浅谈Python面向对象编程oop思想心得
花了几个小时给小表弟普及了一下OOP的知识,索性总结一下写篇文章。
OOP全称Object Oriented Programming
即面向对象编程,之所以有这么一个奇怪的称呼,是因为这个概念并非凭空而来,而是相对于“面向过程编程”的称呼。
而要了解什么是面向过程,就要从最早的即非面向对象,又非面向过程的原始编程说起。
上古时期
在最早的编程的上古时期,程序都只是简单地顺序执行:
print("dosometing") a=int(input()) b=int(input()) result=a+b print("{}+{}={}".format(a,b,result)) print("dosomething")
这就涉及一个问题,如果某部分代码需要重复执行,比如上边那段输入两个数字并打印结果的代码,如果需要再次执行这个逻辑怎么办,难道要再写一遍?
某些语言,比如C语言,会这么做:
print("dosometing") a=int(input()) b=int(input()) result=a+b print("{}+{}={}".format(a,b,result)) print("dosomething") goto 2
这里只是用python伪代码表示C语言的写法,这段代码并不能真正执行。
C语言可以使用goto
语句打乱编译器“顺序执行代码”的逻辑,强行让编译器跳到指定的代码行执行代码。
看似可以解决问题,但这样带来另一个问题,频繁地使用goto
语句将破坏“顺序执行代码”这个最基本的规则,也极大地降低了代码地可读性和可维护性,不要说让别的程序员去阅读这样的代码,就算是作者自己,隔个几个月去看估计也会头疼。
所以就有了“面向过程编程”。
面向过程编程
面向过程主要解决了上面出现的“代码复用”问题,将需要重复使用的代码片段封装为一个函数,只要进行简单的函数调用就可以重复使用这段代码:
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()
看似问题解决了,也没啥大问题。如果我们要解决的都是“输入两个数字相加输出一个结果”这种小儿科的问题当然如此,但是编程的世界显然不是这么简单。
假设我们需要用程序模拟一个“简单”的饮料机,如果是面向过程编程,可能会这么写:
STATUS_READY = 0 STATUS_COINED = 1 def coin(now_status): if now_status == STATUS_READY: print("投入一枚硬币") return STATUS_COINED else: print("已经投入硬币了") return now_status def get_drink(now_status): if now_status == STATUS_COINED: print("吐出一瓶饮料") return STATUS_READY else: print("请先投入硬币") return now_status machine_status = STATUS_READY machine_status = get_drink(machine_status) machine_status = coin(machine_status) machine_status = get_drink(machine_status)
似乎这段代码表现的也还不赖,但是依然存在很多问题,比如因为函数无法保存“状态”,我们只能在函数外部设置一个变量machine_status
表示饮料机的状态,并且每次调用函数时作为参数传入。
这样做有两个缺点:
- 代表饮料机功能的函数和代表饮料机状态的数据是割裂的,两者本来都应该是饮料机的一部分,但现在是没有关系的两部分。
- 函数没有办法直接修改饮料机状态(当然也不是完全没有,比如使用
global
,或者传入一个对象参数,但这些非常规手段不在这里讨论)。
为了解决这些问题,就有了面向对象编程。
面向对象编程
我们看如果是面向对象编程,要如何编写一个饮料机:
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("投入一枚硬币") self.status = MachineStatus.COINED elif self.status == MachineStatus.COINED: print("已经投入了一枚硬币") else: print("未知错误") def get_drink(self): if self.status == MachineStatus.COINED: print("吐出一瓶饮料") self.status=MachineStatus.READY elif self.status == MachineStatus.READY: print("请先投入一枚硬币") else: print("未知错误") dm = DrinkMachine() dm.get_drink() dm.coin() dm.get_drink()
可以看到,现在“饮料机”这个概念是一个整体,包含了饮料机的状态和所提供的功能,而饮料机的状态变化也完全封装在对象中,“用户”无需操心状态的变化,只要按需要调用对象的方法即可。
什么是OOP?
现在让我们回到标题,到底什么是OOP,其实对象并不是一个编程专有的概念,就像设计模式来源于建筑一样,对象同样是一个来自于现实世界的概念。
在现实世界中,我们做一件事情,往往是围绕一个事物实体展开的,比如开车出去,你首先要有一辆车,4个轮胎,有发动机,加满油的车,这是一个实实在在的事物。对应到OOP中,就像是组成对象的数据。而这辆车所提供的功能,比如能载人,能拉货,能开,这些都是车提供的功能。对应的OOP中就是对象拥有的方法。这显然是很符合人类习惯的一种思考问题的方式,即以围绕事物(对象)来思考问题。
而面向过程就不是那么符合人类常识了,它只关注过程(函数),即只要能载人或者拉货就行了,不是很关注具体你用的是私家车还是坦克。
所以OOP是一种编程领域借鉴来的思考问题、解决问题的方法,这是一种思想,而封装、继承和多态是具体实现这种思想的手段和技术细节。
以上是我个人的一点想法,希望对大家有所帮助,希望大家以后多多支持hwidc!
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