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面向对象的四大特性

时间:2020-03-01 19:43:03      阅读:77      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:函数   冒号   语言   rac   def   private   替换   概率   哪些   

封装(Encapsulation)

概念:封装也叫作信息隐藏或者数据访问保护。类通过暴露有限的访问接口,授权外部仅能通过类提供的方式(或者叫函数)来访问内部信息或者数据。

对于封装这个特性,需要编程语言本身提供一定的语法机制来支持。这个语法机制就是访问权限控制。
private、public 等关键字就是 Java 语言中的访问权限控制语法。private 关键字修饰的属性只能类本身访问,可以保护其不被类之外的代码直接访问。public关键字则是完全相反的作用。

封装的意义
对类中属性的访问权限做限制,约束外部对类内部的行为,避免外部错误的修改类中属性。
且,类仅仅通过有限的方法暴露必要的操作,可以提高类的易用性。调用者只需要了解有限的几个方法调用,而不需要了解太多背后的业务细节,用错的概率就会减小很多。

抽象(Abstraction)

概念:封装主要讲的是如何隐藏信息、保护数据,而抽象讲的是如何隐藏方法的具体实现,让调用者只需要关心方法提供了哪些功能,并不需要知道这些功能是如何实现的。
在面向对象编程中,我们常借助编程语言提供的接口类(比如 Java 中的 interface 关键字语法)或者抽象类(比如 Java 中的 abstract 关键字语法)这两种语法机制,来实现抽象这一特性。

实际上,抽象这个特性是非常容易实现的,并不需要非得依靠接口类或者抽象类这些特殊语法机制来支持。
通过函数包裹具体的实现逻辑,这本身就是一种抽象。调用者在使用函数的时候,并不需要去研究函数内部的实现逻辑,只需要通过函数的命名、注释或者文档,了解其提供了什么功能,就可以直接使用了。

抽象的意义

  • 抽象提供了一种只关注功能点不关注具体实现的设计思路,对外屏蔽了复杂的实现逻辑,只暴露简单定义。
  • 除此之外,抽象作为一个非常宽泛的设计思想,在代码设计中,起到非常重要的指导作用。

    很多设计原则都体现了抽象这种设计思想,比如基于接口而非实现编程、开闭原则(对扩展开放、对修改关闭)、代码解耦(降低代码的耦合性)等。

  • 我们在定义(或者叫命名)类的方法的时候,也要有抽象思维,不要在方法定义中,暴露太多的实现细节,以保证在某个时间点需要改变方法的实现逻辑的时候,不用去修改其定义。

继承(Inheritance)

概念:继承是用来表示类之间的 is-a 关系,比如猫是一种哺乳动物。从继承关系上来讲,继承可以分为两种模式,单继承和多继承。单继承表示一个子类只继承一个父类,多继承表示一个子类可以继承多个父类,比如猫既是哺乳动物,又是爬行动物。

为了实现继承这个特性,编程语言需要提供特殊的语法机制来支持,比如 Java 使用 extends 关键字来实现继承,C++ 使用冒号(class B : public A),Python 使用 paraentheses(),Ruby 使用 <。不过,有些编程语言只支持单继承,不支持多重继承,比如 Java、PHP、C#、Ruby 等,而有些编程语言既支持单重继承,也支持多重继承,比如 C++、Python、Perl 等。

继承的意义

  • 继承最大的好处就是代码复用。将两个类相同的属性和方法,抽取到父类中,让两个子类继承父类已达到代码复用的目的。
  • 使用继承关联两个类,反应真实世界中的这种关系,非常符合人类的认知,而且,从设计的角度来说,也有一种结构美感。
  • 另外过度使用继承,继承层次过深过复杂,就会导致代码可读性、可维护性变差。

多态(Polymorphism)

概念:多态是指,子类可以替换父类,在实际的代码运行过程中,调用子类的方法实现。

对于多态特性的实现方式,除了利用“继承加方法重写”这种实现方式之外,我们还有其他两种比较常见的的实现方式,一个是利用接口类语法,另一个是利用 duck-typing 语法(只要两个类具有相同的方法,就可以实现多态,并不要求两个类之间有任何关系)。不过,并不是每种编程语言都支持接口类或者 duck-typing 这两种语法机制,比如 C++ 就不支持接口类语法,而 duck-typing 只有一些动态语言才支持,比如 Python、JavaScript 等。
duck-typing:


class Logger:
    def record(self):
        print(“I write a log into file.”)
        
class DB:
    def record(self):
        print(“I insert data into db. ”)
        
def test(recorder):
    recorder.record()

def demo():
    logger = Logger()
    db = DB()
    test(logger)
    test(db)

多态的意义

  • 多态特性能提高代码的可扩展性和复用性
  • 多态也是很多设计模式、设计原则、编程技巧的代码实现基础,比如策略模式、基于接口而非实现编程、依赖倒置原则、里式替换原则、利用多态去掉冗长的 if-else 语句等等。

提炼(3W模型)

封装

What:隐藏信息,保护数据访问。
How:暴露有限接口和属性,需要编程语言提供访问控制的语法。
Why:提高代码可维护性;降低接口复杂度,提高类的易用性。

抽象

What: 隐藏具体实现,使用者只需关心功能,无需关心实现。
How: 通过接口类或者抽象类实现,特殊语法机制非必须。
Why: 提高代码的扩展性、维护性;降低复杂度,减少细节负担。

继承

What: 表示 is-a 关系,分为单继承和多继承。
How: 需要编程语言提供特殊语法机制。例如 Java 的 “extends”,C++ 的 “:” 。
Why: 解决代码复用问题。

多态

What: 子类替换父类,在运行时调用子类的实现。
How: 需要编程语言提供特殊的语法机制。比如继承、接口类、duck-typing。
Why: 提高代码扩展性和复用性。

从四大特性可以看出,面向对象的终极目的只有一个:可维护性。易扩展、易复用,降低复杂度等等都属于可维护性的实现方式。

面向对象的四大特性

标签:函数   冒号   语言   rac   def   private   替换   概率   哪些   

原文地址:https://www.cnblogs.com/Utah-Lee/p/12391291.html

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