质的属性和关系抽象完备，那么类设计也就完备了。有的一些类并不对应与现实世界的物质，而是一些抽象的概念，例如容器类，这就需要更加谨慎的抽象类的属性和关系了。 从思想的层面上说，还可以从另外的一个角度说明问题。在artima网站2003年采访Bjarne Stroustrup的时候，有过这样的一句话：The functions that are taking any responsibility for maintaining the invariant should be in the class，意思是有责任维护类的不变性的函数应该成为类的接口。不变性归根结底也是物质的属性（本身属性或者关系属性），是此物质区别于彼物质的标示，是维持物质内部的合理状态。 维持类的合理状态就是类的不变性，这个解释可能更容易理解。比如一个Rectangle类对象，它的不变性就是长、宽大于0，面积是长宽的乘积等等，如果违反了这些不变性，就破坏了类内部的合理状态，类就不能称其为类了。所以Rectangle通过成员函数让你修改它的长宽，并且在成员函数中检查参数的范围，维护类的不变性。 从另外一个角度来说，如果一个类的成员变量的值可以为任意的，那么就没有必要把这个物质抽象为类，你可以把它抽象为struct。所以Bjarne Stroustrup说：I particularly dislike classes with a lot of get and set functions.。这样的类基本上就意味着它是一个struct。 类本身的属性，类之间的关系；或者说类的不变性，是保证一个类成员函数完备的基础。思想深刻的牛人或许不需要验证就可以说他的类设计是完整的；但是对于吾辈之芸芸众生，则需要一定的手段来保证和验证类的完整性，着就需要我们从工具层面上说起。 2. 对象完整性的工具验证我们保证对象完整性的工具就是：测试。 先从例子出发，还是Rectangle： class Rectangle { double width_,height_; public: Rectangle(double w,double h) :width_(0),height_(0) { setWidth(w); setHeight(h); } double getWidth() const { return width_; } void setWidth(double w) { if(w > 0){ width_ = w; } } double getHeight() const { return height_; } void setHeight(double h) { if(h > 0){ height_ = h; } } }; 测试的时候，很容易需要测试Rectangle的面积： void test() { Rectangle rect(3,4); assertEqual(rect.getWidth() == 3); assertEqual(rect.getHeight() == 4); /////... assertEqual(rect.getArea() == 12); } 很显然需要为Rectangle补充一个求面积的函数： class Rectangle { /////... double getArea() const { return width_ * height_; } }; 随着测试的继续进行，Rectangle之间的关系测试也会出现，从而也需要把相关的函数添加进去，对象的完整性就会逐渐的得到满足。当你感觉没有更多测试的时候，对象的完整性基本就得到保证了。 “这怎么看起来象TDD？”不错，是和TDD很像。不过TDD的设计者有他们的出发点：编写整洁可用的代码（clean code that works），而我这里的出发点对象的完整性，殊途同归吧：） （编辑：安卓应用网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |