【封装那些事】 缺失封装

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
{
    private EncryptionAlgorithm algo;

    public Encryption(EncryptionAlgorithm algo)
    {
        this.algo = 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：

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。

使用桥接模式进行封装：

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》

作者：撸码那些事

来源：http://songwenjie.cnblogs.com/

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