面向对象与面向过程
很多人搞不清楚面向对象和面向过程的区别，总以为使用面向对象编程语言来做开发，就是在进行面向对象编程了。而实际上，只是在用面向对象编程语言，编写面向过程风格的代码而已，并没有发挥面向对象编程的优势。
- 什么是面向过程编程、语言？
- 面向对象编程相比面向过程编程有哪些优势？
- 为什么说面向对象编程语言比面向过程编程语言更高级？
定义：
- 面向过程编程是一种编程范式、风格。它以过程（可以为理解方法、函数、操作）作为组织代码的基本单元，以数据（可以理解为成员变量、属性）与方法相分离为最主要的特点。面向过程风格是一种流程化的编程风格，通过拼接一组顺序执行的方法来操作数据完成一项功能。
- 面向过程编程语言首先是一种编程语言。它最大的特点是不支持类和对象两个语法概念，不支持丰富的面向对象编程特性（比如继承、多态、封装），仅支持面向过程编程。
代码案例：假设有一个记录了用户信息的文本文件 users.txt，每行文本的格式是 name&age&gender（比如，小王 &28& 男）。希望写一个程序，从 users.txt 文件中逐行读取用户信息，然后格式化成 name\tage\tgender（其中，\t 是分隔符）这种文本格式，并且按照 age 从小到达排序之后，重新写入到另一个文本文件 formatted_users.txt 中。
以面向过程编程的代码（c）实现：
struct User {
char name[64];
int age;
char gender[16];
};
struct User parse_to_user(char* text) {
// 将 text(“小王 &28& 男”) 解析成结构体 struct User
}
char* format_to_text(struct User user) {
// 将结构体 struct User 格式化成文本（" 小王\t28\t 男 "）
}
void sort_users_by_age(struct User users[]) {
// 按照年龄从小到大排序 users
}
void format_user_file(char* origin_file_path, char* new_file_path) {
// open files...
struct User users[1024]; // 假设最大 1024 个用户
int count = 0;
while(1) { // read until the file is empty
struct User user = parse_to_user(line);
users[count++] = user;
}
sort_users_by_age(users);
for (int i = 0; i < count; ++i) {
char* formatted_user_text = format_to_text(users[i]);
// write to new file...
}
// close files...
}
int main(char** args, int argv) {
format_user_file("/home/user.txt", "/home/formatted_users.txt");
}
这段C语言代码是一个简单的示例，展示了如何解析文本数据、将数据存储在结构体中、排序结构体数组并将结果格式化输出到文件中。
代码中定义了一个struct User结构体，包含了用户的姓名、年龄和性别。然后，定义了几个函数来处理用户数据：
struct User parse_to_user(char* text)：这个函数接受一个文本字符串作为参数，将其解析为一个struct User结构体，并返回该结构体。该函数的具体实现可以将字符串按照一定的规则进行解析，提取出姓名、年龄和性别，并将其存储在一个struct User对象中后返回。char* format_to_text(struct User user)：这个函数接受一个struct User结构体作为参数，将其格式化为一个文本字符串，并返回该字符串。函数的实现可以将struct User中的各个字段按照一定的格式拼接成一个字符串，例如使用制表符分隔字段。void sort_users_by_age(struct User users[])：该函数接受一个struct User结构体数组作为参数，按照用户的年龄从小到大对数组进行排序。函数的实现可以使用任何适合的排序算法，例如冒泡排序或快速排序。void format_user_file(char* origin_file_path, char* new_file_path)：这个函数用于处理用户数据文件。它打开原始文件和新文件，然后读取原始文件中的每一行数据，将其解析为struct User结构体，并存储在一个struct User结构体数组中。然后，它调用sort_users_by_age函数对数组进行排序，再遍历排序后的数组，使用format_to_text函数将每个用户的数据格式化为文本，并将结果写入新文件中。
在main函数中，调用format_user_file函数来处理用户数据文件。它将原始文件路径和新文件路径作为参数传递给format_user_file函数，以指定要处理的文件。
扩展：
在C语言中，结构体（Struct）是一种自定义的数据类型，用于组合多个不同类型的变量（成员）以形成一个更大的数据结构。
结构体允许你在一起存储多个相关的数据项，并为这些数据项定义一个新的类型。它可以包含不同类型的成员变量，如整数、字符、浮点数、指针等。
结构体的定义使用
struct关键字，后跟结构体的名称和一对花括号{}，花括号中包含结构体的成员变量的声明。每个成员变量的声明包括其数据类型和变量名。以下是一个示例，展示了如何定义和使用一个简单的结构体：
struct Person { // 定义了一个名为Person的结构体 char name[50]; // 三个成员变量：name（字符数组）、age（整数）和height（浮点数） int age; float height; }; // 主函数 int main() { struct Person person1; // 声明一个名为person1的Person结构体变量 strcpy(person1.name, "John"); // 设置name成员的值为"John" strcpy是C语言中的一个字符串操作函数，用于将一个字符串复制到另一个字符串中。 person1.age = 25; // 设置age成员的值为25 person1.height = 1.75; // 设置height成员的值为1.75 printf("Name: %s\n", person1.name); printf("Age: %d\n", person1.age); printf("Height: %.2f\n", person1.height); return 0; }结构体可以用于创建更复杂的数据结构，表示实体对象、记录、配置项等。通过结构体，你可以将相关的数据组织在一起，提高代码的可读性和可维护性。
用面向对象编程的代码（java）实现
public class User {
private String name;
private int age;
private String gender;
public User(String name, int age, String gender) {
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
public static User praseFrom(String userInfoText) {
// 将 text(“小王&28&男”) 解析成类 User
}
public String formatToText() {
// 将类 User 格式化成文本（" 小王\t28\t 男 "）
}
}
public class UserFileFormatter {
public void format(String userFile, String formattedUserFile) {
// Open files...
List users = new ArrayList<>();
while (1) { // read until file is empty
// read from file into userText...
User user = User.parseFrom(userText);
users.add(user);
}
// sort users by age...
for (int i = 0; i < users.size(); ++i) {
String formattedUserText = user.formatToText();
// write to new file...
}
// close files...
}
}
public class MainApplication {
public static void main(Sring[] args) {
UserFileFormatter userFileFormatter = new UserFileFormatter();
userFileFormatter.format("/home/zheng/users.txt", "/home/formatted_users.txt")
}
}
从上面的代码中可以看出，面向过程和面向对象最基本的区别就是，代码的组织方式不同。面向过程风格的代码被组织成了一组方法集合及其数据结构（struct User），方法和数据结构的定义是分开的。面向对象风格的代码被组织成一组类，方法和数据结构被绑定一起，定义在类中。
面向对象编程的优势
- OOP 更加能够应对大规模复杂程序的开发
对于简单程序的开发来说，不管是用面向过程编程风格，还是用面向对象编程风格，差别确实不会很大，甚至有的时候，面向过程的编程风格反倒更有优势。因为需求足够简单，整个程序的处理流程只有一条主线，很容易被划分成序执行的几个步骤，然后逐句翻译成代码，这就非常适合采用面向过程这种面条式的编程风格来实现。
但对于大规模复杂程序的开发来说，整个程序的处理流程错综复杂，并非只有一条主线。如果把整个程序的处理流程画出来的话，会是一个网状结构。如果再用面向过程编程这种流程化、线性的思维方式，去翻译这个网状结构，去思考如何把程序拆解为一组顺序执行的方法，就会比较吃力。这个时候，面向对象的编程风格的优势就比较明显了。
面向对象编程是以类为思考对象。在进行面向对象编程的时候，并不是一上来就去思考，如何将复杂的流程拆解为一个一个方法，而是先去思考如何给业务建模，如何将需求翻译为类，如何给类之间建立交互关系，而完成这些工作完全不需要考虑错综复杂的处理流程。当有了类的设计之后，然后再像搭积木一样，按照处理流程，将类组装起来形成整个程序。这种开发模式、思考问题的方式，能在应对复杂程序开发的时候，思路更加清晰。
面向对象编程还提供了一种更加清晰的、更加模块化的代码组织方式。比如，开发一个电商交易系统，业务逻辑复杂，代码量很大，可能要定义数百个函数、数百个数据结构，那如何分门别类地组织这些函数和数据结构，才能不至于看起来比较凌乱呢？类就是一种非常好的组织这些函数和数据结构的方式，是一种将代码模块化的有效手段。
像 C 语言这种面向过程的编程语言，也可以按照功能的不同，把函数和数据结构放到不同的文件里，以达到给函数和数据结构分类的目的，照样可以实现代码的模块化。只不过面向对象编程本身提供了类的概念，强制你做这件事情，而面向过程编程并不强求。
实际上，利用面向过程的编程语言照样可以写出面向对象风格的代码，只不过可能会比用面向对象编程语言来写面向对象风格的代码，付出的代价要高一些。而且，面向过程编程和面向对象编程并非完全对立的。很多软件开发中，尽管利用的是面向过程的编程语言，也都有借鉴面向对象编程的一些优点。
- OOP 风格的代码更易复用、易扩展、易维护
面向对象编程通过类这种组织代码的方式，将数据和方法绑定在一起，通过访问权限控制，只允许外部调用者通过类暴露的有限方法访问数据，而不会像面向过程编程那样，数据可以被任意方法随意修改。
函数本身就是一种抽象，它隐藏了具体的实现。在使用函数的时候，只需要了解函数具有什么功能，而不需要了解它是怎么实现的。从这一点上，不管面向过程编程还是是面向对象编程，都支持抽象特性。不过，面向对象编程还提供了其他抽象特性的实现方式。这些实现方式是面向过程编程所不具备的，比如基于接口实现的抽象。
继承特性让代码更容易实现复用。
在需要修改一个功能实现的时候，可以通过实现一个新的子类的方式，在子类中重写原来的功能逻辑，用子类替换父类。在实际的代码运行过程中，调用子类新的功能逻辑，而不是在原有代码上做修改。（“对修改关闭、对扩展开放”的设计原则）提高代码的扩展性。利用多态特性，不同的类 对象可以传递给相同的方法，执行不同的代码逻辑，提高了代码的复用性。
- OOP 语言更加人性化、高级、智能
跟二进制指令、汇编语言、面向过程编程语言（这三者都是一种流程化，面条式的编程风格）相比，面向对象编程语言的编程套路、思考问题的方式，是完全不一样的。前三者是一种计算机思维方式，而面向对象是一种人类的思维方式。
在用前面三种语言编程的时候，我们是在思考，如何设计一组指令，告诉机器去执行这组指令，操作某些数据，帮我们完成某个任务。而在进行面向对象编程时候，我们是在思考，如何给业务建模，如何将真实的世界映射为类或者对象，这让我们更加能聚焦到业务本身，而不是思考如何跟机器打交道。
面向对象编程比面向过程编程，更加容易应对大规模复杂程序的开发。但像 Unix、Linux 这些复杂的系统，也都是基于 C 语言这种面向过程的编程语言开发的，你怎么看待这个现象？这跟我之前的讲解相矛盾吗？
