面向过程编程和面向对象编程

编程的俩个大思想：

• 面向过程编程

• 面向对象编程

面向过程编程（Procedural Programming）

一种编程范式，它的主要思想是将程序分解为一个个独立的过程（或函数），这些过程按照一定的顺序执行，以完成特定的任务。面向过程编程强调的是算法和过程的线性流程，程序的控制逻辑通过一系列的函数调用来实现。

以下是面向过程编程的关键特点：

1. 基于过程：程序的主要构建单元是过程（或函数）。这些过程是顺序执行的，每个过程负责执行特定的任务。程序的控制流按照过程的调用顺序执行。

2. 数据和函数分离：在面向过程编程中，数据和函数通常是分离的。数据通常存储在全局变量中，而函数用于对数据执行操作。

3. 可重用性：通过将一组操作封装到函数中，可以实现代码的重用。这使得开发者能够多次使用相同的函数，以执行相似的任务。

4. 适用于简单任务：面向过程编程通常适用于较为简单的任务或脚本，其中不需要复杂的数据结构和抽象概念。

5. 可读性和可维护性：随着程序的增长，面向过程编程可能导致代码变得难以理解和维护，因为程序控制逻辑分散在多个函数之间。

6. 示例：以下是一个面向过程编程的示例，计算并打印学生的平均分数：

   class Dog:
       def __init__(self, name, breed):
           self.name = name
           self.breed = breed
   
       def bark(self):
           return "Woof!"
   
   my_dog = Dog("Buddy", "Golden Retriever")
   

在面向过程编程中，数据和函数之间的关系比较直接，程序较为简单，适用于一些小型项目或需要执行特定操作的情况。然而，随着项目的复杂度增加，面向过程编程的局限性可能会变得更加明显。这时，面向对象编程等其他范式可能更适合用于组织和管理代码。

面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）

他将数据（对象）和操作数据的方法（函数）组织在一起。以模拟现实世界中的实体和其交互。在 Python 中，一切都是对象，包括基本数据类型和函数。OOP是一种以对象为中心的编程方法，具有以下的核心概念：

1. 对象（object）

对象是程序中的基本单元，代表了某个实体或概念，具有属性和方法。例如，一辆汽车可以表示为一个对象，具有属性（颜色，型号）和方法（启动，停止）。

2. 类（class）

 类是一种用于创建对象的模板或蓝图。它定义了对象的属性和方法。JVM类似于工厂，通过类（模板）创建对象（类的实例）。 类是从多个相同类型的对象中抽取出来的共性，只保留程序所关注的部分。对象是类的实例。例如，汽车类可以定义为汽车对象的通用属性和方法。

        2.2 类的组成部分

                1. 属性/成员变量/全局变量/实例变量。
                    定义位置：类以内，方法以外。
                    演示的代码如下：

// 类：对象的模板（设计图），JVM需要通过类创建相同的对象
// 在类中定义对象所具备的属性（特征），方法（行为）
// Student类的模板
class Student{//学生类
	//属性
	String stuId;//学生的学号
	String name;//学生的姓名
	int age;  	//学生的年龄
	boolean sex;//学生的性别
	double score;//学生的成绩
}

在 Python 中，类是定义对象的模板，而对象是类的实例。你可以创建一个类，定义属性（变量）和方法（函数），然后使用该类创建对象。例如：

class Dog:
    def __init__(self, name, breed):
        self.name = name
        self.breed = breed

    def bark(self):
        return "Woof!"

my_dog = Dog("Buddy", "Golden Retriever")

3. 属性

类中的属性是对象的数据成员，它们代表对象的状态。属性在类中使用 self 关键字来定义。你可以访问属性以读取或修改对象的状态。

4. 方法

方法是类中的函数，用于定义对象的行为。方法在类中定义，可以使用 self 关键字来访问对象的属性和其他方法。方法允许对象执行操作，例如修改属性或执行特定的计算。

5. 封装（encapsulation）

封装是一种讲数据（属性）和操作数据的方法（方法）封装在类中的机制。它通过将数据私有化，只允许通过公共的方法来访问和修改数据，从而保存数据的完整性和安全性。

6. 继承（inheritace）

继承是一种机制，允许一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以继承父类的特性，同时可以根据需要添加或修改属性和方法。这提高了代码的重用性。

7. 多态（polymorphism）

多态是一种概念，允许不同类的对象对相同的方法做出不同的响应，这意味着一个方法可以以多种方式呈现，具体取决于对象的类型。多态通过接口和抽象类实现。

8. 类和对象之间的关系

类是对象的模板，而对象是类的实例。一个类可以创建多个对象，每个对象都具有相同的属性和方法，但它们的属性值可能不同。

9. 构造函数

构造函数是类中的一个特殊方法，用于初始化对象的属性。在 Python 中，构造函数的名称是 __init__，它会在创建对象时自动调用。构造函数通常接受参数，用于初始化对象的属性。

10. 类成员

除了实例成员（对象的属性和方法），Python 还支持类成员。类成员属于类本身，而不是对象。你可以使用 @classmethod 装饰器定义类方法，或者使用 @staticmethod 装饰器定义静态方法。

OOP 的主要优点包括：

• 模块化：OOP 可以将代码分成小的模块，每个模块对应一个类。这提高了代码的可维护性和重用性。

• 抽象性：OOP 允许开发人员从实际问题中抽象出类和对象，以更好地理解和解决问题。

• 拓展性：通过继承和多态，可以轻松添加新功能或扩展现有功能。

• 数据封装：OOP 可以隐藏数据的具体实现细节，只提供公共接口，从而提高了安全性。

• 更易于理解：OOP 模型通常与现实世界中的对象和概念相对应，使代码更容易理解。

OOP在许多编程语言中得到广泛应用，包括Python、Java、C++、C#等。开发者可以使用OOP来构建各种应用程序，包括桌面应用、Web应用、移动应用以及游戏等。这种编程范式的目标是提供更清晰、可维护和可扩展的代码结构，以应对现实世界中复杂的问题。

需要注意，面向对象编程并不是万能的，他有自己的局限性。例如，在处理大规模数据时候，面向对象的开销可能比较大，需要考虑其他的编程规范，如函数式编程。此外，使用面向对象编程需要遵循一些设计原则，如单一职责原则，开闭原则，里氏替换原则，才能写出高质量代码。

面向对象编程是一种非常有价值的编程思想和范式。他将真实世界中的事物抽象成对象，并通过对象之间的交互来完成软件系统的功能。面向对象编程可以提高程序的可维护性，可扩展性和可读性。