OO真经——关于面向对象的哲学体系及科学体系的探讨（上）

目录 Catelog

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                       序言 Perface

                       真经第一章：世界 Waltanschauung

                       真经第二章：抽象 Abstraction

                       真经第三章：层次 Arrangement

                       真经第四章：继承 Inheritance

                       真经第五章：耦合 Couple

                       真经第六章：运作 Moving

                       真经第七章：建造 Build

                       真经第八章：刻画 Delineate

                       真经第九章：模式 Pattern

                       真经第十章：悟道 Doctrine

                       后记 Afterword

                       参考文献 Reference

序言 Perface

      “佛曰：苦海无涯，回头是岸。——佛教用语”

      面向对象（Object-Oriented），这是一条令无数开发人员魂牵梦绕的短语。几乎每个软件分析师、设计师和程序员都时刻将它铭记于心，对它顶礼膜拜。然而，对大多数人来说，它又像是天边的霞光，可望而不可及，无数次伸出双手，总是抓不住这虚无缥缈的圣物。于是，我们依然每天将面向对象高高供其，却始终无法悟得其道，更不要谈娴熟运用其道法了。
      面向对象像一滩苦海，无数人游弋其中，却久久不得其要领；类、对象、继承、多态、接口、UML、设计模式……无数概念看得我们眼花缭乱，却也悟不透其真谛。佛教有云：苦海无涯，回头是岸。如果置身苦海中无法脱离，那么，我们是否应该提高一个层面去看这片苦海：从哲学及科学的角度，去审视面向对象。
      曾有人说：艺术的极致是科学，科学的极致是哲学。此话不无道理，牛顿、爱因斯坦等科学界泰斗，在其后期都不约而同地转向哲学研究。当然，这里本人无意更不敢将自己与上面两位大师相提并论，而且本人也不奢求此文能成为一篇颇有思想的佳作。只不过，本人在平时的实践和思考中，略有小得，于是，在这里拿出，和大家一起分享讨论。虽然肤浅，但希望本文能成为一丝波纹，为各位脱离苦海提供一点点的推动作用。

真经第一章——世界 Weltanschauung

      “世界观（德文：Weltanschauung）意为‘着眼世界之上’，是人们对世界的总的根本的看法。任何哲学问题的探讨，归其出发点和本源，都是世界观的问题。什么样的世界观决定了什么样的哲学观点。——马克思”

1.1、看世界

      我们知道，哲学领域中，最根本的对立是唯物主义和唯心主义的对立，而附属其下，又有许多对立，如形而上学和辩证法的对立、可知论和不可知论的对立等等。这些对立形成了哲学的基本体系、派别和出发点。实际上，这些对立，都是世界观的对立。世界观，简而言之即如何看待这个世界。世界观是一切哲学问题的本源和出发点。
      同样，在程序世界里，也有着不同的世界观。而这其中最根本的对立便是过程论和对象论的对立，这个对立，衍生出了面向过程和面向对象两种方法论。于是，要真正理解面向过程和面相对象，我们就不得不先深究一下程序世界中这两种世界观。
      首先要提到的是，不论是过程论还是对象论，都承认一点，那就是程序世界本质上只有两种东西——数据和逻辑。数据天性喜静，构成了程序世界的本体和状态；逻辑天性好动，作用于数据，推动程序世界的演进和发展。尽管上述观点是统一的，但是在数据和逻辑的存在形式和演进形式上，过程论和对象论的观点截然不同。

      过程论认为：数据和逻辑是分离的、独立的，各自形成程序世界的一个方面（Aspect）。所谓世界的演变，是在逻辑作用下，数据做改变的一个过程。这种过程有明确的开始、结束、输入、输出，每个步骤有着严格的因果关系。过程是相对稳定的、明确的和预定义的，小过程组合成大过程，大过程还可以组合成更大的过程。所以，程序世界本质是过程，数据作为过程处理对象，逻辑作为过程的形式定义，世界就是各个过程不断进行的总体。

      对象论认为：数据和逻辑不是分离的，而是相互依存的。相关的数据和逻辑形成个体，这些个体叫做对象（Object），世界就是由一个个对象组成的。对象具有相对独立性，对外提供一定的服务。所谓世界的演进，是在某个“初始作用力”作用下，对象间通过相互调用而完成的交互；在没有初始作用力下，对象保持静止。这些交互并不是完全预定义的，不一定有严格的因果关系，对象间交互是“偶然的”，对象间联系是“暂时的”。世界就是由各色对象组成，然后在初始作用力下，对象间的交互完成了世界的演进。

1.2、一道智力题引发的思考

      上面的描述也许有些不够直观，那么，下面我们通过一个实际的例子，直观感受一下在两种世界观下，对同一件事物是怎么看的。
      大家都听过这么个智力题吧：

      说有甲、乙、丙三人住店，一间房30。于是每人10元，共计给店老板30元住进一间房。后来店老板发现弄错了，房价应该是25元，于是给小二5元让小二退给房客。小二黑心，贪污了2元，退给甲乙丙每人1元。这样房客每人付了10-1=9元，三九27，加上小二贪污的2元，共29元，问那1元哪里去了？

      不知各位聪明的看官是否已经参透其中玄机。不过参不透也没有关系，这不是重点，重点是，我们现在来分别用过程论和对象论分析一下这件事。
      首先，我们来看看过程论是怎么看这件事情的。

图1.1、过程论看世界

      如图1.1所示，这就是过程论下看这件事的样子。左边是过程的各个步骤，而右边红字表示在每个过程步骤的数据情况，这种数据情况反映了世界当前的状态。为简单起见，我们只考虑在这个过程中参与分配的数据。
      初始时甲乙丙各10元，老板和小二没有钱，这可以认为是这个过程的初始状态，这些数据是输入。随着各个步骤的进行，数据不断更新，而在每个步骤，数据如何更新、更新多少，都是由步骤严格确定的。经历五个步骤后，数据变为甲乙丙各1元，老板25元，小二2元，这就是终止状态，也是这个过程的输出。

      下面，再来看看对象论下如何看这件事。

图1.2、对象论看世界

      对象论眼中，世界是由各种对象组成的，每个对象有自己的数据和逻辑，如图1.2所示。在这件事里，有五个基本对象：甲、乙、丙、小二和老板（注意，这里我们还没有提到类和抽象等概念，所以不要让固有思维跳出来，在这里要只认识对象，不认识类等概念。现在我们只讨论世界观的基本问题：程序世界的本质，至于更具体的问题，留待后面讨论）。每个对象有自己的一系列数据和逻辑，这里只列出了我们关心的部分。
      然后呢？没有然后了。没错，在对象论眼里，这就是这件事的本质模样，这件事所涉及的东西就是这么几个对象，本来它们各自独立，老死不相往来。只不过在“住店”这个外部驱动力下，几个对象“偶然”、“暂时”互相联系，利用其他对象提供的公开服务，完成了一些交互。在交互中，各自的数据可能会发生一些变化，但对象的本质没有变。这里也要注意，这种交互虽然在一定程度上由既定逻辑预定义，但不像过程论认为“万事万物都已注定”，在对象论下，对象间的交互是“偶然的”、“暂时的”，这次五个人因为住店这个外部驱动力交互了一次。但下次如果魏国和蜀国交战变为驱动力，他们间的交互就不是拿钱给钱了，而是刀兵相见。所以，对象论不认为“一切都已注定”。

1.3、总结

      通过上面一个例子，不知各位是否已经明白程序世界中两种世界观看事物的不同。下面，有一些问题还要明确一下。
      I. 过程论和对象论是两种看世界的观点，没有孰对孰错、孰好孰坏之分。
      II. 过程论和对象论不是一种你死我活的绝对对立，而是一种辩证统一的对立，两者相互渗透、在一定情况下可以相互转化，是一种“你中有我、我中有你”的对立。如果将对象论中的所有交互提取出来而撇开对象，就变成了过程论，而如果对过程论中的数据和逻辑分类封装并建立交互关系，就变成了对象论。
      III. 过程论相对确定，有利于明晰演进的方向，但当事物过于庞大繁杂，将很难理清思路。因为过程繁多、过程中又有子过程，容易将整个世界看成一个纷繁交错的过程网，让人无法看清。
      IV. 对象论相对不确定，但是因为以对象为基本元素，即使很庞大的事物，也可以很好地分离关注，在研究一个对象的交互时，只需要关系与其相关的少数几个对象，不用总是关注整个流程和世界。但是，对象论也有困难。例如，如何划分对象才合理？对于同一个驱动力，为什么不同情况下参与对象和交互流程不一样？如何确定？其实，这些困难也正是面向对象技术中的困难。

      综上，我们知道在程序世界中，存在着过程论和对象论两种对立的世界观，并且其各有千秋，无法定夺孰好孰坏。但是，对象论似乎更有助于分析规模较大的事物。本文是探讨面向对象的，所以，在下文中，都会选择对象论作为世界观。这种以对象为本的世界观，也是本文后续一切的基础和出发点。

真经第二章——抽象 Abstraction

      “金、木、水、火、土元素，构成宇宙万物，并作为各种自然现象变化之基础——五行说”

2.1、导言

      上文探讨了世界观问题。我们知道，要想真正理解面向对象，首先要用对象论去审视世界。而在对象论中，万事万物的本源是对象，对象是组成世界的基本元素。但是，要真正看透一个世界，只有基本元素是不行的。
      中国古代的朴素唯物主义哲学中，比较有代表性的是五行说。五行说认为，世界的基本元素是“金、木、水、火、土”，但若说世界只有“金、木、水、火、土”，也是不成的，所以后续有云：五行相生相克，相互交织结合，组成了大千世界。虽然从现代科学角度看，五行说并不完全准确，但其有一点事非常正确的，那就是世界首先有基本元素，然后基本元素还要衍生出各种其它东西。
      在第一章中，我们说了在对象论中，对象是组成世界的基本元素，但这还不能构成真正的世界。下面，我们来看看对象是如何构成和衍生出其它事物的。

2.2、类是怎么来的

      和真实世界中构成和衍生方式不同，程序世界中，最重要的衍生方式是抽象。例如，众所周知的类（Class），就是从对象上首先抽象出来的概念。下面我们看一看类是怎么来的。
      从哲学角度说，先有对象，然后才有类，类和对象是“一般和特殊”这一哲学原理在程序世界中的具体体现。这可能和很多人的直觉不同，因为在具体写程序时，是先定义类，然后才能实例化对象。在这里，我们是从哲学层面进行探讨，所以，对象是本源，类的概念是衍生。为什么？因为从认识论来说，首先有具体认知能力，才能有抽象认知能力，抽象认知能力是一种高层的，人类特有的认知能力，它使我们可以从大量具体认知中，舍弃个别的、非本质的属性，提取出共同的、本质的属性，是形成概念的必要手段。
      还是以住店的故事为例吧。在我们的世界观中，那个故事涉及了五个对象，刚开始我们没有抽象的概念，而只是从具体认知角度对这五个对象进行认知：首先是甲，他有头、有身子、有胳膊有腿，头上有眼睛鼻子耳朵，他还有个名字叫刘备，有个身份是顾客……除了这些数据，这个对象还可以做一些事情，可以吃饭、呼吸、喝水，还能给钱和拿钱……好的，一通认知后，我们对甲这个对象有具体认知了；然后，我们对乙进行认知：他有头、有身子、有胳膊有腿，头上有眼睛鼻子耳朵，他还有个名字叫关羽，有个身份是顾客……除了这些数据，这个对象还可以做一些事情，可以吃饭、呼吸、喝水，还能给钱和拿钱……认知完了，接着是丙、小二和老板……当具体认知足够多后，我们发现一件事情：这几个对象很相似啊，有相似的数据（但具体值可能不同），有相同的逻辑，于是，我们的抽象认知能力告诉我们，这五个对象很相似，可以看做一类东西，于是，我们给出一个类，叫“人”，并且认为这五个对象都是“人”这个类的具体例子，我们叫其为实例。以后遇到类似的对象，我们都可以知道，这个对象属于“人”类。

 图2.1、“人”类的由来

      所以，类其实是抽象认知能力作用于程序世界的基本元素——对象后所衍生出来的抽象概念，是抽象思维在程序世界中物化后的产物。当然，现实世界中每个对象都有无数的数据和逻辑，但在具体到程序世界时，我们往往只关心具体场景中相关的数据和逻辑。例如，在住店场景中我们关心现金这则数据，至于这个人力气大不大无所谓；而如果上战场打仗，我们就关心攻击力和力量，现金就不重要了。

2.3、为什么要有类

      知道了类是怎么来的，那么类的作用是什么，我们为什么需要类呢？
      类可以帮助我们方便地认识和定义世界中的对象。这个作用是显而易见的。例如当今世界有60几亿人，如果不会抽象思维，我们每遇到一个人，都要认知一遍：啊！这个对象有眼睛，有耳朵，有鼻子有嘴，有胳膊有腿……要是真这样，世界也太疯狂了。有了类的概念，我们就可以只记类的数据和逻辑，而对于具体对象，只要知道它属于什么“类”，一切就都知道了，所需要区分的只是不同对象的数据具有不同值而已。
      其实，这不仅仅是类的作用，我们进行抽象思维，就是为了这个目的。

2.4、总结

      这一章叙述了类的哲学本质、衍生过程和作用。要记住，抽象是形成和衍生概念的基本方法，不只是类，后面的很多概念，都是通过抽象形成的。所以，我们可以说：上天只给了这个世界各种对象，但我们用抽象去更好地认识世界。

真经第三章——层次 Arrangement

      “道生一，一生二，二生三，三生万物——老子”

3.1、导言

      上文提到，在对象论中，抽象是衍生概念的基本方法。但是你有没有一个疑问？所谓抽象，是对许多对象撇开个性，抽出共性，这样，抽象过程就不是确定的、唯一的。例如，我们在看过很多对象后，发现有一类对象有四个轮子、有发动机、可以驾驶、是可以被意识反映的客观实在。我们抽象出一个叫“汽车”的类。这次抽象中，我们将有四个轮子看做了共性，但是，如果撇开这条性质，仅看后三条，摩托车、轮船、飞机都符合，于是，我们又可以抽象出“机动交通工具”类。再把有发动机撇掉，自行车、脚踏三轮车，甚至马都符合，所以，又得出个“代步工具”类，最后，把可以驾驶也撇掉，只剩下“是可以被意识反映的客观实在”，如果这样，所有物质都符合，这样，就得出一个“物质”类。
      这下子困难就来了，你说我家的奔驰应该归到哪一类呢？我家的奔驰和一只是不是一类东西呢？如果从前三类看，当然不是，但是从最后一个“物质”类看，又确实是一类东西。那到底哪一个对？事情究竟是怎样的？其实答案很简单：归到哪一类都正确。至于后一个问题，无法回答，因为这个问题单独问根本没有意义。为什么？
      关键在于：抽象是有层次的。

3.2、世界是一棵树

      上文说到，对象是基本，我们从对象上抽象出类。但是，世界可并不是一层对象一层类那么简单，对象抽象出类，在类的基础上可以再进行抽象，抽象出更高层次的类。所以经过抽象的对象论世界，形成了一个树状结构。

图3.1、抽象层次树示例

      图3.1展示了一棵抽象层次树的示例。不要怀疑，在对象论中，经过初步抽象思维加工后的世界就是这样样子。本来，世界只有各个具体对象（最底下紫色文字表示的层次），这是第0层，是一切抽象的本源和起始，然后，抽象思维作用其上，抽象出初步的类，然后在既有类和对象的基础上可以再进行抽象……如此归纳下去，最终整个世界归结于树的根节点：本体。所谓本体，即万物之源、万物之本，是哲学层面上最高层次的抽象。在这里，我们将其看成是一个特殊的类，作为抽象层次树的根。
      千万不要小看了这棵抽象层次树，如果能参透其中的奥秘，就能明白很多面向对象中的玄机，而且很多问题就都迎刃而解了。这种抽象层次树理论也是后续诸多内容的理论基础。例如，OO中重要的概念——继承（Inheritance）和多态（Polymiorphism），如若探究其哲学本源，就是从这里来的。

      下面，对这棵树做一些必要的说明。
      I. 这是一棵单根树，最顶层“本体”为唯一的根，最下层叶子节点为基本对象。一切中间节点都为类。
      II. 越往上的类抽象层次越高，具体度越低，其内涵越小，外延越大；越往下的类抽象层次越低，具体度越高，其内涵越大，外延越小。说明一下，所谓类的内涵，是指类对属于自己的对象的说明力度，而外延是指类能包含的具体对象的总和。例如，家用电器这个类，其内涵是使用电作为能源并完成特定功能的家用器具，各个电冰箱、洗衣机、电磁炉、游戏机、DVD机等都在其外延之内；而娱乐家用电器这个类，作为比家用电器更低层次的类，其内涵除了“使用电作为能源并完成特定功能的家用器具”外，还要是具有娱乐功能，其内涵明显大了，但外延却缩小了，只包括了各个游戏机、DVD机等对象。
      III. 抽象层次树不是从根部向下长的，而是从叶子节点向上归纳生成的。
      IV. 某一个叶子节点所代表的对象可以归入所有其祖先结点所代表的类
      V. 直接问两个叶子节点属不属于一个类没有意义，而要指定抽象层次才有意义。例如在较低层，一辆宝马属于汽车，而一只苍蝇属于昆虫，不是一类。但如果指定在较高层比较，两个都属于具体物质，属于一个类。
      VI. 我们定义，如果一个节点CNode非叶子节点也非根节点，那么在哲学意义上，这个节点继承于其父节点PNode，并且说PNode是CNode的泛化。
      VII. 我们定义，如果一个节点CNode非叶子节点也非根节点，如果强行将它看成其任何一个祖先节点ANode，并当做ANode使用，那么在哲学意义上，叫做多态性。

3.3、总结

      先说明这么多了，随着后续内容的深入，还会有更多丰富的内容进来。例如，后面会看到，所谓的“里氏代换原则（LSP）”，在哲学本质上不过是在这棵树上所加的一条限制规则，而“面向接口编程”、“低耦合、高内聚”、“依赖倒置”等一系列耳熟能详的短语，归结到哲学上也只是这棵树的一些精化。
      另外，看了上面的理论，我想本章开头留下的疑问也已经烟消云散了吧。
      再提示一遍，这棵树非常重要，得其精髓，就能理解诸多OO中概念、原则和方法的本质。后续讨论中，抽象层次树理论将作为重要的理论基础。

真经第四章——继承 Inheritance

      “子类型必须能够替代掉其父类型——Barbara Liskov”

4.1、原来是先有儿子才有父亲

      这一章我们讨论继承（Inheritance）。
      我们先看一看继承在哲学意义上时怎么来的。对象论的世界观认为，世界的基本元素是对象，我们将抽象思维作用于对象，形成了类的概念，而抽象的层次性形成了抽象层次树的概念。接着，我们就可以定义：在抽象层次树上，除根节点和叶子节点外，任一节点CNode非严格继承其所有祖先节点所组成的集合中的任一元素，而CNode严格继承其父节点PNode。
      继承概念，看似简单，若深入思考，却隐藏众多玄机。首先，继承描述的实际是抽象层次树上祖先节点与子孙节点的关系，但我个人一直不赞成使用继承（Inheritance）一词来描述这种关系，而推荐使用泛化（Generalization）一词。为什么呢？因为我们已经知道，从哲学和认识论角度来说，是先有对象，然后有类；先有子类，然后有父类，是一种自底向上形成的体系。而继承一词，明显带有自顶向下的暗示，因为往往是先有爷爷、有父亲继承爷爷、然后才能有儿子继承父亲。这样，就容易让人误解成是先有父类才有子类。所以，为了更好的体现继承的哲学本质，我更倾向于使用“泛化”代替“继承”。当然，由于继承一词已经被普遍使用和接受，接下来我还是会沿用继承一词，只不过希望各位时刻牢记，其实是先有了子类，才从子类泛化出父类。
      当然，当父类被抽象出来后，可能还会有新的子类加进来。但是，当初父类一定是从某些子类中泛化出来的，而不会是凭空突然出现的。

4.2、继承的作用

      探讨了继承的本质，然后我们来探讨继承存在的意义。一切存在的东西都是有意义的，否则就不可能存在。注意，这里的“意义”是中性词，指事物存在的原由，不要理解成褒义。
      我们需要继承这个概念，本质上是因为对象论中世界的运作往往是在某一抽象层次上进行的，而不是在最低的基本对象层次上。举个例子，某人发烧了，对其他人说：我生病了，要去医院看医生。这句简短的话中有一个代词“我”和三个名词“病”、“医院”、“医生”。这四个具有名词性的词语中，除了“我”是运作在世界的最底层——基本对象层外，其他三个都运作在抽象层次，在这个语境中，“病”、“医院”、“医生”都是抽象的，他并没有在医院里拉着某个医生对别人说：我生了这个，需要去这里看这个。但是，本质上他确实是生了一个具体的病，要去一个具体的医院看一个具体的医生，那么在哲学上要如何映射这种抽象和具体呢？就是靠继承， 拿医生来说吧，所有继承自“医生”类的类所指的所有具体对象都可以替换掉这里具体的医生，这都不影响这句话语义的正确性。
      所以，继承的哲学作用就是：规定了抽象与具体之间的可映射性。形式化一点说：设G(c1,c2)意为c1非严格泛化自c2，I(c,o)意为对象o属于c的外延，其中c1,c2,c均为类，o为对象。那么，c可在哲学语义上映射成o，当且仅当o∈{o|I(c,o)}∪{o|I(c’,o) 且 G(c,c’)}

4.3、开放-关闭

      如果你讨厌看形式化的东西，那么上面蓝色文字不看也罢，但是，有一条原则你一定很感兴趣，那就是著名的开放-关闭原则（OCP）。

      开放-关闭原则（OCP）：软件实体应该可以扩展，但不可以修改。

      为什么忽然扯到OCP呢？因为，OCP正是上文讨论的哲学原理在程序世界的具体表述。我们来对比看一下，到底OCP是个什么意思。
      还是上面看病那个例子，什么叫可以扩展？就是说，因为在某个抽象层次是进行表述，就不能把话说死了，不能全是这个、那个的把每个对象都指派明白。如，那句话改成“我的右脚扭到了，要去北京航空航天大学医院去看胡青牛医生”，这句话就没有扩展性可言了，所有话都说死了，你如果去的是北医三院或临沂市人民医院，那么语义就不对了，而如果找的不是胡青牛而是华佗或扁鹊，语义也不对了。为什么无法扩展？因为所有点都指定了具体的对象。
      而原话“我生病了，要去医院看医生”则扩展性很大，因为只要不违反可映射性定义，映射到任何符合条件的对象都正确。扩展性和灵活性大大提高了。所以，“可以扩展”四字从哲学上其实是要我们在设计和开发软件时提高抽象层次，不要总在具体对象层面上进行处理。这下，你明白为什么说OCP可以提高软件的可扩展性和灵活性了吧。
      再来说说“不可以修改”，因为如果随便乱改，那就天下大乱了。还是医院那个例子，“医院”这个类所映射到的对象，一定是治病的地方。如果这东西随便改，例如明天“医院”和“食堂”的概念对换了，那麻烦了，我们所有人都要改，要把两个概念从脑子中对换过来，全世界的书、报纸、Internet……凡是依赖这两者进行表述的地方都要改，那不是天下大乱么？软件世界中也会发生这种牵一发而动全身的问题。所以我们提倡设计好的类一定要“对修改关闭”。
      以上，就是OCP的哲学意义。

4.4、儿子，你要能完全替代老爹才行

      不过，要想世界正常运作，只有OCP似乎还有点问题。到目前为止，我们都是在抽象层次树已经存在，并且假定它完全正确的前提下讨论的，可是，我们并没有任何规则限制抽象层次树的正确性，例如，如果我把食堂挂到医院下，让食堂成为医院的子类，在理论上时没有错的，但如果这样随便乱规定继承关系，那么一切依赖继承正确性的原则、概念都没有意义了。所以，只有OCP是不够的，需要对继承进行一个限制。
      Barbara Liskov在1987年的OOPSLA大会上发表了一篇文章——《Data Abstraction and Hierarchy》，其中提出了一个非常重要的原则，叫里氏代换原则（LSP）。

      里氏代换原则（LSP）：子类型应该能代替掉其父类型，且代替后程序运行情况不会错乱。

      我们还是用例子去理解LSP。
      现代办公几乎都要用到个人计算机，个人计算机本身是一个抽象概念，台式PC是其中一个子类。后来，发明了笔记本电脑，我们想把笔记本电脑归为个人计算机的子类，是否合理呢？根据LSP，我们将台式PC都替换成笔记本电脑，世界应该是照常运行的（当然，实际情况可能复杂些，有些地方不能用笔记本电脑替换，但这里我们忽略这种差别）。我们办公时依赖的类是“个人计算机”，而笔记本电脑完全可以替代这个类型而使得世界运行正常，所以，我们说将笔记本电脑归于个人计算机的子类是符合LSP的。
      后来，又发明了转基因黄瓜，我们也想将它归到个人计算机的子类中去，行不行呢？好的，现在我们再运用LSP，将世界上每个依赖个人计算机的地方都替换成一根转基因黄瓜。好的，世界人民都疯了！明显这种替换会令世界运行错乱。所以，我们不能让转基因黄瓜继承个人计算机。
      上面的例子是显而易见的，但有些却不那么明显。例如，现在问，兽医是医生的子类吗？这个问题，一下子还真不是很好回答，但我们可以LSP一下，现在，我们把医院里的医生都替换为兽医，你还敢去医院看病吗？嗯，这下子不用我多说了吧。
      最后一定要说明的是，LSP应用于程序世界和现实世界时有很大差别的，现实世界繁杂、不确定性因素多，而程序世界简单、确定。总之，LSP就是让你记住一条，凡是系统中有继承关系的地方，子类型一定能代替父类型，而且替换后程序运行要正常。换言之，继承是一种严格的“IS-A”关系，也是“一般和特殊”的哲学原理在程序世界中的体现。

4.5、总结

      继承的话题就讨论到这里了。很多朋友在运用继承时有疑惑，或不能很好的确定继承关系，归其根本是没有真正理解继承的意义。只要能理解继承的本质意义，加上OCP和LSP的运用，是可以写出正确的继承体系。

真经第五章——耦合 Couple

      “一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风——蝴蝶效应”

5.1、为耦合平反

      做程序的人，往往感觉“耦合（Couple）”不是什么好东西。经常有人、有书、有文章对我们谆谆教导：要降低耦合，要降低耦合……久而久之，好像耦合在程序界成了贬义词，弄得我们恨不得把耦合从程序里全部拿掉。
      这误解可委屈耦合了。要是哪天没了耦合，这世界还真玩不转。其实耦合还有另一个名字，叫“联系”，试问要是世界上所有对象间的联系都没了，世界还能运作么？耦合的存在是世界演进的途径，如果没有耦合，世界就变成了“死世界”，无法演进和发展。所以，耦合可是好东西，我们要感谢它！但是任何东西都有两面性，过度的耦合确实会令世界的运作产生困难，所以我们提倡降低耦合，这些是后话。

5.2、形形色色的耦合

      下面，我们探讨各种耦合式怎么出现的。
      上一章讲述了继承，其实，继承的概念出现后，有父子、祖孙关系的类就有了一种联系，这种联系叫做“泛化耦合”。这就是我们认识的第一种耦合。

      泛化耦合（Generalization Couple）：由于泛化（继承）关系的存在，在两个有祖孙、父子关系的类间形成的一种逻辑关联。

      然后，我们讨论另一种耦合。
      在文章开始，我们说对象论将对象看做基本元素，而对象中有数据和方法。在现实世界中，数据并不总是简单数据。客观存在一些对象，它们的数据是另一个或另一些对象。例如，一个具体的羊群，有一项数据是很多具体的羊。其中羊也是对象。当抽象成抽象的“羊群”和“羊”类的时候，这种包含关系也随之被抽象到了类中，由此在两个类之间就形成了耦合。
      这种耦合出现的哲学基础是，对象本身固有的包含关系，在进行事物抽象时被同时抽象到了类中。所以，我个人将其称为包含耦合。
      包含耦合又分为两种情况，一种是被包含对象单纯聚合在包含对象中，但没有形成哲学意义上“整体与部分”的关系，这是一种相对较弱的联系，叫做聚合。例如，上例中羊群和羊就是聚合关系，如果拿掉一两只羊，羊群还是羊群。

      聚合（Aggregation）：一种弱的拥有关系，体现A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分。

      另一种情况是，被包含对象和包含对象形成了哲学意义上“整体与部分”的关系，如汽车和轮子，把轮子拿掉，汽车就不再是完整意义上的汽车了。这种关系叫做组合。

      组合（Composition）：一种强的拥有关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体具有一样的生命周期。

      通过上面的探讨，我们认识了泛化耦合、聚合和组合三种耦合形式，最后，还有一种耦合叫依赖。什么是依赖呢？我们知道，在对象论中，将世界的演进看成是在初始作用力下，对象之间相互调用、相互协作完成的。如果两个类在需求范围内，既定逻辑上存在协作的可能，那么这两个类就存在依赖关系（或叫关联关系）。其实，我们常说的“低耦合，高内聚”、“降低耦合”等建议，主要是针对依赖说的。

      依赖（Dependency）：由于逻辑上相互协作可能，而形成的一种关系。

      好的，到目前为止，我们已经认识了四种基本耦合。下面用一副图，直观感受一下世界的各种耦合。

图5.1、耦合示例

      图5.1展示了几种耦合的示例。其中汽车和交通工具属于泛化耦合，轮子和方向盘组合于汽车，汽车聚合成车队，而汽车和司机具有依赖关系。这幅图只是耦合的一个小片段，实际上，世界上各种对象形成了一张复杂的耦合网，正因为有耦合的存在，世界才能演进。正如马克思主义哲学所说：联系是普遍的、客观的。所以，耦合的存在，有其深刻的哲学意义。

5.3、总结

      不知你是否会有这样的疑问：文章开始，不是说对象论将对象看做相互独立的吗？怎么又耦合起来了。这是矛盾的吗？实则不矛盾。因为我们所处的境界已经不同。刚开始，我们抛开一切，忘记一切，从本质的角度用对象论去看世界，我们看到的对象是相对孤立的。而后来，我们的抽象思维作用于这个世界，所衍生出来的一系列概念，是我们的抽象能 力给这个世界抹上的色彩。就如我们用唯物主义看世界时，刚开始要抛开一切，认为世界只有“可被意识所反映的客观实在”，而后，这个物质为本的世界在我们的抽象思维中衍生出各种概念。为了让我们更好的、系统的认识对象论，刚开始，我们抛开一切直取本质，而后来，我们要层层衍生，将抛却的东西再找回来，在这个“找”的过程中，我们才能领会OO中的各种概念、事物其在哲学意义上是怎么来的。

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