【关于封装的那些事】缺失封装

女爷i 2022-05-26 12:09 168阅读 0赞

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# 缺失封装 #

没有将实现变化封装在抽象和层次结构中时，将导致这种坏味。

表现形式通常如下:

*  客户程序与其需要的服务变种紧密耦合，每当需要支持新变种或修改既有变种时，都将影响客户程序。
 *  每当需要在层次结构中支持新变种时，都添加了大量不必要的类，这增加了设计的复杂度。

## 为什么不能缺失封装？ ##

开闭原则（OCP）指出，类型应对扩展开放，对修改关闭。也就是说应该通过扩展（而不是修改）来改变类型的行为。没有在类型或层次结构中封装实现变化时，便违反了OCP。

## 缺失封装潜在的原因 ##

### 未意识到关注点会不断变化 ###

没有预测到关注点可能发生变化，进而没有在设计中正确封装这些关注点。

### 混合关注点 ###

将彼此独立的各个关注点聚合在一个层次结构中，而不是分开时，如果关注点发生变化，可能导致类的数量呈爆炸式增长。

### 幼稚的设计决策 ###

采用过于简单的方法，如为每种变化组合创建一个类时，可能导致设计无谓的复杂。

## 示例分析一 ##

假设有一个Entryption类，它需要使用加密算法对数据进行加密。可供选择的加密算法有很多，包括DES(数据加密标准)、AES(高级加密标准)、TDES(三重数据加密标准)等。Entryption类使用DES算法对数据进行加密。

public class Encryption
    {
        /// <summary>
        /// 使用DES算法进行加密
        /// </summary>
        public void Encrypt() {
            // 使用DES算法进行加密
        }
    }

假设出现了新需求，要求使用AES算法对数据进行加密。

**最差的方案出现了：**

public class Encryption
    {
        /// <summary>
        /// 使用DES算法进行加密
        /// </summary>
        public void EncryptUsingDES() {
            // 使用DES算法进行加密
        }
    
         /// <summary>
        /// 使用AES算法进行加密
        /// </summary>
        public void EncryptUsingAES() {
            // 使用AES算法进行加密
        }
    }

这种方案有很多不尽如人意的地方:

*  Encryption类变得更大、更难以维护，因为它实现了多种加密算法，但是每次只使用一种。
 *  难以添加新算法以及修改既有算法，因为加密算法是Encryption类不可分割的部分。
 *  加密算法向Encryption类提供服务，但是与Encryption类紧紧耦合在一起，无法在其它地方重用。

不满意就重构，首先使用继承进行重构，会有2种方案可以选择：

选择1:

让Encryption类根据需求继承AESEncryptionAlgorithm或DESEncryptionAlgorithm类，并提供方法Encrypt()。这种方案带来的问题是Encryption类在编译阶段就将关联到特定的加密算法,更严重的是类之间的关系并不是is-a关系。

/// <summary>
    /// AES算法加密类
    /// </summary>
    public class AESEncryptionAlgorithm
    {
        /// <summary>
        /// 使用AES算法进行加密
        /// </summary>
        public void EncryptUsingAES() {
            // 使用AES算法进行加密
        }
    }
    
    /// <summary>
    /// DES算法加密类
    /// </summary>
    public class DESEncryptionAlgorithm
    {
        /// <summary>
        /// 使用DES算法进行加密
        /// </summary>
        public void EncryptUsingDES() {
            // 使用DES算法进行加密
        }
    }
    
    public class Encryption: AESEncryptionAlgorithm
    {
        /// <summary>
        /// 使用算法进行加密
        /// </summary>
        public void Encrypt() {
            EncryptUsingAES();
        }
    }

选择2：

创建子类AESEncryption和DESEncryption,它们都扩展了Encryption类，并分别包含加密算法AES和DES的实现。客户程序可创建Encryption的引用，这些引用指向特定子类的对象。通过添加新的子类，很容易支持新的加密算法。但是这种方案的问题是AESEncryption和DESEncryption将继承Encryption类的其它方法，降低了加密算法的可重用性。

public abstract class Encryption
    {
        /// <summary>
        /// 使用算法进行加密
        /// </summary>
        public abstract void Encrypt();
    }
    
    /// <summary>
    /// AES算法加密类
    /// </summary>
    public class AESEncryption : Encryption
    {
        /// <summary>
        /// 使用 AES算法进行加密
        /// </summary>
        public override void Encrypt() {
            // 使用 AES算法进行加密
        }
    }
    
    /// <summary>
    /// DES算法加密类
    /// </summary>
    public class DESEncryption : Encryption
    {
        /// <summary>
        /// 使用 DES算法进行加密
        /// </summary>
        public override void Encrypt() {
            // 使用 DES算法进行加密
        }
    }

**最佳的选择是使用策略模式:**

*  可在运行阶段给Encryption对象配置特定的加密算法
 *  可在其它地方重用层次结构EncryptionAlgorithm中定义的算法
 *  很容易根据需要支持新的算法

/// <summary>
    /// 算法加密接口
    /// </summary>
    public interface EncryptionAlgorithm
    {
       void Encrypt();
    }
    
    /// <summary>
    /// DES算法加密类
    /// </summary>
    public class DESEncryptionAlgorithm : EncryptionAlgorithm
    {
        public void Encrypt() {
            //使用 DES算法进行加密
        }
    }
    /// <summary>
    /// AES算法加密类
    /// </summary>
    public class AESEncryptionAlgorithm : EncryptionAlgorithm
    {
        public void Encrypt() {
            //使用 AES算法进行加密
        }
    }
    
    public class Encryption
    {
        EncryptionAlgorithm algo;
        /// <summary>
        /// 使用算法进行加密
        /// </summary>
        public void Encrypt() {
            algo.Encrypt();
        }
    }

## 示例分析二 ##

支持使用不同算法（DES和AES）对各种内容（Image和Text）进行加密的设计。

最简单最直观的的设计：

![mark][mark 1]

在这个设计中，有两个变化点：支持的内容类型和加密算法类型。对于这两个变化点的每种可能组合，都使用了一个类来表示。这样会有一个严重的问题：假设现在要求支持新加密算法TDES和新内容类型Data,类的数量呈爆炸性增长。因为变化点混在了一起，没有分别进行封装。

![mark][mark 2]

**使用桥接模式进行封装：**

![mark][mark 3]

使用桥接模式，分别封装这两个关注点的变化。现在要引入新内容类型Data和新加密算法TDES，只需要添加两个新类。既解决了类数量呈爆炸增长的问题，又增加了根为接口EncryptionAlgorithm层次结构中的加密算法的可重用性。

## 总结 ##

1.  不相关的关注点混在一起，抽象将变得难以重用。
2.  对业务中可能的变化点，要给予扩展点，保证开闭原则（OCP），对扩展开放，对修改关闭。

参考：《软件设计重构》

[mark]: http://songwenjie.vip/blog/180430/hlFKAlhh5F.png?imageslim
[mark 1]: http://songwenjie.vip/blog/180430/7F26LAmlLC.png?imageslim
[mark 2]: http://songwenjie.vip/blog/180430/LeL7eKmk79.png?imageslim
[mark 3]: http://songwenjie.vip/blog/180430/iImmK945h6.png?imageslim