当前位置：首页 > news >正文

《代码整洁之道》第6章对象和数据结构 - 笔记

news 来源：原创 2025/4/28 5:57:07

数据抽象 (Data Abstraction)

这个小节主要讲的是**面向对象编程（OOP）**的一种核心思想：对象应该隐藏它的内部数据，只暴露可以操作这些数据的“行为”（也就是方法/函数）。

大白话： 你创建一个“用户”对象，这个对象内部可能存着用户的姓名、年龄、地址等数据。但在好的面向对象设计里，你不应该让外部代码直接去随意修改这些数据（比如 user.name = "新的名字"; user.age = -10;）。

- 相反，你应该给“用户”对象提供一些方法，比如 user.setName("新的名字"); 或 user.setAge(30);。在这些方法里面，你可以控制数据的有效性（比如检查年龄不能是负数），或者做一些附带的操作（比如修改姓名时记录日志）。

核心： 对象不仅仅是数据的容器，它还是数据和操作数据的行为的结合体。它就像一个黑箱，外面的人不知道它里面是怎么存数据的，只能通过它提供的有限的几个按钮（方法）来和它交互。
为什么重要： 这是为了隐藏实现细节。如果将来你决定改变用户数据在对象内部的存储方式（比如原来用字符串存地址，现在改成一个 Address 对象），只要 setName()、setAge() 等方法签名不变，外部调用这些方法的代码就不需要修改。这让你的代码更容易修改和演进。

数据/对象反模式

这个小节是整个第六章最核心、也可能最让人困惑的地方。它是在对比面向对象那种“隐藏数据、暴露行为”的方式，与另一种**“暴露数据、用过程/函数操作数据”的方式**。

面向对象风格： 隐藏数据，暴露行为。优点： 易于添加新的对象类型（不改方法）。缺点： 难于添加新的行为（要改所有相关类）。目前我开发都用这种风格
数据结构风格： 暴露数据（public 变量或简单 getter），将操作数据的行为放在外部函数/类中。优点： 易于添加新的行为（新增外部函数）。缺点： 难于添加新的数据结构类型（要改所有相关的外部函数）。

数据结构风格代码

// ShapeData.java
// 圆的数据结构
class CircleData {public double radius; // 公开暴露半径数据public CircleData(double radius) {this.radius = radius;}
}// 正方形的数据结构
class SquareData {public double side; // 公开暴露边长数据public SquareData(double side) {this.side = side;}
}// 其他形状的数据结构...
// class TriangleData { public double base; public double height; ... }

// ShapeCalculator.java
class ShapeCalculator {// 计算圆的面积的函数public static double calculateArea(CircleData circle) {// 直接访问 CircleData 的公开数据return Math.PI * circle.radius * circle.radius;}// 计算正方形的面积的函数public static double calculateArea(SquareData square) {// 直接访问 SquareData 的公开数据return square.side * square.side;}// 如果需要处理不同类型的形状，可能会有这样的函数，里面包含判断逻辑// 注意：这种函数在增加新的形状类型时需要修改public static double calculateArea(Object shape) {if (shape instanceof CircleData) {CircleData circle = (CircleData) shape;return Math.PI * circle.radius * circle.radius;} else if (shape instanceof SquareData) {SquareData square = (SquareData) shape;return square.side * square.side;}// 如果有新的形状类型 (比如 TriangleData)，这里就需要加新的 if/elsethrow new IllegalArgumentException("Unknown shape type");}// 如果需要添加新的操作 (比如计算周长)，只需要在这里添加新的函数public static double calculatePerimeter(CircleData circle) {return 2 * Math.PI * circle.radius;}public static double calculatePerimeter(SquareData square) {return 4 * square.side;}
}

使用方式：

// Main.java
public class Main {public static void main(String[] args) {CircleData myCircle = new CircleData(5.0);SquareData mySquare = new SquareData(4.0);// 调用外部函数来计算面积double circleArea = ShapeCalculator.calculateArea(myCircle);double squareArea = ShapeCalculator.calculateArea(mySquare);System.out.println("圆的面积: " + circleArea);System.out.println("正方形的面积: " + squareArea);// 使用通用计算函数 (需要 instanceof 判断)double unknownShapeArea = ShapeCalculator.calculateArea((Object) mySquare);System.out.println("未知形状面积 (正方形): " + unknownShapeArea);// 调用外部函数来计算周长double circlePerimeter = ShapeCalculator.calculatePerimeter(myCircle);double squarePerimeter = ShapeCalculator.calculatePerimeter(mySquare);System.out.println("圆的周长: " + circlePerimeter);System.out.println("正方形的周长: " + squarePerimeter);}
}

优点： 非常容易添加新的操作（函数）。就像上面例子中，我们很方便地新增了 calculatePerimeter 函数来计算周长，而不需要修改 CircleData 或 SquareData 类本身。当你有很多种操作要应用于相对稳定的数据结构时，这种方式很方便。
缺点： 很难添加新的数据结构类型。如果现在要加入一个 TriangleData（三角形）数据结构，你需要修改所有那些需要处理形状的函数（比如 ShapeCalculator 中的 calculateArea(Object shape) 就需要添加处理 TriangleData 的逻辑），为新的形状类型添加相应的处理分支。