Python面向对象特征总结

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Python面向对象特征总结

嗯哼9925 2017-11-14 16:18:00 浏览730
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抽象是隐藏多余细节的艺术。在面向对象的概念中,抽象的直接表现形式通常为类。Python基本上提供了面向对象编程语言的所有元素,如果你已经至少掌握了一门面向对象语言,那么利用Python进行面向对象程序设计将会相当容易。

一、封装

面向对象程序设计中的术语对象(Object)基本上可以看做数据(特性)以及由一系列可以存取、操作这些数据的方法所组成的集合。传统意义上的“程序=数据结构+算法”被封装”掩盖“并简化为“程序=对象+消息”。对象是类的实例,类的抽象则需要经过封装。封装可以让调用者不用关心对象是如何构建的而直接进行使用。

一个简单的Python类封装如下:

Encapsulation

 

上面简单的示例代码可以看出,Python中的类包含了一般面向对象编程语言的主要元素,比如构造方法、绑定方法、静态方法、属性等,如果深入下去,还可以发现Python中内置了很多面向对象的“高级”主题,比如迭代器反射特性等等,提供了封装的直接构造要素。

 

二、继承

1、类继承

继承给人的直接感觉是这是一种复用代码的行为。继承可以理解为它是以普通的类为基础建立专门的类对象,子类和它继承的父类是IS-A的关系。一个简单而不失经典的示例如下:

Inheritance

 

一个显而易见的特点是,Python的面向对象的继承特征是基于类(class)的,比javascript基于原型(prototype)的继承更容易组织和编写代码,也更容易让人接受和理解。

ps:最近几天Anders大神搞出来的TypeScript横空出世,看它的语言规范里继承也是基于类的:

TypeScript-SimpleInheritance

 

感觉基于类的继承的语言好像在实现OO的可读性和编程体验上都不太差,据传说javascript是码农最想喷也是喷过最多f**k的语言。

2、多重继承

不同于C#,Python是支持多重类继承的(C#可继承自多个Interface,但最多继承自一个类)。多重继承机制有时很好用,但是它容易让事情变得复杂。一个多重继承的示例如下:

MultInheritance

 

如你所看到的那样,多重继承的好处显而易见,我们可以轻而易举地通过类似“组合”的方式复用代码构造一个类型。

有个需要注意的地方,即如果一个方法从多个超类继承,那么务必要小心继承的超类(或者基类)的顺序:

MultInheritance

 

我们为动物和机器各实现一个相同名称的move方法,但是输出因为继承的顺序而有所不同,Python在查找给定方法或者特性时访问超类的顺序被称为MRO(Method Resolution Order,方法判定顺序)。

三、多态

多态意味着可以对不同的对象使用同样的操作,但它们可能会以多种形态呈现出结果。在Python中,任何不知道对象到底是什么类型,但又需要对象做点什么的时候,都会用到多态。

能够直接说明多态的两段示例代码如下:

1、方法多态

Method-Polymorphism

 

对于一个临时对象obj,它通过Python的随机函数取出来,不知道具体类型(是字符串、元组还是自定义类型),都可以调用count方法进行计算,至于count由谁(哪种类型)去做怎么去实现我们并不关心。

有一种称为”鸭子类型(duck typing)“的东西,讲的也是多态:

DuckTyping

就in_the_forest函数而言,参数对象是一个鸭子类型,它实现了方法多态。但是实际上我们知道,从严格的抽象来讲,Person类型和Duck完全风马牛不相及。

2、运算符也多态

Operator-Polymorphism

 

上例中,显而易见,Python的加法运算符是”多态“的,理论上,我们实现的add方法支持任意支持加法的对象,但是我们不用关心两个参数x和y具体是什么类型。

一两个示例代码当然不能从根本上说明多态。普遍认为面向对象最有价值最被低估的特征其实是多态。我们所理解的多态的实现和子类的虚函数地址绑定有关系,多态的效果其实和函数地址运行时动态绑定有关。在C#中实现多态的方式通常有重写重载两种,从上面两段代码,我们其实可以分析得出Python中实现多态也可以变相理解为重写和重载。在Python中很多内置函数和运算符都是多态的。

号外:在C#中,我们熟知接口(Interface)和多态相关,在处理多态对象时,只要关心它的接口(或者称为“协议”)而不需要显式指定特定实现类型即可,这也是IoC中面向接口(抽象)而不依赖于具体实现编程的基础。可惜在Python中根本没有Interface(有抽象类)。而在TypeScript的Specification中引入了Interface的概念:

TypeScript-Interface

 

TypeScript语言规范里对Interface的定义是命名的对象类型(Programmers can give names to object types; we call named object types interfaces. )。它直接等价于下面的Ojbect Type:

var Friend: () => {
    name: string; favoriteColor?: string;
};

上面这个Object Type在Playgound中等价的javascript代码如下:

var Friend;

在TypeScript编程规范文档里,对Interface的一些说明:

Interfaces provide the ability to give names to object types and the ability to compose existing named object types into new ones.
Interfaces have no run-time representation—they are purely a compile-time construct. Interfaces are particularly useful for documenting and validating the required shape of properties, objects passed as parameters, and objects returned from functions
.

Interface可以继承自Interface:

TypeScript-InterfaceInheritInterface

 

我们尝试让类继承自Interface:

TypeScript-ClassInheritInterface

 

实践证明类是不能继承实现Interface的:A export class may only extend other classes, Mover is an interface.

现在大家知道TypeScript里的Interface和我们所认识和理解的接口的区别了吗?相同的一个名词Interface,不同语境下意义并不完全相同,看上去好像是挺傻的,但是学习和使用语言不做对比几乎是不可能的。






本文转自JeffWong博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/jeffwongishandsome/archive/2012/10/06/2713258.html,如需转载请自行联系原作者

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