设计模式之 OOA，OOD，OOP，OOPL

什么是面向对象编程和面向对象编程语言？

面向对象编程的英文缩写是 OOP，全称是 Object Oriented Programming。对应地，面向对象编程语言的英文缩写是 OOPL，全称是 Object Oriented Programming Language。

面向对象编程中有两个非常重要、非常基础的概念，那就是类（class）和对象（object）。如果不按照严格的定义来说，大部分编程语言都是面向对象编程语言，比如 Java、C++、Go、Python、C#、Ruby、JavaScript、Objective-C、Scala、PHP、Perl 等等。除此之外，大部分程序员在开发项目的时候，都是基于面向对象编程语言进行的面向对象编程

• 面向对象编程是一种编程范式或编程风格。它以类或对象作为组织代码的基本单元，并将封装、抽象、继承、多态四个特性，作为代码设计和实现的基石 。
• 面向对象编程语言是支持类或对象的语法机制，并有现成的语法机制，能方便地实现面向对象编程四大特性（封装、抽象、继承、多态）的编程语言。

一般来讲， 面向对象编程都是通过使用面向对象编程语言来进行的，但是，不用面向对象编程语言，我们照样可以进行面向对象编程。反过来讲，即便我们使用面向对象编程语言，写出来的代码也不一定是面向对象编程风格的，也有可能是面向过程编程风格的。

理解面向对象编程及面向对象编程语言两个概念，其中最关键的一点就是理解面向对象编程的四大特性。这四大特性分别是：封装、抽象、继承、多态。

如何判定某编程语言是否是面向对象编程语言？

如果按照刚刚我们给出的严格的面向对象编程语言的定义，前面提到的有些编程语言，并不是严格意义上的面向对象编程语言，比如 JavaScript，它不支持封装和继承特性。

实际上，面向对象编程从字面上，按照最简单、最原始的方式来理解，就是将对象或类作为代码组织的基本单元，来进行编程的一种编程范式或者编程风格，并不一定需要封装、抽象、继承、多态这四大特性的支持。但是，在进行面向对象编程的过程中，人们不停地总结发现，有了这四大特性，我们就能更容易地实现各种面向对象的代码设计思路。

比如，我们在面向对象编程的过程中，经常会遇到 is-a 这种类关系（比如狗是一种动物），而继承这个特性就能很好地支持这种 is-a 的代码设计思路，并且解决代码复用的问题，所以，继承就成了面向对象编程的四大特性之一。但是随着编程语言的不断迭代、演化，人们发现继承这种特性容易造成层次不清、代码混乱，所以，很多编程语言在设计的时候就开始摒弃继承特性，比如 Go 语言。但是，我们并不能因为它摒弃了继承特性，就一刀切地认为它不是面向对象编程语言了。

实际上，只要某种编程语言支持类或对象的语法概念，并且以此作为组织代码的基本单元，那就可以被粗略地认为它就是面向对象编程语言了。

至于是否有现成的语法机制，完全地支持了面向对象编程的四大特性、是否对四大特性有所取舍和优化，可以不作为判定的标准。基于此，我们才有了前面的说法，按照严格的定义，很多语言都不能算得上面向对象编程语言，但按照不严格的定义来讲，现在流行的大部分编程语言都是面向对象编程语言。

什么是面向对象分析和面向对象设计？

实际上，跟面向对象编程经常放到一块儿来讲的还有另外两个概念，那就是面向对象分析（OOA）和面向对象设计（OOD）。
面向对象分析英文缩写是 OOA，全称是 Object Oriented Analysis；
面向对象设计的英文缩写是 OOD，全称是 Object Oriented Design。
OOA、OOD、OOP 三个连在一起就是面向对象分析、设计、编程（实现），正好是面向对象软件开发要经历的三个阶段。

之所以在前面加 “面向对象” 这几个字，是因为我们是围绕着对象或类来做需求分析和设计的。
分析和设计两个阶段最终的产出是类的设计，包括程序被拆解为哪些类，每个类有哪些属性方法，类与类之间如何交互等等。它们比其他的分析和设计更加具体、更加落地、更加贴近编码，更能够顺利地过渡到面向对象编程环节。这也是面向对象分析和设计，与其他分析和设计最大的不同点。

那面向对象分析、设计、编程到底都负责做哪些工作呢？

简单点讲，面向对象分析就是要搞清楚做什么，面向对象设计就是要搞清楚怎么做，面向对象编程就是将分析和设计的的结果翻译成代码的过程。

什么是 UML？我们是否需要 UML？

提到面向对象分析、设计、编程，我们就不得不提到另外一个概念，那就是 UML（Unified Model Language），统一建模语言。
很多讲解面向对象或设计模式的书籍，常用它来画图表达面向对象或设计模式的设计思路
常用的有 7 种：类图、序列图、组件图、部署图、用例图、状态图和活动图。

类图

类图是最常见的 UML 图形，用来描述类的特性和类之间的静态关系。
一个类包含三个部分：类的名字、类的属性列表和类的方法列表。
类之间有 6 种静态关系：关联、依赖、组合、聚合、继承、泛化。把相关的一组类及其关系用一张图画出来，就是类图。
类图主要是在详细设计阶段画，开发工程师只需要按照类图实现代码就可以了，只要类方法的逻辑不是太复杂，不同的工程师实现出来的代码几乎是一样的，这样可以保证软件的规范、统一。

在实践中，我们通常不需要把一个软件所有的类都画出来，把核心的、有代表性的、有一定技术难度的类图画出来，一般就可以了

具体推荐的学习链接：http://www.uml.org.cn/oobject/201610282.asp

序列图

序列图则用来描述参与者之间的动态调用关系。每个参与者有一条垂直向下的生命线，这条线用虚线表示，而参与者之间的消息也从上到下表示其调用的前后顺序关系，这正是序列图这个词的由来。每个生命线都有一个激活条，只有在参与者活动的时候才是激活的。

序列图通常用于表示对象之间的交互，这个对象可以是类对象，也可以是更大粒度的参与者，比如组件、服务器、子系统等，总之，只要是描述不同参与者之间交互的，都可以使用序列图，也就是说，在软件设计的不同阶段，都可以画序列图。

组件图

组件是比类粒度更大的设计元素，一个组件中通常包含很多个类。组件图有的时候和包图的用途比较接近，组件图通常用来描述物理上的组件，比如一个 JAR，一个 DLL 等等。在实践中，我们进行模块设计的时候更多的是用组件图。

组件图描述组件之间的静态关系，主要是依赖关系，因为组件的粒度比较粗，通常用以描述和设计软件的模块及其之间的关系，需要在设计早期阶段就画出来，因此组件图一般用在概要设计阶段。

部署图

部署图描述软件系统的最终部署情况，比如需要部署多少服务器，关键组件都部署在哪些服务器上。
部署图是软件系统最终物理呈现的蓝图，根据部署图，所有相关者，诸如客户、老板、工程师都能清晰地了解到最终运行的系统在物理上是什么样子，和现有的系统服务器的关系，和第三方服务器的关系。根据部署图，还可以估算服务器和第三方软件的采购成本。

部署图是整个软件设计模型中，比较宏观的一种图，是在设计早期就需要画的一种模型图。根据部署图，各方可以讨论对这个方案是否认可。只有对部署图达成共识，才能继续后面的细节设计。部署图主要用在概要设计阶段。

用例图

用例图主要用在需求分析阶段，通过反映用户和软件系统的交互，描述系统的功能需求

图中小人形象的元素，被称为角色，角色可以是人，也可以是其他的系统。
系统的功能被一个矩形框框起来，这个矩形框被称为用例的边界。框里的椭圆表示一个一个的功能，功能之间可以调用依赖，也可以进行功能扩展。因为用例图中功能描述比较简单，通常还需要对用例图配以文字说明，形成需求文档。

状态图

状态图用来展示单个对象生命周期的状态变迁。

业务系统中，很多重要的领域对象都有比较复杂的状态变迁，比如账号，有创建状态、激活状态、冻结状态、欠费状态等等各种状态。

这些状态的变迁描述可以在用例图中用文字描述，一张状态图描述一个对象生命周期的各种状态，及其变迁的关系。状态与变迁关系用一张状态图就可以搞定。

活动图

活动图主要用来描述过程逻辑和业务流程。UML 中没有流程图，很多时候，人们用活动图代替流程图。

活动图和早期流程图的图形元素也很接近，实心圆代表流程开始，空心圆代表流程结束，圆角矩形表示活动，菱形表示分支判断。此外，活动图引入了一个重要的概念——泳道。活动图可以根据活动的范围，将活动根据领域、系统和角色等划分到不同的泳道中，使流程边界更加清晰。活动图也比较有普适性，可以在需求分析阶段描述业务流程，也可以在概要设计阶段描述子系统和组件的交互，还可以在详细设计阶段描述一个类方法内部的计算流程。

由于状态图和活动图设计和表达有类似的地方，有时合在一起表达在一张图上

推荐画图工具：https://www.processon.com/ ：可以邀请伙伴一起绘图，支持导出导入

温馨提示：要想完全掌握，并且熟练运用UML 图，肯定要花很多的学习精力，本质是让团队更清晰地理解设计