理解面向对象

理解面向对象

阅读知乎大牛对面向对象的讨论后,写下自己的总结和理解。知乎

面向对象的原本特性

面向对象原本的特性(好处)是什么呢?在我们的课本中赫然的写着三个特性:封装、继承、多态。然而,对于我们代码量少得可怜的初学者来说,怎么都不会理解这些概念。再加上老师和课本上都说面向对象是多么好的编程范式,导致我们有错误的理解——编程就应该用面向对象,面向对象能写出好的程序。这种理解就会让我们到处使用面向对象,看到一个问题就立马先来一个class再说,看到成员变量就放在private里边,认为这体现了封装,等到写算法的时候私有变量又碍手碍脚,又不得不移出来(或者写一些getter和setter方法到处打洞),看到teacher、student、worker就一定会写一个person类继承之,本来简单的问题最后搞出来好多类,然后类之间各种存在关系,最后还不一定能解决问题,所以搞得我初学面向对象的时候怀疑面向对象是不是有问题啊。我相信很多像我一样的普通学生都会有这样的体会。
面向对象当然不是没用的。面向对象是前辈大牛们总结出来的成功经验,只不过是我们没用对。首先,我们要知道面向对象只是众多编程范式中的一种,所以它有最适合使用它的场景,并不是所有问题都能高效率的解决,每种范式都有自己适合使用的场景,绝不能认为面向对象写出来的一定是最好的。因此,我们要结合实际问题,必须经过充分地分析,选择最合适的范式。当然这个选择肯定是有经验的程序员来做的。面向对象不是万能的,它不能解决所有问题

关于这一点,知乎中大牛用WOW中英雄众多的技能设计问题,说明的非常好,如果用面向对象来做,类的数量可能会爆炸,而通过表格驱动的思想代码量会减少很多,并且可扩展性也更强

对于那23中设计模式的学习和使用也是存在类似的问题,如果使用了不合适的设计模式,会发现可能问题是被解决了,但是类咋这么多呢,是不是太啰嗦了呢?当然,你可能会说类多啰嗦,是因为考虑到了扩展性,以后写代码就方便了。大多数情况并非如你所愿,可能那堆代码后来就根本没有扩展过,可扩展性是个伪需求,也可能真正有需求变更时,之前啰嗦的设计使得扩展更加困难。一切源于我们对需求对问题认识的不清楚,就往某个设计模式里生搬硬套。

面向对象的特性其实只有两个:封装与接口归一化

封装

封装绝对不是将变量不加思索的放在private里边。封装的意义在于区分内和外,通过接口向程序的调用者表明哪些操作是允许的哪些是不允许的(怎么表达不允许呢?例如我们不希望从外部构建对象,就需要将构造函数隐藏)。好的封装应该是使用者的任何需求都能无阻碍的满足而不是受限于各种私有变量,并且内部实现不管怎么改变都不会影响外部的程序。所以封装是个很复杂的设计过程,必须经过充分地思考才有可能设计出好的接口。好的封装应该是透明的,使用者不会察觉到它的存在。

接口归一化

接口归一化=接口继承+多态
这里为什么要将继承和多态并列呢?因为不实现多态的继承是没有意义的,或者说使得面向对象原本的特性损失一大半了。我们知道继承分为接口继承实现继承,实现继承我们经常说能够让代码重用,能够支持开闭原则,然而现在普遍的结论是实现继承使得类结构变得复杂,类设计开销增大,如果代码我们可以自由修改,继承往往不是最佳选择。
接口继承和多态是相辅相成的,他们一起实现了接口归一化。接口归一化的典型案例就是:

  • Linux的泛文件概念,硬盘、USB、键盘、 网络等所有东西都被抽象为文件。
  • UI框架中,所有对象都是window,都可以响应窗口事件。
  • 游戏编程中,所有对象都是可以感受到时间的精灵。

可以看出来,接口归一化就是将所有拥有相同操作的对象统一到一起,调用者无需关心每个对象的具体细节,统一的接口使得调用者无差别地对待这些对象,使得开发变得方便。这个特性就是面向对象最大的特性。所以在你遇到的问题中需要这种归一化无差别地操作时,选择面向对象应该不会错。

面向对象中的误区

一切皆对象

这句话在面向对象编程中应该非常常见,这句话的祸害在于鼓励了大家不假思索地多写类,怂恿了大家勇敢使用面向对象。其实根据上面的讨论,我们应该将那些具有统一操作的对象统一到一起,也就是说一切对象都可以做XX才是正确的论述,并且这个对象可以做什么,是我们结合具体的问题抽象出来的结果,可能和实际生活中的分类重叠,也可能完全不同。我们不能凭生活经验或者常识进行分类,比如:所有正方形都是矩形,如果正方形从矩形继承,那什么是正方形的长宽?我们修改了正方形的长,那它还是正方形么?所以在抽象类别时,需要结合实际问题。

只有面向对象语言才能实现面向对象

Linux不是用面向对象语言写的但它的泛文件设计依然体现了面向对象的思想。面向对象语言只是在语言层面提供便利,让我们更快更简单的实现面向对象思想。

面向对象是无害的

同前边讨论设计模式一样,如果在不合适的场景(比如那个WOW的例子或者如此面向对象中的讨论)使用面向对象,那面向对象只能是有害的。还有不要以为面向对象就是比面向过程牛逼,各种编程范式没有谁优谁劣只有合不合适。面向对象不是编程的唯一选择。

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