为保证专栏内容的系统性、全面性,我会循序渐进地讲解跟设计模式相关的所有内容。所以,专栏正文的第一个模块,我会讲一些设计原则、设计思想,比如,面向对象设计思想、经典设计原则以及重构相关的知识,为之后学习设计模式做铺垫。

在第一个模块中,我们又首先会讲到面向对象相关的理论知识。提到面向对象,我相信很多人都不陌生,随口都可以说出面向对象的四大特性：封装、抽象、继承、多态。实际上，面向对象这个概念包含的内容还不止这些。所以，今天我打算花一节课的时间，先大概跟你聊一下，当我们谈论面向对象的时候，经常会谈到的一些概念和知识点，为学习后面的几节更加细化的内容做一个铺垫。

特别说明一下,对于今天讲到的概念和知识点,大部分我都是点到为止,并没有展开详细讲解。如果你看了之后,对某个概念和知识点还不是很清楚，那也没有关系。在后面的几节课中，我会花更多的篇幅，对今天讲到的每个概念和知识点，结合具体的例子,一一做详细的讲解。

什么是面向对象编程和面向对象编程语言?

面向对象编程的英文缩写是OOP,全称是Object Oriented Programming。对应地,面向对象编程语言的英文缩写是OOPL,全称是Object Oriented Programming Language.

面向对象编程中有两个非常重要、非常基础的概念,那就是类(class)和对象(object) 。这两个概念最早出现在1960年,在Simula这种编程语言中第一次使用。而面向对象编程这个概念第一次被使用是在Smailtalk这种编程语言中。Smalltalk被认为是第一个真正意义上的面向对象编程语言。

1980年左右, C++的出现,带动了面向对象编程的流行,也使得面向对象编程被越来越多的人认可。直到今天,如果不按照严格的定义来说,大部分编程语言都是面向对象编程语言,比如Java、C++、Go、Python、C#、Ruby、JavaScript、Objective-C、Scala、PHP、Perl等等。除此之外,大部分程序员在开发项目的时候,都是基于面向对象编程语言进行的面向对象编程。以上是面向对象编程的大概发展历史。

在刚刚的描述中,我着重提到了两个概念,面向对象编程和面向对象编程语言。那究竟什么是面向对象编程?什么语言才算是面向对象编程语言呢?如果非得给出一个定义的话,我觉得可以用下面两句话来概括。

• 面向对象编程是一种编程范式或编程风格。它以类或对象作为组织代码的基本单元,并将封装、抽象、继承、多态四个特性,作为代码设计和实现的基石。

• 面向对象编程语言是支持类或对象的语法机制,并有现成的语法机制,能方便地实现面向对象编程四大特性(封装、抽象、继承、多态)的编程语言。

一般来讲,面向对象编程都是通过使用面向对象编程语言来进行的,但是,不用面向对象编程语言,我们照样可以进行面向对象编程。反过来讲,即便我们使用面向对象编程语言,写出来的代码也不一定是面向对象编程风格的,也有可能是面向过程编程风格的。这里听起来是不是有点绕?不过没关系,我们在后面的第7节课中,会详细讲解这个问题。

除此之外,从定义中,我们还可以发现,理解面向对象编程及面向对象编程语言两个概念,其中最关键的一点就是理解面向对象编程的四大特性。这四大特性分别是:封装、抽象、继承、多态。不过，关于面向对象编程的特性，也有另外一种说法，那就是只包含三大特性：封装、继承、多态,不包含抽象。为什么会有这种分歧呢?抽象为什么可以排除在面向对象编程特性之外呢?关于这个问题,在下一节课详细讲解这四大特性的时候，我还会再拿出来说一下。不过，话说回来，实际上，我们没必要纠结到底是四大特性还是三大特性，关键还是理解每种特性讲的是什么内容、存在的意义以及能解决什么问题。

而且,在技术圈里，封装、抽象、继承、多态也并不是固定地被叫作“四大特性” (features) ,也有人称它们为面向对象编程的四大概念(concepts) 、四大基石(cornerstones) 、四大基础(fundamentals)、四大支柱(pillars)等等。你也发现了吧,叫法挺混乱的。不过,叫什么并不重要。我们只需要知道,这是前人进行面向对象编程过程中总结出来的、能让我们更容易地实现各种设计思路的几个编程套路，这就够了。在之后的课程讲解中，我统一把它们叫作“四大特性”。

如何判定某编程语言是否是面向对象编程语言？

如果你足够细心,你可能已经留意到,在我刚刚的讲解中,我提到, “如果不按照严格的定义来说,大部分编程语言都是面向对象编程语言”。为什么要加上“如果不按照严格的定义”这个前提呢?那是因为,如果按照刚刚我们给出的严格的面向对象编程语言的定义,前面提到的有些编程语言,并不是严格意义上的面向对象编程语言,比如JavaScript,它不支持封装和继承特性,按照严格的定义,它不算是面向对象编程语言,但在某种意义上,它又可以算得上是一种面向对象编程语言。我为什么这么说呢?到底该如何判断一个编程语言是否是面向对象编程语言呢？

还记得我们前面给出的面向对象编程及面向对象编程语言的定义吗?如果忘记了,你可以先翻到上面回顾一下。不过,我必须坦诚告诉你,那个定义是我自己给出的。实际上,对于什么是面向对象编程、什么是面向对象编程语言,并没有一个官方的、统一的定义。而且,从1960年,也就是60年前面向对象编程诞生开始,这两个概念就在不停地演化,所以,也无法给出一个明确的定义,也没有必要给出一个明确定义。

实际上,面向对象编程从字面上,按照最简单、最原始的方式来理解,就是将对象或类作为代码组织的基本单元,来进行编程的一种编程范式或者编程风格,并不一定需要封装、抽象、继承、多态这四大特性的支持。但是,在进行面向对象编程的过程中,人们不停地总结发现,有了这四大特性,我们就能更容易地实现各种面向对象的代码设计思路。

比如，我们在面向对象编程的过程中，经常会遇到is-a这种类关系（比如狗是一种动物），而继承这个特性就能很好地支持这种is-a的代码设计思路,并且解决代码复用的问题,所以,继承就成了面向对象编程的四大特性之一。但是随着编程语言的不断迭代、演化,人们发现继承这种特性容易造成层次不清、代码混乱,所以,很多编程语言在设计的时候就开始摒弃继承特性,比如Go语言。但是,我们并不能因为它摒弃了继承特性,就一刀切地认为它不是面向对象编程语言了。

实际上,我个人觉得,只要某种编程语言支持类或对象的语法概念,并且以此作为组织代码的基本单元,那就可以被粗略地认为它就是面向对象编程语言了。至于是否有现成的语法机制,完全地支持了面向对象编程的四大特性、是否对四大特性有所取舍和优化,可以不作为判定的标准。基于此,我们才有了前面的说法,按照严格的定义,很多语言都不能算得上面向对象编程语言,但按照不严格的定义来讲,现在流行的大部分编程语言都是面向对象编程语言。

所以,多说一句,关于这个问题,我们一定不要过于学院派,非要给面向对象编程、面向对象编程语言下个死定义,非得对某种语言是否是面向对象编程语言争个一清二白,这样做意义不大。

什么是面向对象分析和面向对象设计?

前面我们讲了面向对象编程(OOP) ,实际上,跟面向对象编程经常放到一块儿来讲的还有另外两个概念,那就是面向对象分析(OOA)和面向对象设计(OOD) 。面向对象分析英文缩写是OOA,全称是Object Oriented Analysis;面向对象设计的英文缩写是OOD,全称是Object Oriented Design。 OOA、 OOD、OOP三个连在一起就是面向对象分析、设计、编程(实现) ,正好是面向对象软件开发要经历的三个阶段。

关于什么是面向对象编程,我们前面已经讲过了。我们现在再来讲一下,什么是面向对象分析和设计。这两个概念相对来说要简单一些。面向对象分析与设计中的“分析”和“设计”这两个词,我们完全可以从字面上去理解,不需要过度解读,简单类比软件开发中的需求分析、系统设计即可。不过,你可能会说,那为啥前面还加了个修饰词“面向对象”呢?有什么特殊的意义吗?

之所以在就面加“面向对象”这几个字,是因为我们是围绕着对象或类来做需求分析和设计的。分析和设计两个阶段最终的产出是类的设计,包括程序被拆解为哪些类,每个类有哪些属性方法,类与类之间如何交互等等。它们比其他的分析和设计更加具体、更加落地、更加贴近编码,更能够顺利地过渡到面向对象编程环节。这也是面向对象分析和设计,与其他分析和设计最大的不同点。

看到这里,你可能会问,那面向对象分析、设计、编程到底都负责做哪些工作呢?简单点讲,面向对象分析就是要搞清楚做什么,面向对象设计就是要搞清楚怎么做,面向对象编程就是将分析和设计的的结果翻译成代码的过程。今天,我们只是简单介绍一下概念,不展开详细讲解。在后面的面向对象实战环节中,我会用两节课的时间,通过一个实际例子,详细讲解如何进行面向对象分析、设计和编程。

什么是UML? 我们是否需要UML?

讲到面向对象分析、设计、编程,我们就不得不提到另外一个概念,那就是UML (Unified Model Language) ,统一建模语言。很多讲解面向对象或设计模式的书籍,常用它来画图表达面向对象或设计模式的设计思路。

实际上, UML是一种非常复杂的东西。它不仅仅包含我们常提到类图,还有用例图、顺序图、活动图、状态图、组件图等。在我看来,即便仅仅使用类图,学习成本也是很高的。就单说类之间的关系,UML就定义了很多种,比如泛化、实现、关联、聚合、组合、依赖等。

要想完全掌握,并且熟练运用这些类之间的关系,来画UML类图,肯定要花很多的学习精力。而且, UML作为一种沟通工具,即便你能完全按照UML规范来画类图,可对于不熟悉的人来说,看懂的成本也还是很高的。

所以,从我的开发经验来说, UML在互联网公司的项目开发中,用处可能并不大。为了文档化软件设计或者方便讨论软件设计,大部分情况下，我们随手画个不那么规范的草图，能够达意，方便沟通就够了，而完全按照UML规范来将草图标准化，所付出的代价是不值得的。

所以,我这里特别说明一下,专栏中的很多类图我并没有完全遵守UML的规范标准。为了兼顾图的表达能力和你的学习成本,我对UML类图规范做了简化,并配上了详细的文字解释,力图让你一眼就能看懂,而非适得其反,让图加重你的学习成本。毕竟,我们的专栏并不是一个讲方法论的教程,专栏中的所有类图,本质是让你更清晰地理解设计。

重点回顾

今天的内容讲完了，我们来一起总结回顾一下,你需要重点掌握的几个概念和知识点。

1.什么是面向对象编程？

面向对象编程是一种编程范式或编程风格。它以类或对象作为组织代码的基本单元,并将封装、抽象、继承、多态四个特性,作为代码设计和实现的基石。

2.什么是面向对象编程语言？

面向对象编程语言是支持类或对象的语法机制,并有现成的语法机制,能方便地实现面向对象编程四大特性(封装、抽象、继承、多态)的编程语言。

3.如何判定一个编程语言是否是面向对象编程语言？

如果按照严格的的定义,需要有现成的语法支持类、对象、四大特性才能叫作面向对象编程语言。如果放宽要求的话,只要某种编程语言支持类、对象语法机制,那基本上就可以说这种编程语言是面向对象编程语言了,不一定非得要求具有所有的四大特性。

4.面向对象编程和面向对象编程语言之间有何关系？

面向对象编程一般使用面向对象编程语言来进行,但是,不用面向对象编程语言,我们照样可以进行面向对象编程。反过来讲,即便我们使用面向对象编程语言，写出来的代码也不一定是面向对象编程风格的，也有可能是面向过程编程风格的。

5·什么是面向对象分析和面向对象设计?

简单点讲,面向对象分析就是要搞清楚做什么,面向对象设计就是要搞清楚怎么做。两个阶段最终的产出是类的设计,包括程序被拆解为哪些类,每个类有哪些属性方法、类与类之间如何交互等等。

课堂讨论

1.在文章中,我讲到UML的学习成本很高,沟通成本也不低,不推荐在面向对象分析、设计的过程中使用,对此你有何看法?

2.有关面向对象的概念和知识点，除了我们今天讲到的，你还能想到其他哪些吗?