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第6章 对象和数据结构.md

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第6章 对象和数据结构

6.1 数据抽象

隐藏实现并非只是在变量之间放上一个函数层那么简单。隐藏实现关乎抽象！类并不简单地用取值器和赋值器将其变量推向外间，而是暴露抽象接口，以便用户无需了解数据的实现就能操作数据本体。

  1. 具象点
public class Point{
    public double x;
    public duuble y;
}

  1. 抽象点

    public interface Point{
    double getX();
    double getY();
    void setCaresian(double x,double y);
    double getR();
    double getTheta();
}

    2的漂亮之处在于，你不知道该实现会在矩形坐标系中还是在极坐标系中。可能两个都不是，然而，该接口还是明白无误的呈现了一种数据结构。

    public interface Vehicle{
    double getFuelTankCapacityInGallons();
    double getGallonsOfGasoline();
}
    public interface Vehicle{
    double getPercentFuelRemaining();
}

    以上两段代码以后者为佳。我们不愿暴露数据细节，更愿意以抽象形态表述数据。这并不是用接口和、或赋值器，取值器就万事大吉，要以最好的方式呈现某个对象包含的数据，需要做严肃的思路。

    6.2 数据、对象的反对称性

    过程式代码便于在不改动既有数据结构的前提下，添加新函数。面向对象代码便于在不改动既有函数的前提下添加新类。

    1. 过程式代码
    public class Square{
  public Point topLeft;
  public doubel side;
}

public class Rectangle{
  public Point topLeft;
  public double height;
  public double width;
}

public class Circle{
  public Point center;
  public double radius;
}

public class Geometry{
  public final double PI = 3.14159265358793;
  
  public double area(Object shape) throws NoSuchShapeException{
    if(shape instanceof Square){
      Square s = (square)shape;
      return s.side*s.side;
    }
    else if (shape instanceof Rectangle){
      Rectangle r = (Rectangle)shape;
    	return r.height*r.width;	
    }
    else if (shape instance Circle){
      Circle c =(Circle)shape;
      return PI*c.radius*c.radius;
    }
    throw new NoSuchShapeException();
  }
}

    多态式形状

    public class Square implements shape{
  private Point toLeft;
  private double side;
  
  public double area(){
    return side*side;
  }
}
public class Rectangle implements Shape{
    private Point topLeft;
    private double height;
    private double width;
		
    public double area(){
      return height*width;
    }
 }
public class Circle implemnts Shape{
      private Point center;
      priavte double radius;
      
      public final double PI = 3.141592653589793;
      
      public double area(){
        return PI*radius*radius;
      }
    }

    在任何一个复杂系统中，都会有需要添加新数据类型而不是新函数的时候。这时，对象和面向对象就比较合适。另一方面，也会有想要添加新函数而不是数据类型的时候。这时，过程式代码和数据结构更合适。

    6.3 得墨忒耳律

    对象不应该通过存取器暴露其内部结构。

    方法不应调用有任何函数返回的对象的方法。

    下列代码违反了得墨忒耳律，因为他调用了getOptions()返回值的getScratchDir()函数，又调用了getScratchDir()返回值的getAbsolutePath()方法。

    final String outputDIr = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath();
    6.3.1 火车失事

    上述代码常被称为火车失事。最好做类似如下的切分。

    Options opts = ctxt.getOptions();
File scratchDir = opts.getScratchDir();
final String outputDir = scratchDir.getAbsolutePath();

    这样又会违反得墨忒耳律。

    属性访问器函数的使用把问题复杂化了。

    如果数据结构只简单的拥有公共变量。没有函数，而对象则拥有是有变量和公共函数，这个问题就不那么混淆。然而，有些框架和标准甚至要求最简单的数据结构都要有房问题和改值器。

    6.3.2 混杂

    这种混淆有时会不幸导致混合结构，一半是对象，一半是数据结构。这种结构拥有执行操作的函数。也有公共变量或公共访问器及改值器。无论出于怎么样的初衷，公共访问器或改值器都把私有变量公开化，诱导外部函数以过程式程序使用数据结构的方式使用这些变量。

    这类混杂增加了添加新函数的难度，也增加了添加新数据结构的难度，两面不讨好，应避免创造这种结构。他们的出现，展示了一种乱七八槽的设计，其作者不确定--或者更槽糕，完全无视-----他们是否需要函数或类型的保护。

    6.3.3 隐藏结构

    假设ctxt,Options和ScratchDir是拥有真实行为的对象又怎么样呢？由于对象应隐藏其内部结构，我们就不该能够看到内部结构，这样一来，如何才能取得临时目录的绝对路径呢？

    ctxt.getAbsolutePathofScratchDirectoryOption();

    或者

    ctxt.getScratchDirectoryOption().getAbsolutePath()

    第一种方案可能导致ctxt对象中方法的暴露。第二种方案是假设getScratchDirectoryOption()返回一个数据结构而非对象。两种方案感觉都不好。

    String outFile = outputDir +"/" + className.replace(".","/")+".class";
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(outFile);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fout);

    这种不同层级细节的混杂有点麻烦。句点，斜杠，文件扩展名和File对象不该如此随便的混杂在一起。不过，撇开这些毛病，我们发现，取得临时目录绝对路径的初衷是为了创建指定名称的临时文件。

    所以直接让cxtx对象来做这事如何？

    BufferedOutpurStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

    这下看起来像是个对象做的事了！ ctxt隐藏了其内部结构，防止当前函数因浏览他不知道的对象而违反得墨忒耳律。

    6.4 数据传送对象

    最为精炼的数据结构，是一个只有公共变量，没有函数的类。这种数据结构有时被称为数据传送对象，或DTO（Data Transfer Objects)。DTO是非常有用的结构，尤其是在与数据库通信，或解析套接字传递的消息之类的场景中。

    豆（bean)结构拥有有赋值器和取值器操作的私有变量。对豆结构的半封装会让某些OO纯化论者感觉舒服些，不过通常没有其他好处。

    Active Record是一种特殊的DTO形式。他们是拥有公共（或可豆式访问的）变量的数据结构，但通常也会拥有类似save和find这样的可浏览方法。Active Record一般是对数据库表和其他数据源的其他翻译。开发者常常往这类数据结构中塞进业务规则方法。把这类数据结构当成对象来用。是不明智的行为。

    解决方案就是把Active Record当做数据结构，并创建包含业务规则、隐藏内部数据的独立对象。

    6.5 小结

    对象暴露行为，隐藏数据。便于添加新对象类型而无需修改既有行为，同时也难以在既有对象中添加新行为。

    数据结构暴露数据，没有明显的行为。便于向既有数据结构添加新行为，同时也难以向既有函数添加新数据结构。

    优秀的软件开发者不带成见地了解这两种情形，并依据手边工作的性质选择其中一种手段。