物件導向程式設計

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    Teddy
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    轉載自廖雪峰的官方網站

    物件導向程式設計——Object Oriented Programming,簡稱OOP,是一種程式設計思想。OOP把物件作為程式的基本單元,一個物件包含了資料和運算元據的函數。

    面向過程的程式設計把電腦程式視為一系列的命令集合,即一組函數的循序執行。為了簡化程式設計,面向過程把函數繼續切分為子函數,即把大塊函數通過切割成小塊函數來降低系統的複雜度。

    而物件導向的程式設計把電腦程式視為一組物件的集合,而每個物件都可以接收其他物件發過來的消息,並處理這些消息,電腦程式的執行就是一系列消息在各個物件之間傳遞。
    在Python中,所有資料類型都可以視為物件,當然也可以自訂物件。自訂的物件資料類型就是物件導向中的類(Class)的概念。

    我們以一個例子來說明面向過程和物件導向在程式流程上的不同之處。

    假設我們要處理學生的成績表,為了表示一個學生的成績,面向過程的程式可以用一個dict表示:

    std1 = { 'name': 'Michael', 'score': 98 }
    std2 = { 'name': 'Bob', 'score': 81 }

    而處理學生成績可以通過函數實現,比如列印學生的成績:

    def print_score(std):
        print('%s: %s' % (std['name'], std['score']))

    如果採用物件導向的程式設計思想,我們首選思考的不是程式的執行流程,而是Student這種資料類型應該被視為一個物件,這個物件擁有name和score這兩個屬性(Property)。如果要列印一個學生的成績,首先必須創建出這個學生對應的物件,然後,給物件發一個print_score消息,讓物件自己把自己的資料列印出來。

    class Student(object):
    
        def __init__(self, name, score):
            self.name = name
            self.score = score
    
        def print_score(self):
            print('%s: %s' % (self.name, self.score))

    給物件發消息實際上就是調用物件對應的關聯函數,我們稱之為物件的方法(Method)。物件導向的程式寫出來就像這樣:

    bart = Student('Bart Simpson', 59)
    lisa = Student('Lisa Simpson', 87)
    bart.print_score()
    lisa.print_score()

    物件導向的設計思想是從自然界中來的,因為在自然界中,類(Class)和實例(Instance)的概念是很自然的。Class是一種抽象概念,比如我們定義的Class——Student,是指學生這個概念,而實例(Instance)則是一個個具體的Student,比如,Bart Simpson和Lisa Simpson是兩個具體的Student。

    所以,物件導向的設計思想是抽象出Class,根據Class創建Instance。
    物件導向的抽象程度又比函數要高,因為一個Class既包含資料,又包含運算元據的方法。

    小結

    資料封裝、繼承和多態是物件導向的三大特點,我們後面會詳細講解。

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