扒一扒面向对象编程的另一面

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-09-13 15:18 144阅读 0赞

> **摘要：**尽管有很多小伙伴对面向对象的概念已经很很熟了，但是到底什么是面向对象编程？面向对象有哪些特性？面向对象编程能够为我们带来哪些便利？面向对象又有哪些不足呢？

本文分享自华为云社区《[【云驻共创】被吹捧了很多年的面向对象编程真的就这么完美吗？][Link 1]》，作者： 冰 河 。

说到面向对象，相信很多小伙伴都已经很熟悉了，毕竟像Java、C++这种编程语言长期排在编程语言榜的前列，而且几乎每一所大学的软件工程专业和计算机专业都会开设Java和C++相关的课程。在上学时，老师就会给我们将什么是对象、什么类。比如：在Java中，万物皆对象。

说到这儿，尽管有很多小伙伴对面向对象的概念已经很很熟了，但是到底什么是面向对象编程？面向对象有哪些特性？面向对象编程能够为我们带来哪些便利？面向对象又有哪些不足呢？

很少有人深究过这些问题，相信不少小伙伴都是都是一知半解的，今天，我们就一起来聊聊面向对象这个话题。

## 什么是面向对象编程？ ##

首先，我们来聊聊什么是面向对象编程。面向对象编程的英文是Object Oriented Programming，简称OOP。在面向对象中有两个最重要，也是最基本的概念，那就是：类和对象。

这两个概念最早出现到 Simula 编程语言中。而真正第一次使用面向对象编程这个概念的是在 Smalltalk 语言中。而 Smalltalk 语言也被公认为是世界上第一个真正意义上的面向对象编程语言。

发展到今天，面向对象的编程语言越来越多，像C++、Java、Go、Python、C\#、Object-C、Scala等都是面向对象编程语言。

其实，面向对象编程和面向对象编程语言是有着本质的区别的。

**面向对象编程：** 面向对象编程更多的是指一种编程约束，以类和对象这两个概念作为输出的载体，并提供 **封装、继承、抽象、多态** 四个特性。

**面向对象编程语言：** 面向对象编程语言本质上就是一种输出表达面向对象的工具，它能够将程序员的所思所想转换成计算机能够识别的二进制码，最终能够在计算机上运行。

## 面向对象有哪些特性？ ##

前面我们已经简单的提及了面向对象的四大特性：**封装、继承、抽象和多态** 。

### 封装 ###

封装，顾名思义，就是将要访问的数据保护起来，不让外界直接访问类的属性和字段，而是对外提供有限的访问接口，授权外部仅能通过类提供的接口进行访问。例如，我们以Java语言为例，写一个只包含用户姓名userName和用户年龄userSex的User类。

public class User{
        private String userName;
        private Integer userSex;
     
        public void setUserName(String userName){
            this.userName = userName;
        }
     
        public String getUserName(){
            return this.userName;
        }
     
        public void setUserSex(Integer userSex){
            this.userSex = userSex;
        }
     
        public Integer getUserSex(){
            return this.userSex;
        }
    }

在这个User类中，总共有两个属性，也叫做类的成员变量，分别为userName和userSex。userName表示用户的姓名，userSex表示用户的名称。

我们无法直接访问User类中的userName和userSex属性，因为它们都是被privaite修饰符修饰的。但是我们可以通过如下四个方法访问者两个属性。

*  void setUserName(String userName)
 *  String getUserName()
 *  setUserSex(Integer userSex)
 *  Integer getUserSex()

**这种封装特性能够提高类的易用性，减少编程过程中代码出错的风险。**

### 继承 ###

继承在编程语言里最直接的体现就是父子类的关系，在Java中使用 extends 关键字实现继承，而在C++中使用冒号（:） 表示继承关系。

例如，我们以 Java 语言为例，创建一个Student类，继承User类，如下所示。

public class Student extends User{
        private String studentNo;
     
        public void setStudentNo(String studentNo){
            this.studentNo = studentNo;
        }
     
        public String getStudentNo{
            return this.studentNo;
        }
    }

此时，Student 类对象就能够通过 User 类对象提供的 public 方法访问 User 类对象的属性。

**继承最大的好处就是能够实现代码的复用。**

### 抽象 ###

抽象主要指的是隐藏方法的具体实现，让方法的调用者无需关心方法的具体实现，只需要关心类提供了哪些功能即可。

例如，在 Java 编程语言中，实现抽象最直观的就是 **接口和抽象类。** 接口使用 interface 关键字修饰， 抽象类使用 abstract 关键字修饰。

例如，以 Java语言为例，Student 类的业务逻辑接口 StudentService 如下所示。

public interface StudentService{
        public abstract Student getStudentByNO(String studentNo);
    }

实现 StudentService 接口的 AbstractStudent 抽象类。

public abstract class AbstractStudent{
     
        @Override
        public Student getStudentByNO(String studentNo){
            //省略无数代码
            return student;
        } 
     
        public abstract void visitStudent(String studentNo);
    }

**抽象更多的是能够让程序的设计和实现分离。**

### 多态 ###

多态指的是子类可以替换父类，实际运行程序的代码时，调用子类的方法实现。例如，下面的User类和Student类。

User类：

public class User{
        private String userName;
        private Integer userSex;
     
        public void setUserName(String userName){
            System.out.println("调用User类的setUserName()方法...");
            this.userName = userName;
        }
     
        public String getUserName(){
            return this.userName;
        }
     
        public void setUserSex(Integer userSex){
            this.userSex = userSex;
        }
     
        public Integer getUserSex(){
            return this.userSex;
        }
    }

Student类：

public class Student extends User{
        private String studentNo;
     
        public void setUserName(String userName){
            System.out.println("调用Student类的setUserName()方法...");
            this.userName = userName;
        }
     
        public void setStudentNo(String studentNo){
            this.studentNo = studentNo;
        }
     
        public String getStudentNo{
            return this.studentNo;
        }
    }

我们运行如下代码。

public static void main(String[] args){
        User user = new Student();
        user.setUserName("冰河");
    }

此时，会在命令行输出如下语句：

调用Student类的setUserName()方法...

**多态最大的好处就是提高了程序的可扩展性。**

## 面向对象编程有哪些好处？ ##

面向对象编程是有诸多好处的，例如文章前面介绍的如下优点：

*  封装特性能够提高类的易用性，减少编程过程中代码出错的风险。
 *  继承最大的好处就是能够实现代码的复用。
 *  抽象更多的是能够让程序的设计和实现分离。
 *  多态最大的好处就是提高了程序的可扩展性。

除此之外，面向对象编程在并发领域也是由明显的优势的。在并发编程领域，我们可以使用面向对象的封装特性将共享变量封装到一个类中，并且这个共享变量使用 private 修饰，也就是说这个共享变量无法被外界直接访问。它只能通过这个类提供的有限个方法进行访问，并且这些方法都通过加锁的方式保证线程安全。这就避免了多个线程同时方法这个共享变量引起的线程安全问题。

## 面向对象编程有哪些不足？ ##

尽管面向对象编程存在着诸多的好处，但是它也有美中不足的部分。

*  万物皆对象，大量的创建对象会占用大量的内存空间。
 *  需要有一定的软件支持环境。
 *  不太适用于开发一些计算机底层的应用，例如芯片开发，单片机开发等。
 *  不太适用于一些大型的MIS系统的开发。
 *  性能不如面向过程编程高。
 *  不适合开发实时性要求特别高的指令传输系统。

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[Link 2]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//bbs.huaweicloud.com/blogs%3Futm_source%3Dzhihu%26utm_medium%3Dbbs-ex%26utm_campaign%3Dother%26utm_content%3Dcontent