淺談Python面向?qū)ο缶幊蘯op思想心得

花了幾個(gè)小時(shí)給小表弟普及了一下OOP的知識(shí)，索性總結(jié)一下寫篇文章。

OOP全稱Object Oriented Programming

即面向?qū)ο缶幊?，之所以有這么一個(gè)奇怪的稱呼，是因?yàn)檫@個(gè)概念并非憑空而來，而是相對(duì)于“面向過程編程”的稱呼。

而要了解什么是面向過程，就要從最早的即非面向?qū)ο?，又非面向過程的原始編程說起。

上古時(shí)期

在最早的編程的上古時(shí)期，程序都只是簡(jiǎn)單地順序執(zhí)行：

print("dosometing")
a=int(input())
b=int(input())
result=a+b
print("{}+{}={}".format(a,b,result))
print("dosomething")

這就涉及一個(gè)問題，如果某部分代碼需要重復(fù)執(zhí)行，比如上邊那段輸入兩個(gè)數(shù)字并打印結(jié)果的代碼，如果需要再次執(zhí)行這個(gè)邏輯怎么辦，難道要再寫一遍？

某些語言，比如C語言，會(huì)這么做：

print("dosometing")
a=int(input())
b=int(input())
result=a+b
print("{}+{}={}".format(a,b,result))
print("dosomething")
goto 2

這里只是用python偽代碼表示C語言的寫法，這段代碼并不能真正執(zhí)行。

C語言可以使用goto語句打亂編譯器“順序執(zhí)行代碼”的邏輯，強(qiáng)行讓編譯器跳到指定的代碼行執(zhí)行代碼。

看似可以解決問題，但這樣帶來另一個(gè)問題，頻繁地使用goto語句將破壞“順序執(zhí)行代碼”這個(gè)最基本的規(guī)則，也極大地降低了代碼地可讀性和可維護(hù)性，不要說讓別的程序員去閱讀這樣的代碼，就算是作者自己，隔個(gè)幾個(gè)月去看估計(jì)也會(huì)頭疼。

所以就有了“面向過程編程”。

面向過程編程

面向過程主要解決了上面出現(xiàn)的“代碼復(fù)用”問題，將需要重復(fù)使用的代碼片段封裝為一個(gè)函數(shù)，只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用就可以重復(fù)使用這段代碼：

def input_and_print():
    a = int(input())
    b = int(input())
    result = a+b
    print("{}+{}={}".format(a, b, result))
print("dosometing")
input_and_print()
print("dosomething")
input_and_print()

看似問題解決了，也沒啥大問題。如果我們要解決的都是“輸入兩個(gè)數(shù)字相加輸出一個(gè)結(jié)果”這種小兒科的問題當(dāng)然如此，但是編程的世界顯然不是這么簡(jiǎn)單。

假設(shè)我們需要用程序模擬一個(gè)“簡(jiǎn)單”的飲料機(jī)，如果是面向過程編程，可能會(huì)這么寫：

STATUS_READY = 0
STATUS_COINED = 1
def coin(now_status):
    if now_status == STATUS_READY:
        print("投入一枚硬幣")
        return STATUS_COINED
    else:
        print("已經(jīng)投入硬幣了")
        return now_status
def get_drink(now_status):
    if now_status == STATUS_COINED:
        print("吐出一瓶飲料")
        return STATUS_READY
    else:
        print("請(qǐng)先投入硬幣")
        return now_status
machine_status = STATUS_READY
machine_status = get_drink(machine_status)
machine_status = coin(machine_status)
machine_status = get_drink(machine_status)

似乎這段代碼表現(xiàn)的也還不賴，但是依然存在很多問題，比如因?yàn)楹瘮?shù)無法保存“狀態(tài)”，我們只能在函數(shù)外部設(shè)置一個(gè)變量machine_status表示飲料機(jī)的狀態(tài)，并且每次調(diào)用函數(shù)時(shí)作為參數(shù)傳入。

這樣做有兩個(gè)缺點(diǎn)：

• 代表飲料機(jī)功能的函數(shù)和代表飲料機(jī)狀態(tài)的數(shù)據(jù)是割裂的，兩者本來都應(yīng)該是飲料機(jī)的一部分，但現(xiàn)在是沒有關(guān)系的兩部分。
• 函數(shù)沒有辦法直接修改飲料機(jī)狀態(tài)（當(dāng)然也不是完全沒有，比如使用global，或者傳入一個(gè)對(duì)象參數(shù)，但這些非常規(guī)手段不在這里討論）。

為了解決這些問題，就有了面向?qū)ο缶幊獭?/p>

面向?qū)ο缶幊?/h2>

我們看如果是面向?qū)ο缶幊?，要如何編寫一個(gè)飲料機(jī)：

from enum import Enum
from enum import Enum
class MachineStatus(Enum):
    READY=1
    COINED=2
class DrinkMachine:
    def __init__(self) -> None:
        self.status=MachineStatus.READY    
    def coin(self):
        if self.status == MachineStatus.READY:
            print("投入一枚硬幣")
            self.status = MachineStatus.COINED
        elif self.status == MachineStatus.COINED:
            print("已經(jīng)投入了一枚硬幣")
        else:
            print("未知錯(cuò)誤")    
    def get_drink(self):
        if self.status == MachineStatus.COINED:
            print("吐出一瓶飲料")
            self.status=MachineStatus.READY
        elif self.status == MachineStatus.READY:
            print("請(qǐng)先投入一枚硬幣")
        else:
            print("未知錯(cuò)誤")
dm = DrinkMachine()
dm.get_drink()
dm.coin()
dm.get_drink()

可以看到，現(xiàn)在“飲料機(jī)”這個(gè)概念是一個(gè)整體，包含了飲料機(jī)的狀態(tài)和所提供的功能，而飲料機(jī)的狀態(tài)變化也完全封裝在對(duì)象中，“用戶”無需操心狀態(tài)的變化，只要按需要調(diào)用對(duì)象的方法即可。

什么是OOP？

現(xiàn)在讓我們回到標(biāo)題，到底什么是OOP，其實(shí)對(duì)象并不是一個(gè)編程專有的概念，就像設(shè)計(jì)模式來源于建筑一樣，對(duì)象同樣是一個(gè)來自于現(xiàn)實(shí)世界的概念。

在現(xiàn)實(shí)世界中，我們做一件事情，往往是圍繞一個(gè)事物實(shí)體展開的，比如開車出去，你首先要有一輛車，4個(gè)輪胎，有發(fā)動(dòng)機(jī)，加滿油的車，這是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的事物。對(duì)應(yīng)到OOP中，就像是組成對(duì)象的數(shù)據(jù)。而這輛車所提供的功能，比如能載人，能拉貨，能開，這些都是車提供的功能。對(duì)應(yīng)的OOP中就是對(duì)象擁有的方法。這顯然是很符合人類習(xí)慣的一種思考問題的方式，即以圍繞事物（對(duì)象）來思考問題。

而面向過程就不是那么符合人類常識(shí)了，它只關(guān)注過程（函數(shù)），即只要能載人或者拉貨就行了，不是很關(guān)注具體你用的是私家車還是坦克。

所以O(shè)OP是一種編程領(lǐng)域借鑒來的思考問題、解決問題的方法，這是一種思想，而封裝、繼承和多態(tài)是具體實(shí)現(xiàn)這種思想的手段和技術(shù)細(xì)節(jié)。

以上是我個(gè)人的一點(diǎn)想法，希望對(duì)大家有所幫助，希望大家以后多多支持腳本之家！