- 什么是面向对象和面向对象编程其它相关概念？
- 面向对象编程：面向对象编程是一种编程范式或编程风格。它以类或对象作为组织代码的基本单元，并将封装、抽象、继承、多态四个特性，作为代码设计和实现的基石
- 面向对象编程语言：是支持类或对象的语法机制，并有现成的语法机制，能方便地实现面向对象编程四大特性(封装、抽象、继承、多态)的编程语言。
- 面向对象分析：面向对象分析就是要搞清楚做什么
- 面向对象设计：搞清楚怎么做，这两个阶段的最终产出就是类的设计，包括程序被拆解为哪些类、每个类有哪些方法，类与类之间如何交互等等。
- 面向对象的四大特性
- 封装：封装也叫做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
- 举例：
"""面向对象封装例子"""
import uuid
from time import time
class Wallet(object):
def __init__(self):
self._id = uuid.uuid4()
self._create_time = time()
self._balance = 0
self._balance_modified_time = time()
self.test = 'xxx'
def get_wallet_id(self):
return self._id
def get_wallet_create_time(self):
return self._create_time
def get_balance_modified_time(self):
return self._balance_modified_time
def increase_balance(self, increase_balance):
self._balance += increase_balance
def decrease_balance(self, decrease_balance):
self._balance -= decrease_balance
if __name__ == '__main__':
w = Wallet()
print(w.test)
print(w._id)
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例子说明
- 从代码的角度来看，我们可以发现，Wallet类主要有四个属性(也可以叫做成员变量)，就是我们前面定义的信息或者数据。其中_id表示钱包的唯一编号，create_time表示钱包的创建时间，balance表示钱包中的余额，balance_modified_time表示上次钱包余额变更的时间。我们运用封装的特性，对钱包的四个属性的访问方式进行了限制。调用者只允许通过上面这5个方法来访问钱包中的属性或者修改
- get_wallet_id()
- get_wallet_create_time()
- get_balance_modified_time()
- increase_balance()
- decreace_balance()
- 这样设计是目的：从业务的角度来说，id、create_time是创建钱包的时候就确定好了，之后不应该再改动，所以，我们并没有在Wallet类中，暴露id、create_time这两个属性的任何修改方法，比如说set方法。而且，这两个属性的初始化设置，对于wallet类的调用者来说也是透明的，因此是内部初始化的，不需要传进来的。对于钱包余额balance这个属性来说，从业务的角度来说，只能增或者减，不会被重新设置。所以在wallet类中，只暴露了increase_balance()和decrease_balance()方法，并没有暴露set方法。对于balance_modified_time这个属性的修改操作完全封装在了increase_balance()和decrease_balance这两个方法中，不对外暴露任何修改这个属性的方法也细节。
- 所以总的来说，封装主要是为了隐藏数据或者数据访问保护，对于封装这个特性，我们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。比如说private、public等关键字就是java语言中的访问权限控制语法。python就是通过单下划线或者双下划线来定义私有
- 封装的意义和解决哪些编程问题
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如果对类中的属性的访问不做任何限制，那任何代码都可以访问、修改类中的属性，这样是不可控制的，属性可以被随意以各种奇葩的方式修改，而且修改逻辑可能散落在代码中的各个角落，势必影响代码的可读性和可维护性。比如说某个同事可以偷偷修改wallet中的余额。另外一方面，类通过有限的方法暴露必要的操作，也能提高类的易用性。如果所有方法都暴露了，那么调用者必须熟悉业务才行。相反如果隐藏了，调用者不必知道背后太多的业务细节，用错的概率会少很多
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抽象：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。
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实际上，类的方法是通过编程语言中的“函数”这一语法机制来实现的。通过函数包裹具体的实现逻辑，这本身就是一种抽象。也就是说，我们其实定义的函数就是一种抽象的特性了。调用者在使用函数的时候，并不需要去研究函数内部的具体实现逻辑，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，就可以额直接使用了
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抽象的意义和解决哪些编程问题？
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抽象和封装其实都是人类处理复杂性的手段。面对复杂的系统的时候，人脑能承受的信息复杂程度有限，所以我们需要忽略掉非关键性的实现细节。而抽象作为一种只关注功能点不关注实现的设计思路，正好符合这种逻辑。抽象在代码设计中，起到非常重要的指导作用。很多设计原则都体现了抽象的思想，比如说基于接口而非实现编程，开放封闭。换一个角度，在命名类的方法的时候，也要有抽象思维，不要再方法名定义中暴露太多细节，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。比如说，get_aliyun_picture，就不是一个具有抽象思维命名，应该是一个get_picture()
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继承：继承用来表示类之间的is-a关系，比如说猫是一种哺乳动物。从继承关系上来讲，继承可以分成两种模式，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，比如说猫既是哺乳动物又是爬行动物
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继承的意义和解决哪些编程问题？
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继承的最大的好处就是代码复用。假如两个类有一些相同的属性和方法，就可以将这些相同的部分抽取到父类中，让两个子类继承父类。这样子，两个子类就可以重用父类中的代码，避免代码重复写多遍。不过继承会有一个过度使用继承的问题，也就是说继承层次过深过于复杂，就会导致代码可读性、可维护性变差。导致为了查看一个功能，需要不停的深入查看父类代码
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多态：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。多态这种特性也是需要编程语言提供特殊的语法机制来实现的,而python崇尚的是鸭子模型，也就是只要两者都有相同的方法，就可以实现多态，并不需要要求它们有什么关联。
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举例子:
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利用鸭子类型 duck-typing来实现多态特性,如下面的例子所示，鸭子类型实现多态的方式非常灵活，虽然Logger和DB两个类没有任何关系，既不是继承关系，也不是接口跟实现关系，但是他们都定义了record()方法，就可以被传递到test(recorder)方法中，在实际运行的时候，执行对应的record()，也就是说，两个类只要具有相同的方法，就可以实现多态，并不要求两个类之间有任何关系，这就是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)
- 多态实现的意义和解决的编程问题是什么?
- 多态能够提高代码的可扩展性和复用性。就像上面的test(recorder)方法实现的是数据记录的功能，对于新添加的类，比如说Logger和DB,我们只要实现了record()方法，那么就能够传入到test(recorder)中进行实现数据记录的功能，不管有多少地方和类需要实现record方法，只需要新增加一个类，然后实现自己的record方法就行了，原来的test(recorder)方法甚至不需要改动，因此这样代码的可扩展性和复用性就很高。多态也是很多设计模式、设计原则的代码实现基础。
