1、引言
機算機科學是一門應用科學，它的知識體系是典型的倒三角結構，所用的基礎知識並不多，只是隨著應用領域和方向的不同，產生了很多的分支，所以說編程並不是一件很困難的事情，一個高中生經過特定的訓練就可以做得到。但是，會編程和編好程絕對是兩碼事，同樣的程序員，有的人幾年之後成為了架構師，有的人卻還在不停地coding，只不過ctrl-c、ctrl-v用得更加純熟了。在中國，編程人員最終的歸途無外乎兩條：一是轉向技術管理，它的終點是CTO；二是繼續深入，它的終點是首席架構師，成為CEO的人畢竟是少數。如果你現在還是個普通的程序員，希望繼續在技術這條路上前進的話，我想你還是應該先補充一點軟件工程的思想，學習一點有關設計模式的知識，只有具備這些能力，你才能從整體和宏觀層面來考慮問題、分析問題和解決問題。本人Coding了很多年，中間走了不少彎路，雖然最終沒什麼大成就，但總算有一些心得，很願意把自己的一些經驗拿出來跟大家分享，這或許對你的發展有所幫助。
由程序員轉為架構師，最繞不開的概念就算是面向對象(OO)了。記得在大學的時候，我們專業開了一門課叫《面向對象的編程》。那個時候，我們剛剛學了一門C語言，開發環境用的還是DOS下的Turbo C，半點項目開發的經驗都沒有，純粹的空對空。所以，一學期下來，我始終處於一種懵懂狀態，既沒領會面向過程和面向對象到底有什麼區別，也沒搞懂面向對象能帶來什麼好處。
2、面向過程(OP)和面向對象(OO)
2.1 蛋炒飯和蓋澆飯
有人這麼形容OP和OO的不同：用面向過程的方法寫出來的程序是一份蛋炒飯，而用面向對象寫出來的程序是一份蓋澆飯。所謂蓋澆飯，北京叫蓋飯，東北叫燴飯，廣東叫碟頭飯，就是在一碗白米飯上面澆上一份蓋菜，你喜歡什麼菜，你就澆上什麼菜。我覺得這個比喻還是比較貼切的。
蛋炒飯制作的細節，我不太清楚，因為我沒當過廚師，也不會做飯，但最後的一道工序肯定是把米飯和雞蛋混在一起炒勻。蓋澆飯呢，則是把米飯和蓋菜分別做好，你如果要一份紅燒肉蓋飯呢，就給你澆一份紅燒肉；如果要一份青椒土豆蓋澆飯，就給澆一份青椒土豆絲。
蛋炒飯的好處就是入味均勻，吃起來香。如果恰巧你不愛吃雞蛋，只愛吃青菜的話，那麼唯一的辦法就是全部倒掉，重新做一份青菜炒飯了。蓋澆飯就沒這麼多麻煩，你只需要把上面的蓋菜撥掉，更換一份蓋菜就可以了。蓋澆飯的缺點是入味不均，可能沒有蛋炒飯那麼香。
到底是蛋炒飯好還是蓋澆飯好呢？其實這類問題都很難回答，非要比個上下高低的話，就必須設定一個場景，否則只能說是各有所長。如果大家都不是美食家，沒那麼多講究，那麼從飯館角度來講的話，做蓋澆飯顯然比蛋炒飯更有優勢，他可以組合出來任意多的組合，而且不會浪費。
2.2 軟件工程
蓋澆飯的好處就是“菜”“飯”分離，從而提高了制作蓋澆飯的靈活性。飯不滿意就換飯，菜不滿意換菜。用軟件工程的專業術語就是“可維護性”比較好，“飯”和“菜”的耦合度比較低。蛋炒飯將“蛋”“飯”攪和在一起，想換“蛋”“飯”中任何一種都很困難，耦合度很高，以至於“可維護性”比較差。軟件工程追求的目標之一就是可維護性，可維護性主要表現在3個方面：可理解性、可測試性和可修改性。面向對象的好處之一就是顯著的改善了軟件系統的可維護性。
面向過程(OP)和面向對象(OO)是不是就是指編碼的兩種方式呢？不是！你拿到了一個用戶需求，比如有人要找你編個軟件，你是不是需要經過需求分析，然後進行總體/詳細設計，最後編碼，才能最終寫出軟件，交付給用戶。這個過程是符合人類基本行為方式的：先想做什麼，再想如何去做，最後才是做事情。有的同學說：“我沒按照你說的步驟做啊，我是直接編碼的”。其實，你一定會經歷了這三個階段，只不過你潛意識裡沒有分得那麼清楚。對於拿到需求就編碼的人，可能編著編著，又得倒回去重新琢磨，還是免不了這些過程，
以OO為例，對應於軟件開發的過程，OO衍生出3個概念：OOA、OOD和OOP。采用面向對象進行分析的方式稱為OOA，采用面向對象進行設計的方式稱為OOD，采用面向對象進行編碼的方式稱為OOP。面向過程(OP)和面向對象(OO)本質的區別在於分析方式的不同，最終導致了編碼方式的不同。
2.3 面向過程編程(OPP) 和面向對象編程(OOP)的關系
關於面向過程的編程(OPP)和面向對象的編程(OOP),給出這它們的定義的人很多，您可以從任何資料中找到很專業的解釋，但以我的經驗來看，講的相對枯燥一點，不是很直觀。除非您已經有了相當的積累，否則說起來還是比較費勁。
我是個老程序員出身，雖然現在的日常工作更多傾向了管理，但至今依然保持編碼的習慣，這句話什麼意思呢？我跟大家溝通應該沒有問題。無論你是在重復我走過的路，或者已經走在了我的前面，大家都會有那麼一段相同的經歷，都會在思想層面上有一種理解和默契，所以我還是會盡量按照大多數人的常規思維寫下去。
面向過程的編程(OPP)產生在前，面向對象的編程(OOP)產生在後，所以面向對象的編程(OOP)一定會繼承前者的一些優點，並摒棄前者存在的一些缺點，這是符合人類進步的自然規律。兩者在各自的發展和演變過程中，一定會相互借鑒，相互融合，吸收對方的優點，從而出現某些方面的趨同性。但是，即使兩者有更多的相似點，也不會改變它們本質上的不同，因為它們的出發點不同，完全是兩種截然不同的思維方式。關於兩者的關系，我的觀點是這樣的：面向對象編程(OOP)在局部上一定是面向過程(OP)的，面向過程的編程(OPP)在整體上應該借鑒面向對象(OO)的思想。這一段說的的確很空洞，而且也一定會有引來爭議，不過，我勸您還是在閱讀了後面的內容之後，再來評判我觀點的正確與否。
象C++、C#、Java等都是面向對象的語言，c,php(暫且這麼說，因為php4以後就支持OO)都是面向過程的語言，那麼是不是我用C++寫的程序一定就是面向對象，用c寫的程序一定就是面向過程呢？這種觀點顯然是沒有真正吃透兩者的區別。語言永遠是一種工具，前輩們每創造出來的一種語言，都是你用來實現想法的利器。我覺得好多人用C#,Java寫出來的代碼，要是仔細看看，那實際就是用面向對象(OO)的語言寫的面向過程(OP)的程序。
所以，即使給關羽一根木棍，給你一桿青龍偃月刀，他照樣可以打得你滿頭是包。你就是扛著個偃月刀，也成不了關羽，因為你缺乏關羽最本質的東西---絕世武功。同樣的道理，如果你沒有領會OO思想，怎麼可能寫得出真正的OO程序呢？
那是不是面向過程就不好，也沒有存在的必要了？我從來沒有這樣說過。事實上，面向過程的編程(OPP)已經存在了幾十年了，現在依然有很多人在使用。它的優點就是邏輯不復雜的情況下很容易理解，而且運行效率遠高於面向對象（OO）編寫的程序。所以，系統級的應用或准實時系統中，依然采用面向過程的編程(OPP)。當然，很多編程高手以及大師級的人物，他們由於對於系統整體的掌控能力很強，也喜歡使用面向過程的編程(OPP)，比如像Apache,QMail,PostFix,ICE等等這些比較經典的系統都是OPP的產物。象php這些腳本語言，主要用於web開發，對於一些業務邏輯相對簡單的系統，也常使用面向過程的編程(OPP)，這也是php無法跨入到企業級應用開發的原因之一，不過php5目前已經能夠很好的支持OO了。
2.4 詳解面向過程的編程(OPP)
在面向對象出現之前，我們采用的開發方法都是面向過程的編程(OPP)。面向過程的編程中最常用的一個分析方法是“功能分解”。我們會把用戶需求先分解成模塊，然後把模塊分解成大的功能，再把大的功能分解成小的功能，整個需求就是按照這樣的方式，最終分解成一個一個的函數。這種解決問題的方式稱為“自頂向下”，原則是“先整體後局部”，“先大後小”，也有人喜歡使用“自下向上”的分析方式，先解決局部難點，逐步擴大開來，最後組合出來整個程序。其實，這兩種方式殊路同歸，最終都能解決問題，但一般情況下采用“自頂向下”的方式還是較為常見，因為這種方式最容易看清問題的本質。
我舉個例子來說明面向過程的編程方式:
用戶需求：老板讓我寫個通用計算器。
最終用戶就是老板，我作為程序員，任務就是寫一個計算器程序。OK，很簡單，以下就是用C語言完成的計算器：
假定程序的文件名為：main.c。
int main(int argc, char *argv[]){
//變量初始化
int nNum1,nNum2;
char cOpr;
int nResult;
nNum1 = nNum2 = 0;
cOpr = 0;
nResult = 0;
//輸入數據
printf("Please input the first number:/r/n");
scanf("%d",&nNum1);
printf("Please input the operator:/r/n");
scanf("%s",&cOpr);
printf("Please input the second number:/r/n");
scanf("%d",&nNum2);
//計算結果
if( cOpr == '+' ){
nResult = nNum1 + nNum2;
}else if( cOpr == '-' ){
nResult = nNum1 - nNum2;
}else{
printf("Unknown operator!");
return -1;
}
//輸出結果
printf("The result is %d!",nResult);
return 0;
}
拋開細節不講，我想大多數人差不多都會這麼實現吧，很清晰，很簡單，充分體現了“簡單就是美”的原則，面向過程的編程就是這樣有條理的按照順序來逐步實現用戶需求。
凡是做過程序的人都知道，用戶需求從來都不會是穩定的，最多只能夠做到“相對穩定”。用戶可能會隨時提出加個功能，減個功能的要求，也可能會要求改動一下流程，程序員最煩的就是頻繁地變動需求，尤其是程序已經寫了大半了，但這種情況是永遠無法避免的，也不能完全歸罪到客戶或者需求分析師。
以我們上面的代碼為例，用戶可能會提出類似的要求：
首先，你程序中實現了“加法”和“減法”，我還想讓它也能計算“乘法”、“除法”。
其次，你現在的人機界面太簡單了，我還想要個Windows計算器的界面或者Mac計算器的界面。
用戶需求開始多了，我得琢磨琢磨該如何去寫這段代碼了。我今天加了“乘”“除”的運算，明天保不齊又得讓我加個“平方”、“立方”的運算，這要是把所有的運算都窮盡了，怎麼也得寫個千八百行代碼吧。還有，用戶要求界面能夠更換，還得寫一大堆界面生成的代碼，又得來個千八百行。以後，這麼多代碼堆在一起，怎麼去維護，找個變量得半天，看懂了代碼得半天，萬一不小心改錯了，還得調半天。另外，界面設計我也不擅長，得找個更專業的人來做，做完了之後再加進來吧。這個過程也就是“軟件危機”產生的過程。伴隨著軟件廣泛地應用於各個領域，軟件開發的規模變得越來越大，復雜度越來越高，而其用戶的需求越來越不穩定。
根據用戶提出的兩個需求，面向過程的編程該如何去應對呢？我想大家都很清楚怎麼去改。Very easy，把“計算”和“界面”分開做成兩個獨立的函數，封裝到不同的文件中。
假定程序的文件名為：main.c。
#include "interface.h"
#include "calculate.h"
int main(int argc, char *argv[]){
//變量初始化
int nNum1,nNum2;
char cOpr;
int nResult;
nNum1 = nNum2 = 0;
cOpr = 0;
nResult = 0;
//輸入數據
if( getParameters(&nNum1,&nNum2,&cOpr) == -1 )
return -1;
//計算結果
if( calcMachine(nNum1,nNum2,cOpr,&nResult) == -1 )
return -1;
//輸出結果
printf("The result is %d!",nResult);
return 0;
}
interface.h:
int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr);
interface.c:
int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr){
printf("Please input the first number:/r/n");
scanf("%d",nNum1);
printf("Please input the operator:/r/n");
scanf("%s",cOpr);
printf("Please input the second number:/r/n");
scanf("%d",nNum2);
return 0;
}
calculate.h:
int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr, int *nResult);
calculate.c:
int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr,int *nResult){
if( cOpr == '+' ){
*nResult = nNum1 + nNum2;
}else if( cOpr == '-' ){
*nResult = nNum1 - nNum2;
}else{
printf("Unknown operator!");
return -1;
};
return 0;
}
“計算”和“界面”分開之後，添加新功能或者修改bug就方便多了，遇到與“計算”相關的需求就去修改calculate模塊，遇到與“界面”相關的需求就去修改interface模塊，因此，整個系統模塊之間的“耦合度”就被放松了，可維護性有了一定程度的改善。
面向過程的編程(OPP)就是將用戶需求進行“功能分解”。把用戶需求先分解成模塊(.h,.c)，再把模塊(.h,.c)分解成大的功能(function)，然後把大的功能(function)分解成小的功能(function)，如此類推。
功能分解是一項很有技術含量的工作，它不僅需要分解者具有豐富的實戰經驗，而且需要科學的理論作為指導。如何分解，分解原則是什麼，模塊粒度多大合適？這些都是架構師的要考慮的問題，也是我們後面要著重講的內容。
面向過程的編程(OPP)優點是程序順序執行，流程清晰明了。它的缺點是主控程序承擔了太多的任務，各個模塊都需要主控程序進行控制和調度，主控和模塊之間的承擔的任務不均衡。
有的人把面向過程定義為：算法 + 數據結構，我覺得也很准確。面向過程的編程中算法是核心，數據處於從屬地位，數據隨算法而流動。所以采用面向過程的方式進行編程，一般在動手之前，都要編寫一份流程圖或是數據流圖。
