從 Classes 到 Objects: 那些 OOP 教我的事

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從 Classes 到 Objects: 那些 OOP 教我的事

  1. 1. 從 Classes 到 Objects: 那些 OOP 教我的事 http://ihower.tw 2013/10/26@ RubyConf China
  2. 2. 我是誰 • 張⽂文鈿 a.k.a. ihower • http://ihower.tw • 來⾃自台灣
  3. 3. Ruby Taiwan http://ruby.tw
  4. 4. RubyConf Taiwan 2013/4/25-26
  5. 5. Agenda • • • • OOP class-oriented object-oriented • • • Role-oriented Context-oriented DCI Conclusion
  6. 6. Object = Identity + Behavior + State
  7. 7. Identity a = "foo" b = "foo" a.object_id # 70178176631620 b.object_id # 70178176659140 a == b # true a.equal?(b) # false
  8. 8. Behavior "foo".methods => [:<=>, :==, :===, :eql?, :hash, :casecmp, :+, :*, :%, :[], : []=, :insert, :length, :size, :bytesize, :empty?, :=~, :match, :succ, :succ!, :next, :next!, :upto, :index, :rindex, :replace, :clear, :chr, :getbyte, :setbyte, :byteslice, :to_i, :to_f, :to_s, :to_str, :inspect, :dump, :upcase, :downcase, :capitalize, :swapcase, :upcase!, :downcase!, :capitalize!, :swapcase!, :hex, :oct,
  9. 9. State class Person def name @name end def name=(name) @name = name end end
  10. 10. State (cont.) a = Person.new b = Person.new a.name = "Foo" b.name = "Bar"
  11. 11. class Person attr_accessor :name end
  12. 12. 封裝 Encapsulation • 物件的 State 狀態被封裝起來 • 必須透過外在的 Behavior,也就是 Method ⽅方法來存取操作
  13. 13. 多型 Polymorphism • Duck-typing in Ruby • 不管物件的類型,只要有相同的介⾯面, 就可以呼叫使⽤用
  14. 14. class Org attr_accessor :name end [Person.new, Org.new].each do |p| puts p.name end
  15. 15. OOP = objects + messages
  16. 16. Sending Message 就是呼叫物件的⽅方法 person 呼叫 name ⽅方法 內部狀態 @name
  17. 17. runtime picture obj obj obj obj obj obj obj obj
  18. 18. class-oriented design?
  19. 19. class-based OOP
  20. 20. class-based OOP • 物件需要⼀一種⽅方式可以⽅方便⽣生成
  21. 21. class-based OOP • 物件需要⼀一種⽅方式可以⽅方便⽣生成 • 絕⼤大部分的 OO 程式語⾔言都⽀支援 class-based
  22. 22. class-based OOP • 物件需要⼀一種⽅方式可以⽅方便⽣生成 • 絕⼤大部分的 OO 程式語⾔言都⽀支援 class-based • 是 Object 的 template 樣板
  23. 23. class-based OOP • 物件需要⼀一種⽅方式可以⽅方便⽣生成 • 絕⼤大部分的 OO 程式語⾔言都⽀支援 class-based • 是 Object 的 template 樣板 • 是 Object 的 factory ⼯工廠
  24. 24. class-oriented?
  25. 25. class-oriented? • 使⽤用 class 概念來設計整個系統
  26. 26. class-oriented? • 使⽤用 class 概念來設計整個系統 • 找出系統的 nouns,以資料為中⼼心,將物 件⽤用類別進⾏行分類 (Data-centric)
  27. 27. class-oriented? • 使⽤用 class 概念來設計整個系統 • 找出系統的 nouns,以資料為中⼼心,將物 件⽤用類別進⾏行分類 (Data-centric) • 愛⽤用繼承架構
  28. 28. class-oriented? • 使⽤用 class 概念來設計整個系統 • 找出系統的 nouns,以資料為中⼼心,將物 件⽤用類別進⾏行分類 (Data-centric) • 愛⽤用繼承架構 • 最後得到系統的 static representation
  29. 29. A static class diagram
  30. 30. Data-centric • 例如,⼀一個 e-commerce 系統: • Product • Invoice • User • 將需要的⽅方法定義在每個類別上
  31. 31. A Product model class Product validates_presence_of :name end
  32. 32. 不斷加⽅方法進來 class Product validates_presence_of :name def add_to_billing(billing) billing.items << self end end
  33. 33. A fat Product model class Product validates_presence_of :name, :price def add_to_billing(order) order.items << self end def tag(name) #... end def self.export #... end def sales_report #... end
  34. 34. 你以為很多物件在互動 obj obj obj obj obj obj obj obj
  35. 35. 其實只有少數幾種物件 User Product Invoice
  36. 36. 三種類型的物件 class Product def A def B def C ... ... ... ... ... end class Invoice def X def Y def Z ... ... ... ... ... end class User def Q def W def E ... ... ... ... ... end
  37. 37. 最後變成 萬能的 God Object!
  38. 38. What’s more Object-oriented? 如何能更善⽤用 Object?
  39. 39. 是什麼 v.s. 做什麼
  40. 40. 是什麼 v.s. 做什麼 • ⼀一個物件”是什麼” (Being) 跟作什麼 (Doing) 是分開的概念
  41. 41. 是什麼 v.s. 做什麼 • ⼀一個物件”是什麼” (Being) 跟作什麼 (Doing) 是分開的概念 • ⼀一個物件需要有什麼⽅方法,跟當時的⾓角 ⾊色和情境有關係
  42. 42. 是什麼 v.s. 做什麼 • ⼀一個物件”是什麼” (Being) 跟作什麼 (Doing) 是分開的概念 • ⼀一個物件需要有什麼⽅方法,跟當時的⾓角 ⾊色和情境有關係 • Responsibility-centric 以職責為中⼼心,將 物件進⾏行分類
  43. 43. 1. 根據 Roles 來區分 物件可以做什麼
  44. 44. def work end def rest end def approve end def review end
  45. 45. person Roles: Employee def work end def rest end def approve end def review end
  46. 46. def work end def rest end person Roles: Manager def approve end def review end
  47. 47. Role-oriented • 不同⾓角⾊色有不同責任,需要的⽅方法也就 不同 • ⽤用單⼀一繼承⾏行不通的,⼀一個物件可能同 時有好幾個⾓角⾊色
  48. 48. def buy end def complain end def approve end def review end Role: Customer Role: Manager
  49. 49. def buy end person Roles: Customer Manager def complain end def approve end def review end Role: Customer Role: Manager
  50. 50. 怎麼實作? We represent roles as identifiers ... they [roles] may just be pointers to role-bound object, or macros, or function or something else. - Lean Architecture p.240
  51. 51. ⽅方法⼀一: Composition
  52. 52. Object Composition
  53. 53. Object Composition • ⼀一個物件裡包其他物件
  54. 54. Object Composition • ⼀一個物件裡包其他物件 • 靜態程式語⾔言的唯⼀一選擇
  55. 55. Object Composition • ⼀一個物件裡包其他物件 • 靜態程式語⾔言的唯⼀一選擇 • 眾多 Design Pattern
  56. 56. class Person def initialize(role) @role_behavior = role end def say @role_behavior.say end end
  57. 57. class EmployeeRole def say puts "done!" end end class ManagerRole def say puts "solid!" end end
  58. 58. Strategy Pattern! p1 = Person.new(ManagerRole.new) p2 = Person.new(EmployeeRole.new)
  59. 59. person person employee role manager role
  60. 60. 或是換個 組合⽅方向?
  61. 61. require 'delegate' class Person end class EmployeeRole < SimpleDelegator def say puts "done!" end end class ManagerRole < SimpleDelegator def fly puts "solid!" end end
  62. 62. require 'delegate' class Person end class EmployeeRole < SimpleDelegator def say puts "done!" end end class ManagerRole < SimpleDelegator def fly puts "solid!" end end
  63. 63. Decorator Pattern p1 = EmployeeRole.new(Person.new) p2 = ManagerRole.new(Person.new)
  64. 64. employee manager person person
  65. 65. Strategy v.s. Decorator
  66. 66. Strategy v.s. Decorator • Strategy Pattern • 相同⽅方法,但是不同⾓角⾊色有不同演算 法時
  67. 67. Strategy v.s. Decorator • Strategy Pattern • 相同⽅方法,但是不同⾓角⾊色有不同演算 法時 • Decorator Pattern • 當你想新增物件的⾓角⾊色⾏行為時
  68. 68. Object Composition • Composition 很強⼤大 • 但是也可以搞的很複雜,特別是參數和 狀態如何在物件之間流通....
  69. 69. ⽅方法⼆二: Mixin
  70. 70. A Product model class Product validates_presence_of :name def add_to_billing(billing) billing.items << self end end
  71. 71. Orderable Role module Billingable def add_to_billing(billing) billing.items << self end end
  72. 72. class Product validates_presence_of :name include Billingable end
  73. 73. class Product validates_presence_of :name include include include include end Billingable Taggable Exporter Reporter
  74. 74. Rails4 • app/models/concerns • app/controllers/concerns
  75. 75. 批評 • 只是 copy-paste ⽽而已 • module 本質上還是繼承 inheritance,不 若 composition 容易替換
  76. 76. Poor man’s role-oriented design Simple, Quick and Dirty
  77. 77. 是什麼 v.s. 做什麼 • ⼀一個物件”是什麼” (Being) 跟作什麼 (Doing) 是分開的概念 • ⼀一個物件需要有什麼⽅方法,跟當時的⾓角 ⾊色和情境有關係 • Responsibility-centric 以職責為中⼼心,將 物件進⾏行分類
  78. 78. 2. 根據情境來區分 物件可以做什麼
  79. 79. def buy end def complain end def approve end def review end
  80. 80. def buy end def complain end def approve end def review end 購物情境 才需要
  81. 81. def buy end def complain end def approve end def review end 客服情境 才需要
  82. 82. Use case • 不同的 User case 特定情境,物件需要的 ⽅方法不⼀一樣 • 例如註冊流程、購物流程
  83. 83. 怎麼實作?
  84. 84. 還是 Composition
  85. 85. ⽽而且有很多種 Patterns • Service object • Query object • Form object • View object • Policy object • ....根據情境分類....
  86. 86. Service Object a.k.a. Command Pattern 包裝跨 Data Model 的操作 class BillingControllers < ApplicationController before_filter :find_current_billing def add_product @product = Product.find(params[:product_id]) BillingService.new(@billing, @product).perform! end end
  87. 87. Service Object class BillingService def initialize(billling, product) @billling = billling @product = product end def perform! add_product_to_billling(@billling, @product) end private def add_product_to_billling(billling, product) billling.items << product end end
  88. 88. Query Object 包裝複雜的 SQL 查詢 class ProductQuery def initialize(relation = Product.scoped) @relation = relation end def by_regions(region_ids = nil) if region_ids.present? countrys = RegionCountry.where(:region_id => region_ids).pluck(:country_alpha2) @relation = @relation.where(:country => countrys) end self end end @products = ProductQuery.new.by_regions(region_ids)
  89. 89. View Object 包裹給 Rails View 使⽤用 class DashboardView def initialize(company) @company = company end def arr #... end def mrr #... end def cac #... end end
  90. 90. Form Object 搭配 Rails 的表單 class Signup include Virtus extend ActiveModel::Naming include ActiveModel::Conversion include ActiveModel::Validations attr_reader :user attr_reader :company attribute :name, String attribute :company_name, String attribute :email, String validates :email, presence: true # … more validations … # Forms are never themselves persisted def persisted? false end def save if valid? persist! true else false end end
  91. 91. class SignupsController < ApplicationController def create @signup = Signup.new(params[:signup]) if @signup.save redirect_to dashboard_path else render "new" end end end
  92. 92. 增加物件的多樣性 避免肥⼤大的類別 obj obj obj obj obj obj obj obj
  93. 93. DCI ⾓角⾊色+情境 將 Behavior 跟 Data model 分開的更徹底
  94. 94. DCI
  95. 95. DCI • Data: 資料
  96. 96. DCI • Data: 資料 • 例如 Product
  97. 97. DCI • Data: 資料 • 例如 Product • Context: 情境
  98. 98. DCI • Data: 資料 • 例如 Product • Context: 情境 • 例如加⼊入購物⾞車這個 Use case
  99. 99. DCI • Data: 資料 • 例如 Product • Context: 情境 • 例如加⼊入購物⾞車這個 Use case • Interaction: ⾏行為
  100. 100. DCI • Data: 資料 • 例如 Product • Context: 情境 • 例如加⼊入購物⾞車這個 Use case • Interaction: ⾏行為 • 例如加⼊入購物⾞車這個⽅方法
  101. 101. 呼叫⽅方式 class BillingControllers < ApplicationController before_filter :find_current_billing def add_product @product = Product.find(params[:product_id]) BillingContext.new(@billing, @product).perform! end end
  102. 102. 情境 class BillingContext def initialize(billling, product) @billling = billling end def perform! @product.add_to_billling(@billling) end end
  103. 103. class Product < ActiveRecord::Base # 注意,這裡不放 Behavior 了 end
  104. 104. Billingable Role class BillingContext module Billlingable def add_to_billling(billling) billling.items << self end end end
  105. 105. class BillingContext def initialize(billling, product) @billling = billling @product.extend(Billingable) end def perform! @product.add_to_billling(@billling) end module Billlingable def add_to_billling(billling) billling.items << self end end
  106. 106. data model 的 behavior, 是 run-time 的時候,根據當時的需要 動態 extend 進去物件
  107. 107. compile-time Product class 沒有⾏行為 run-time extend ⾏行為模組 Product object 加上⾏行為
  108. 108. 批評
  109. 109. ⽤用 Wrapper ? require 'delegate' class BillingContext def initialize(billling, product) @billling = billling @product = BillingableProduct.new(product) end def perform! @product.add_to_billling(@billling) end class BilllingableProduct < SimpleDelegator def add_to_billling(billling) billling.items << __getobj__ end end end
  110. 110. self 精神分裂 http://en.wikipedia.org/wiki/Schizophrenia_(object-oriented_programming) • __getobj__ • 多包⼀一層,物件的 identify 和 class 是不⼀一 樣的,需要處理資料傳遞和分享的問題 • 就算⾃自⼰己寫 Wrapper,也很⿇麻煩 • 更別提如果有兩個以上的 Roles
  111. 111. Benchmark 並沒有數量級的差距 0.4 0.3 0.2 0.1 0 inherited mixin wrapper simple delegator extend(DCI) https://gist.github.com/ihower/7160400
  112. 112. 結論 Conclusion
  113. 113. 結論
  114. 114. 結論 • 從 Data-Centric 到 Responsibility-centric
  115. 115. 結論 • 從 Data-Centric 到 Responsibility-centric • 物件的 Behavior 會因為⾓角⾊色和情境⽽而需求不 同,可以分開。⽽而不需要通通塞在 data model 上
  116. 116. 結論 (cont.)
  117. 117. 結論 (cont.) • 在靜態語⾔言中,Composition 是唯⼀一解
  118. 118. 結論 (cont.) • • 在靜態語⾔言中,Composition 是唯⼀一解 但是在 Ruby 中,善⽤用⼀一些技巧可以事半功倍 • • Mixins DCI
  119. 119. 結論 (cont.) • • • 在靜態語⾔言中,Composition 是唯⼀一解 但是在 Ruby 中,善⽤用⼀一些技巧可以事半功倍 • • Mixins DCI 因為 Ruby 把 class 當作 behavior 的容器,⽽而 不是死的 template,所以可以動態地修改⾏行 為
  120. 120. Reference: • • • Object-Oriented Programming: Objects over Classes (The ThoughtWorks Anthology 2) • • • • • http://mikepackdev.com/blog_posts/24-the-right-way-to-code-dci-in-ruby • http://blog.codeclimate.com/blog/2012/10/17/7-ways-to-decompose-fat-activerecordmodels/ • https://speakerdeck.com/stefanoverna/fat-models-must-die Clean Ruby, Jim Gay Rails Developers Should Take DCI Seriously http://gilesbowkett.blogspot.tw/2012/12/ rails-developers-should-take-dci.html http://dci-in-ruby.info/ https://practicingruby.com/articles/responsibility-centric-vs-data-centric-design http://37signals.com/svn/posts/3372-put-chubby-models-on-a-diet-with-concerns http://blog.gemnasium.com/post/60091511603/casting-adding-behavior-to-objectswithout-using
  121. 121. 謝謝! 歡迎參加明晚 Faria Systems 的 After Party

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