如何理解「面向對象」編程思想

理解面向對象，首先理解要它的基礎概念：

面向對象 ( Object Oriented ) 是將現實問題構建關係，而後抽象成 類 ( class )，給類定義屬性和方法後，再將類實例化成 實例 ( instance ) ，經過訪問實例的屬性和調用方法來進行使用。

在不一樣的語言中，對象的定義範圍不一樣。在 Python 中「類」和「類的實例」都稱爲 對象 ( Object )，由於 Python 的類是更頂級的 type 實例化後的對象，也就是常說的「Python 裏萬物皆對象」；而在 Java 等靜態語言中，通常把類的實例稱爲對象。

理解了理論知識後，接着經過例子，再理解面向對象的三大特徵：封裝、繼承、多態。

下邊咱們把「女媧造人」這個神話故事，用 Python 的面向對象代碼來敘述一遍：

假設咱們是女媧（程序設計者），咱們忽然有個想法，想造一羣和本身差很少的小人，小人須要有男女兩種性別，外觀和行爲也有一些差別。那首先咱們分析出，無論什麼性別，都應該有四肢，因此咱們先仿照本身的構造，在腦海中構思泥人的樣子（抽象成基類），而後先賦予泥人一些共有的行爲（定義類的實例方法）：

class Human(object):

    def __init__(self, name):
        # 有個名字，有兩隻手，兩條腿
        self._name = name
        self.hands = 2
        self.legs = 2

    def introduce_self(self):
        # 介紹本身
        print('我是%s' % self._name)

    def work(self):
        # 工做，但尚未定義具體的行爲
        raise NotImplementedError
複製代碼

而後咱們先捏3個泥人（實例化對象），並給他們取了不一樣的名字（初始化實例屬性）：

>>> a = Human('大強子')
>>> b = Human('二狗子')
>>> c = Human('三愣子')
複製代碼

咱們讓其中一我的介紹本身（調用實例方法）：

>>> a.introduce_self()
我是大強子
複製代碼

這裏解釋一下 Human 的代碼，雖然設定了每一個人都要工做，但如何工做須要到具體到不一樣類型的人，因此在基類裏咱們並無定義 work 方法的內容，若是強行調用會拋出異常。

還有一點，上面定義屬性時，咱們把 self._name 前邊加了下劃線，是由於 Python 裏用下劃線來約定這是一個受保護變量（對應 Java 中的 protected ），咱們不但願外界能直接訪問 name 這個屬性，必需要經過對象調用 introduce_self() 這個行爲介紹了本身，別人才能知道他叫什麼名字，這個過程就稱之爲封裝。

而後咱們繼續完成想法，須要給泥人增長兩種性別，而且異性之間能結婚，咱們開始在剛纔泥人模型的基礎上（繼承於基類），構思出兩種性別的泥人的區別（設置不一樣的屬性），而後讓他們均可以工做，但工做的內容不同（調用相同的方法出現不一樣結果，是多態性），並決定讓男人能夠娶女人（將這個行爲定義爲男人的方法）。

import random

class Female(Human):

    def __init__(self, name):
        # 調用父類的初始化方法，依然有名字、兩隻手、兩條腿
        super().__init__(name)
        # 頭髮和力量進行隨機取值
        self.hair = random.randint(3, 5)
        self.power = random.randint(1, 3)
        # 是否已婚
        self.married = False

    def work():
        print('%s採摘了一些果子' % self.name)

class Male(Human):

    def __init__(self, name):
        super().__init__(name)
        self.hair = random.randint(0, 2)
        self.power = random.randint(2, 5)
        self.married = False

    def work():
        print('%s出去打獵了一天' % self.name)

    def marry(self, other):
        # 判斷本身或對方是否已結婚，不然拋出異常
        if self.married is True or other.married is True:
            raise ValueError('法律不支持屢次結婚')
        # 判斷對方是不是女性，不然拋出異常
        if isinstance(other, Female):
            self.married = True
            other.married = True
        else:
            raise TypeError('法律不支持同性結婚')
複製代碼

而後咱們就可讓小人活動起來：

>>> a = Male('大強子')
>>> b = Male('二狗子')
>>> c = Female('翠花')
>>> for h in [a, b, c]:
...     # 調用父類的方法
...     h.introduce_self()
我是大強子
我是二狗子
我是翠花
>>> for h in [a, b, c]:
...     # 多態性使相同的方法產生不一樣的結果
...     h.work()
大強子出去打獵了一天
二狗子出去打獵了一天
翠花采摘了一些果子
>>> a.marry(c)
>>> a.married
True
>>> c.married
True
>>> b.marry(c)
ValueError: 法律不支持屢次結婚
>>> b.marry(a)
TypeError: 法律不支持同性結婚
複製代碼

設計到此結束，咱們來複盤一下整個過程。

咱們先是把人的共有特徵抽象成 Human 基類，這個基類並不用於實例化，而是用於讓 Female 和 Male 繼承它，並實現不一樣的行爲。這樣咱們就避免把一些共有的行爲重複在多個類裏定義，若是咱們後續想對人類的行爲進行變更，也只須要修改 Human，繼承 Human 的子類會自動得到新行爲，這是 繼承帶來的好處。

咱們把 name 設計爲受保護變量，外界沒法直接訪問這個屬性，讓每一個人的隱私獲得了保障（一些沒必要要的行爲變得可控），這是 封裝 帶來的好處。

同時咱們在 Human 中預留了 work 方法，並在 Female 和 Male 都實現了不一樣的效果，而後咱們知道人人都有 work 方法，所以能夠像 introduce_self 同樣，用循環批量調用 work 方法，這是 多態 帶來的好處。

看到這裏你應該有些理解：面向對象是將客觀事物和一些關係，抽象成具體的模型（類），併爲其設計屬性和方法，即 對象 = 屬性（特徵）+ 方法（行爲）。

若是是擁有複雜關係的需求，咱們就應該儘量將互相有關聯的行爲抽象成類，好比每個網頁，網頁中每個組件 等等。實際上面向對象幫助咱們在幾萬行代碼的大型項目中，仍然能夠遊刃有餘，正由於如此，才能發展爲目前應用最爲普遍的編程思想。

但也並非說任什麼時候候都要「面向對象」，過分的封裝和抽象，也會形成代碼可讀性的降低，以及運行效率的降低，所以咱們應該在能將事物抽象化的需求中使用面向對象。

最後，不論是面向什麼編程，終究仍是要面向人生

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