python面向对象：什么是面向对象程序设计

Posted 2020-11-10 芳姐

编程范式

 　　编程即写程序or代码，具体是指程序猿用特定的语法+数据结构+算法编写代码，目的是用来告诉计算机如何执行任务。

　　如果把编程的过程比喻为练习武功，那么编程范式指的就是武林中的各种流派，而在编程的世界里最常见的两大流派就是:面向过程和面向对象

　　面向过程和面向对象在不同的场景下都各有优劣，谁好谁坏不能一概而论，下面就让我们来详细了解它们。

 

面向过程的程序设计

概念：

核心是“过程”二字，“过程”指的是解决问题的步骤，即先干什么再干什么。。。。，基于面向过程设计程序就好比设计一条流水线，是一种机械式的思维方式。若程序一开始是要着手解决一个大的问题，面向过程的基本设计思路就是把这个大的问题分解成很多个小问题或子过程，这些子过程在执行的过程中继续分解，直到小问题足够简单到可以在一个小步骤范围内解决。

优点是：

复杂的问题流程化，进而简单化（一个复杂的问题，分成一个个小的步骤去实现，实现小的步骤将会非常简单）

举个典型的面向过程的例子，写一个注册程序，分三步，输入用户名，密码，验证，写入数据库。

import json
import re
def interactive():
    name=input(\'>>: \').strip()
    pwd=input(\'>>: \').strip()
    
    return {
        \'name\':name,
        \'pwd\':pwd,
       
    }

def check(user_info):
    is_valid=True

    if len(user_info[\'name\']) == 0:
        print(\'用户名不能为空\')
        is_valid=False

    if len(user_info[\'pwd\']) < 6:
        print(\'密码不能少于6位\')
        is_valid=False

    

    return {
        \'is_valid\':is_valid,
        \'user_info\':user_info
    }

def register(check_info):
    if check_info[\'is_valid\']:
        with open(\'db.json\',\'w\',encoding=\'utf-8\') as f:
            json.dump(check_info[\'user_info\'],f)



def main():
    user_info=interactive()

    check_info=check(user_info)

    register(check_info)

if __name__ == \'__main__\':
    main()

　　

缺点是：

 　　一套流水线或者流程就是用来解决一个问题，比如生产汽水的流水线无法生产汽车，即便是能，也得是大改，改一个组件，与其相关的组件都需要修改，牵一发而动全身，扩展性极差。

比如我们要加一个邮箱验证功能，那么和邮箱相关的代码都要改，代码如下：

import json
import re
def interactive():
    name=input(\'>>: \').strip()
    pwd=input(\'>>: \').strip()
    email=input(\'>> \').strip()
    return {
        \'name\':name,
        \'pwd\':pwd,
        \'email\':email
    }

def check(user_info):
    is_valid=True

    if len(user_info[\'name\']) == 0:
        print(\'用户名不能为空\')
        is_valid=False

    if len(user_info[\'pwd\']) < 6:
        print(\'密码不能少于6位\')
        is_valid=False

    if not re.search(r\'@.*?\\.com$\',user_info[\'email\']):
        print(\'邮箱格式不合法\')
        is_valid=False

    return {
        \'is_valid\':is_valid,
        \'user_info\':user_info
    }

def register(check_info):
    if check_info[\'is_valid\']:
        with open(\'db.json\',\'w\',encoding=\'utf-8\') as f:
            json.dump(check_info[\'user_info\'],f)



def main():
    user_info=interactive()

    check_info=check(user_info)

    register(check_info)

if __name__ == \'__main__\':
    main()

　　

应用场景：

　　面向过程的程序设计思想一般用于那些功能一旦实现之后就很少需要改变的场景， 如果你只是写一些简单的脚本，去做一些一次性任务，用面向过程的方式是极好的，著名的例子有Linux內核，git，以及Apache HTTP Server等。但如果你要处理的任务是复杂的，且需要不断迭代和维护 的， 那还是用面向对象最方便了。

 

面向对象的程序设计

概念：

OOP(Object Oriented Programing）编程是利用“类”和“对象”来创建各种模型来实现对真实世界的描述

面向过程 = 个人视角

 

我要去做大保健，我只需考虑，我有没有钱，去哪家店，怎么去，做什么价位的就可以，你的每一步都要通过程序定义出来，写死了，在这个程序里，你只被设定了去做大保健的功能，你说中途我想去个ktv,那可能会导致整个程序的逻辑都得更改。 用面向过程的方式写代码，那你care的就是整个事情的执行过程

 

　　

面向对象 = 上帝视角

如果你是上帝，你现在要创世纪，把这么多人、动物、山河造出来，上帝光靠自己干，一个一个的造人，多累呀，让你干这个活，你肯定是先造模子，一个男人模子，一个女人模子，剩下的就一个个复制就行啦。这个模子的作用是什么？模子定义了人这个物种所具备的所有特征\\(或者说，我们把具备这些特征的个体归为人类\\)。

这个世界上所有的东西都是你定义的，你需要用最高效的方式去造世界，最高效的方式就是，先把世界按物种、样貌、有无生命等各种维度分类，然后给每类东西建模型，再让其在不脱离你基本横型定义的框架下，自我繁衍（世界要多姿多彩，所以即使是同一物种，也要有些不一样）

　　

 

 核心是“对象”二字，对象是特征与技能的结合体。

优点是：

可扩展性强

 

1、使程序更加容易扩展和易更改，使开发效率变的更高

2、基于面向对象的程序可以使它人更加容易理解你的代码逻辑，从而使团队开发变得更从容

 

 缺点是：

编程复杂度高

 

应用场景：
用户需求经常变化，互联网应用，游戏，企业内部应用

名词解释：
类：一个类即是对一类拥有相同属性的对象的抽象，蓝图，原型、模板。在类中定义了这些对象的都具备的属性（variables（data））、共同的方法

属性：人类包含很多特征，把这些特征用程序来描述的话，叫做属性，比如年龄、身高、性别、姓名等都叫做属性，一个类中，可以有多个属性

方法：人类不止有身高、年龄、性别这些属性，还能做好多事情，比如说话、走路、吃饭等，相比较于属性名词，说话、走路是动词，这些动词用程序来描述就叫做方法
实例（对象）：一个对象既是一个类的实例化后实例，一个类必须经过实例化后方可在程序中调用，一个类可以实例化多个对象，每个对象既可以有不同的属性，就像人类是指所有人，每个人是指具体的对象，人与人之间有共性，亦有不同

实例化：把一个类转变成一个对象的过程就叫实例化

面向对象3大特性

Encapsulation封装

在类中对数据的赋值、内部调用对外部用户是透明的，这是类变成了一个胶囊或容器，里面包含着的数据和方法

 

Inheritance 继承

一个类可以派生出子类，在这个父类里定义的属性、方法自动被子类继承

 

Polymorphism 多态

多态是面向对象的重要特性，简单点说：“一个接口，多种实现”，指一个基类中派生出了不同的子类，且每个子类在继承了同样的方法名的同时又对父类的方法做了不同的实现，这就是一种事物表现出的多种形态。

编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程，多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来，再通过这个抽象的事物，与不同的具体事物进行对话

对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如，你的老板让所有员工在九点开始工作，他只要在九点的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”，因为“员工”是一个抽象的事物，只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了，至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。

多态允许将子类的对象当做父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象，调用的方法是该子类型的方法。这里引用的调用方法的代码编译前就已经决定了，而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定