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上帝用7天创造了“面向对象”python版

程序员文章站 2022-06-07 16:53:06
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  • 设计模式解析里提到了面向对象设计考虑的几个视角,一个是概念层(解决需求的实现方式, 定义抽象类),一个是规约层(描述对象的行为, 定义接口),一个是实现层(实现对象的行为)。实际上我们大多数初级编程人员的眼睛一直是盯着实现层的,而这正是面向对象设计所极力避免的,即你不要在一开始就关注这些细节,你要关注的是规约(接口)。从概念层开始编程叫概念层次编程,其定义了需求的行为和实现方式;从规约层编程开始叫做面向接口编程,其描述了对象的行为。

第一天

上帝看到人类发明了计算机,但一直在用汇编语言艰难地写程序,很是伤心,就把编译器的秘密告诉了约翰·巴科斯,让他带领大家写出了编译器,从此人类可以用高级语言写程序,然后编译成机器语言去运行了。
上帝还教会了人类使用顺序、循环、分支这三种基本的程序结构来编写程序。
人类很高兴,写的代码越来越长。

第二天

人类经常写下臭长臭长的代码,然后把代码Copy得到处都是。
上帝说:“要有函数!你们可以用函数把长长的代码封装起来,这样就写一次,就可以到处调用了。”
上帝用7天创造了“面向对象”python版
人类又发现有些函数的参数太长, 记不住,调用层次深的时候让人抓狂:
上帝用7天创造了“面向对象”python版
上帝告诉Dennis Ritchie:“找个数据结构把参数组织起来,以后就传递这个数据结构!”
上帝用7天创造了“面向对象”python版
上帝教导人类:程序 = 数据结构+算法
人类看到清爽的代码,觉得很舒服。

第三天

有人写了一个程序,用一个数据结构和函数实现了一个简单的功能。
上帝看到了,皱了皱眉头,说道:“这个数据结构对外完全是不设防啊,不但自己的方法可以操作,使用这个stack的客户也可以操作elements这样的内部数据结构。依照人类的本性,还不搞得天下大乱? 不好不好。”
上帝用7天创造了“面向对象”python版
上帝说:“要有Object!”
上帝把Alan Kay叫来,告诉他:要把数据和操作结合起来,形成Object,以后Object的属性数据不允许直接访问,只能通过这个Object的函数来操作。
上帝用7天创造了“面向对象”python版
人类觉得Object大法好,创建了很多Object出来,让他们互相调用。

第四天

上帝发现很多Object的方法都是相同的,他们被重复地放在一个个对象当中,太浪费了。
上帝用7天创造了“面向对象”python版
上帝说:“要有Class!把这些重复的方法代码从对象中剥离出来,放到一个公共的Class中! ”
人类问:“那我们怎么把这些Object给创建起来?并且让Object 和 Class关联?”
上帝说:“可以用语句 stack1 = Satck()”
上帝用7天创造了“面向对象”python版
Stack类的函数定义只有一份,但是Stack类生成的Object有很多份。
人类在写func函数的时候,要操作Object的数据, 到底操作的是哪一个Object?
上帝说:“ 要有this !”
每次调用函数的时候,可以把要操作的Object作为一个隐藏的参数传递进去。例如obj.func(data, index),真正在调用的时候是这样的:def push(this, data, index)。
有个叫Guido的说:“我能不能把this改成 self ? ”
上帝说:“随你喽!”
还有人说:“这不又回到我们原始的状态去了吗? obj.func(data, index)”
上帝告诫说:“虽然本质相同,但是表达形式不同,之前你在语法层面必须传递一个Stack 对象到函数,现在语法层面不用加了。我会在编译后的代码,或者运行时自动给你们加上。”
Guido说:“我还是喜欢把self加到方法上!”
上帝没有说话,应该是默认了。

第五天

人类创建了很多很多的Class,上帝发现有些Class包含了类似的功能,还是有重复代码。
上帝说:“要有继承!把那些类似的、重复代码放到父类当中去,这样子类就可以直接使用,不用重新再写一遍了。”
上帝用7天创造了“面向对象”python版
上帝又说:“要有多态!就是对同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作。”

p = Employee();
p.funcB()  # 执行Employee类的funcB()方法,而不是Person类的funcB()方法

人类看到继承的好处,开始疯狂使用。
支持单继承和支持多继承的两派人还发起了多次战争。
上帝非常担心,他告诫人类:“继承其实是破坏了封装性,父类的很多细节对子类都是可见的,父类的变化可能会极大地影响子类。”
人类不知道怎么办。
“你们要记住一条: 优先使用组合而不是继承。” 看到人类并不太懂,上帝叫来了Freeman , 告诉他一个“鸭子游戏”的例子,后来Freeman把这个例子写到了一本书里,这本书叫做《Head First 设计模式》。

  • 【以下汪汪补充】-关于多用组合,少用继承
    继承的好处:提高代码的复用。
    继承的弊端:可能特殊的本类又有其他特殊的地方,又会定义一个类,其下也可能再定义类,这样就会造成继承的那条线越来越长,使用继承的话,任何一点小的变化也需要重新定义一个类,很容易引起类的爆炸式增长,产生一大堆有着细微不同的子类. 所以有个“多用组合少用继承”的原则。
    为了克服这个弊端,因此引入了组合的设计方式。
    组合:在一个类中以另一个类的实例作为类属性,称为类的组合。
    继承和组合的区别:
    继承的方式:通过继承建立了子类与父类之间的关系,它是一种’是’的关系,比如白马是马,人是动物。
    组合的方式:用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如老师有生日,老师教数学课程。
    上帝用7天创造了“面向对象”python版
  • 【以上汪汪补充】

“还有一条,” 上帝补充到,“面向接口编程,而不是实现编程。”
人类还是不懂,上帝叫来了Eric Gamma ,告诉他在面向对象设计和编程中要注意的23种通用模式, 让他和另外三个人写了一本书《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,但是大家都说看不懂。

  • 【以下汪汪补充】-面向接口编程,而不是实现编程
    如果一个需求可以有多种实现方式,则在描述需求实体的行为时,应当达到这样一个目标:在使用实体的时候,无需详细了解实体行为的实现方式,把实体的行为和行为的实现分离开来。
    对于实际项目开发来说,如果我们把实现的过程分为多个阶段的话,我们不妨这么划分:第一阶段,根据需求去设计我们的接口, 在这个阶段任何实现都没有,所有的任务就是定义接口所需要的职责,以及所需要的一些输入和输出;第二阶段,实现前面定义的接口。
    比如一个列表里需要查询,看明细信息,增加信息,我们第一步在接口里定义行为(这个过程会有整体设计的意识),毫不关心底层实现(数据库、事务),我的目标就是"我想要这个功能,我想要那个功能",至于那个功能怎么实现在第一阶段我认为那不是我的事情(尽管这个事情最终还是由我来做)。
    这种过程分层的概念更加明显,你的工作更有层次,每次都有先设计再实现的步骤,而前面那个过程很容易就让你不知不觉地陷入纯实现的陷阱中。
    综上所述,面向接口编程即在一个面向对象的系统中设计各个对象之间的协作关系,同时又不能干涉到接口的实现方式,即不能在抽象类里面设计接口。
    在python中有三种方式实现面向接口编程:
  1. 以函数为基础单位实现接口设计
    需求:设计一个接口查询员工账号,这个查询的对象可以是银行体系的,也可以是物流体系的,即接口的实现方式有很多中,因此选择面向接口的方式设计。
    上帝用7天创造了“面向对象”python版
  2. 以类为基础单位实现接口设计
    需求:同上
    上帝用7天创造了“面向对象”python版
  3. 以接口继承的方式实现接口设计
    该类型又叫“接口继承”。
    接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象,这个抽象规定了一个兼容接口,使得外部调用者无需关心具体细节,可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上,叫做归一化。
    归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合——就好象linux的泛文件概念一样,所有东西都可以当文件处理,不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕(当然,对底层设计者,当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”,然后做出针对性的设计:细致到什么程度,视需求而定)。
    上帝用7天创造了“面向对象”python版
    设计接口的另一个不可忽视的因素是接口所处的环境(context, environment),系统论的观点认为环境是系统要素所处的空间与外部影响因素的总和。任何接口都是在一定的环境中产生的。因此环境的定义及环境的变化对接口的影响是不容忽视的,脱离原先的环境,所有的接口将失去原有的意义。
  • 【以上汪汪补充】

第六天

人类使用了继承和多态,理解了设计模式,但是代码还是一团糟。
上帝说:“编程的关键是要抽象啊!你们得把系统需求抽象成高层的概念,然后在概念层次进行编程。”
这句话本身就很抽象。
有大牛学会了,写出了很多优秀的软件。
大部分人表示学不会。
上帝也没有办法, 只是有点后悔,教了人类太多的东西, 而人类又不能完全掌握。
上帝一直在思考,要不还是让人类回到机器语言编程时代?
或者创造一种智能的机器来替代人类编程?

  • 【以下汪汪补充】-把系统需求抽象成高层的概念,然后在概念层次进行编程
    需求分析应该站在概念的层次上,而不是站在实现的层次上。什么叫做概念的层次呢?简单的说就是分析对象该做什么,而不是分析对象怎么做。前者属于分析的阶段,后者属于设计阶段,甚至是实现的阶段。
    在概念层次上编程就是分析对象该做什么之后,针对对象该做什么设计出接口(或是抽象类),而不用关心具体的实现。
    python也有抽象类的概念,但是需要借助模块实现。抽象类是一个特殊的类,它的特殊之处在于只能被继承,不能被实例化。在抽象类中只能有抽象方法(没有实现功能),该类不能被实例化,只能被继承,且子类必须实现抽象方法。
    上帝用7天创造了“面向对象”python版
    抽象类是一个介于类和接口之间的一个概念,同时具备类和接口的部分特性,可以用来实现归一化设计。
  • 【以上汪汪补充】

第七天

上帝觉得累坏了,就休息了,程序员们也休息了一天。
这就是星期天的来历。

1.面向对象圣经
https://blog.csdn.net/coderising/article/details/100021470
2. python 类的继承和派生
https://www.cnblogs.com/yangzhenwei123/p/6759297.html
3. 面向接口编程与面向实现编程
https://blog.csdn.net/qq_21508727/article/details/80700364

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