【思考】再谈面向过程与面向对象
【思考】再談面向過程與面向對象
在我博客創作早期，寫了一篇博文，名字是【Java核心技術卷】面向過程與面向對象對比。
這篇文章試圖對比描述了關于 面向過程與面向對象 的內容。為什么還要再談呢？
一方面原因是深度不夠，另一方面原因要從對各種編程語言的感知說起 (涵蓋面向對象、面向過程)：
- 編譯執行的C語言是靜態語言、弱類型語言。
- 解釋執行的JavaScript語言是動態語言、弱類型語言。
- 混合編譯執行的Java是靜態語言、強類型語言。
如果你不太明白靜態語言和動態語言以及強類型與弱類型，看文末的補充內容。
似乎有很多獨特的“語言”，而且每一種語言背后都有非常深的“技術”蘊含其中。
之前也曾就C語言,Java,Python,JavaScript這四種語言對比過它們的跨平臺能力，翻譯成機器碼執行的過程，詳情參見【Java核心技術卷】面向對象與面向過程語言對比
為了幫助你復習一遍，這里僅僅展示文章里面的四張圖：
? C語言
? Java語言
? JavaScript語言
? Python語言
但是無論是 面向過程，還是面向對象， 肯定都有相通之處，也有區別所在。
面向過程就不多說，基本是C的天下了。
那么對于面向對象呢？
? 我們這里首先談論一下面向對象的相通之處：
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面向對象有著三大基本特征
這個你就比較熟悉了。
封裝:
把客觀事物封裝成抽象的類，并且類可以把自己的數據和方法只讓可信的類或者對象操作，對不可信的進行信息隱藏。
類將成員變量和成員函數封裝在類的內部，根據需要設置訪問權限，通過成員函數管理內部狀態。
繼承:
繼承所表達的是類之間相關的關系，這種關系使得對象可以繼承另外一類對象的特征和能力。
繼承的作用：避免公用代碼的重復開發，減少代碼和數據冗余。
多態
多態性可以簡單地概括為“一個接口，多種方法”，字面意思為多種形態。程序在運行時才決定調用的函數，它是面向對象編程領域的核心概念。
但是插句題外話，你知道你所熟悉的語言的"繼承"與“多態”是如何實現的嘛？
關于Java的話可以參考這三篇文章
【Java核心技術卷】了解Java的內存邏輯對象模型
【Java核心技術卷】理解Java的繼承與多態重要概念
【Java核心技術卷】深入理解Java的動態綁定,靜態綁定和多態
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不知道你是否學過設計模式的相關內容，像UML、七大軟件設計原則、二十三種設計模式 它們中有很多的東西都是面向對象所通用的，里面深刻地體現著面向對象的思想。
有一句話說的很好：“使用設計模式的目的：為了代碼可重用性、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 設計模式使代碼編寫真正工程化；設計模式是軟件工程的基石脈絡，如同大廈的結構一樣”
建議每個人都要好好琢磨琢磨。
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那你聽說過面向對象的五大基本原則嗎？
其實這五條也是七大軟件設計原則中的內容，我們看吧~
七大軟件設計原則 可以參考【Java設計模式】軟件設計七大原則
實現語言是 Java哈，因為有舉例所以更好理解一些。
面向對象的五大基本原則 文字敘述部分
這部分內容參考了網上的資料，但是因為來源過多，無法注明出處了。
一、 單一職責原則（Single-Resposibility Principle）
其核心思想為：一個類，最好只做一件事，只有一個引起它的變化。
單一職責原則可以看做是低耦合、高內聚在面向對象原則上的引申，將職責定義為引起變化的原因，以提高內聚性來減少引起變化的原因。
職責過多，可能引起它變化的原因就越多，這將導致職責依賴，相互之間就產生影響，從而大大損傷其內聚性和耦合度。
通常意義下的單一職責，就是指只有一種單一功能，不要為類實現過多的功能點，以保證實體只有一個引起它變化的原因。
單一是一個類的優良設計。交雜不清的職責將使得代碼看起來特別別扭牽一發而動全身，有失美感和必然導致丑陋的系統錯誤風險。
二、開放封閉原則（Open-Closed principle）
其核心思想是：軟件實體應該是可擴展的，而不可修改的。也就是，對擴展開放，對修改封閉的。
開放封閉原則主要體現在兩個方面：
1、對擴展開放，意味著有新的需求或變化時，可以對現有代碼進行擴展，以適應新的情況。
2、對修改封閉，意味著類一旦設計完成，就可以獨立完成其工作，而不要對其進行任何嘗試的修改。
實現開開放封閉原則的核心思想就是對抽象編程，而不對具體編程，因為抽象相對穩定。讓類依賴于固定的抽象，所以修改就是封閉的；而通過面向對象的繼承和多態機制，又可以實現對抽象類的繼承，通過覆寫其方法來改變固有行為，實現新的拓展方法，所以就是開放的。
“需求總是變化”沒有不變的軟件，所以就需要用封閉開放原則來封閉變化滿足需求，同時還能保持軟件內部的封裝體系穩定，不被需求的變化影響。
三、Liskov替換原則（Liskov-Substituion Principle）
其核心思想是：子類必須能夠替換其基類。
這一思想體現為對繼承機制的約束規范，只有子類能夠替換基類時，才能保證系統在運行期內識別子類，這是保證繼承復用的基礎。
在父類和子類的具體行為中，必須嚴格把握繼承層次中的關系和特征，將基類替換為子類，程序的行為不會發生任何變化。同時，這一約束反過來則是不成立的，子類可以替換基類，但是基類不一定能替換子類。
Liskov替換原則，主要著眼于對抽象和多態建立在繼承的基礎上，因此只有遵循了Liskov替換原則，才能保證繼承復用是可靠地。
實現的方法是面向接口編程：將公共部分抽象為基類接口或抽象類，通過Extract Abstract Class，在子類中通過覆寫父類的方法實現新的方式支持同樣的職責。
Liskov替換原則是關于繼承機制的設計原則，違反了Liskov替換原則就必然導致違反開放封閉原則。
Liskov替換原則能夠保證系統具有良好的拓展性，同時實現基于多態的抽象機制，能夠減少代碼冗余，避免運行期的類型判別。
四、 依賴倒置原則（Dependecy-Inversion Principle）
其核心思想是：依賴于抽象。具體而言就是高層模塊不依賴于底層模塊，二者都同依賴于抽象；抽象不依賴于具體，具體依賴于抽象。
我們知道，依賴一定會存在于類與類、模塊與模塊之間。當兩個模塊之間存在緊密的耦合關系時，最好的方法就是分離接口和實現：在依賴之間定義一個抽象的接口使得高層模塊調用接口，而底層模塊實現接口的定義，以此來有效控制耦合關系，達到依賴于抽象的設計目標。
抽象的穩定性決定了系統的穩定性，因為抽象是不變的，依賴于抽象是面向對象設計的精髓，也是依賴倒置原則的核心。
依賴于抽象是一個通用的原則，而某些時候依賴于細節則是在所難免的，必須權衡在抽象和具體之間的取舍，方法不是一層不變的。依賴于抽象，就是對接口編程，不要對實現編程。
五、接口隔離原則（Interface-Segregation Principle）
其核心思想是：使用多個小的專門的接口，而不要使用一個大的總接口。
具體而言，接口隔離原則體現在：接口應該是內聚的，應該避免“胖”接口。一個類對另外一個類的依賴應該建立在最小的接口上，不要強迫依賴不用的方法，這是一種接口污染。
接口有效地將細節和抽象隔離，體現了對抽象編程的一切好處，接口隔離強調接口的單一性。而胖接口存在明顯的弊端，會導致實現的類型必須完全實現接口的所有方法、屬性等；而某些時候，實現類型并非需要所有的接口定義，在設計上這是“浪費”，而且在實施上這會帶來潛在的問題，對胖接口的修改將導致一連串的客戶端程序需要修改，有時候這是一種災難。在這種情況下，將胖接口分解為多個特點的定制化方法，使得客戶端僅僅依賴于它們的實際調用的方法，從而解除了客戶端不會依賴于它們不用的方法。
分離的手段主要有以下兩種：
1、委托分離，通過增加一個新的類型來委托客戶的請求，隔離客戶和接口的直接依賴，但是會增加系統的開銷。
2、多重繼承分離，通過接口多繼承來實現客戶的需求，這種方式是較好的。
以上就是5個基本的面向對象設計原則，它們就像面向對象程序設計中的金科玉律，遵守它們可以使我們的代碼更加鮮活，易于復用，易于拓展，靈活優雅。不同的設計模式對應不同的需求，而設計原則則代表永恒的靈魂，需要在實踐中時時刻刻地遵守。就如ARTHUR J.RIEL在那邊《OOD啟示錄》中所說的：“你并不必嚴格遵守這些原則，違背它們也不會被處以宗教刑罰。但你應當把這些原則看做警鈴，若違背了其中的一條，那么警鈴就會響起。”
為了讓代碼更加完美，我們往往會重構它，如果能夠很好遵守這5個基本的面向對象設計原則，并且有著良好的單元測試習慣，那么重構將不會一下子變得無比艱難。
? 那面向對象的語言的區別呢？
這范圍可就廣了，用我熟悉的Java和C++說一下吧，通過對比，我們是能夠學到東西的：
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C++ 被設計成主要用在系統性應用程序設計上的語言，對C語言進行了擴展。對于C語言, C++ 特別加上了以下這些特性的支持：靜態類型的面向對象程序設計的支持、異常處理、RAII以及泛型。另外它還加上了一個包含泛型容器和算法的C++庫函數。
Java 依賴一個虛擬機來保證安全和可移植性。Java包含一個可擴展的庫用以提供一個完整的的下層平臺的抽象。Java是一種靜態面向對象語言，它使用的語法類似C++，但與之不兼容。為了使更多的人到使用更易用的語言，它進行了全新的設計。
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C++是編譯型語言（首先將源代碼編譯生成機器語言，再由機器運行機器碼），執行速度快、效率高；依賴編譯器、跨平臺性差些。
Java是混合型語言（源代碼不是直接翻譯成機器語言，而是先翻譯成中間代碼，再由解釋器對中間代碼進行解釋運行。），執行速度慢、效率低；依賴解釋器、跨平臺性好。
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C++是平臺相關的
Java是平臺無關的。
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C++對所有的數字類型有標準的范圍限制，但字節長度是跟具體實現相關的，不同操作系統可能。
Java在所有平臺上對所有的基本類型都有標準的范圍限制和字節長度。
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C++除了一些比較少見的情況之外和C語言兼容 。
Java沒有對任何之前的語言向前兼容。但在語法上受 C/C++ 的影響很大
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C++允許直接調用本地的系統庫 。
Java要通過JNI調用, 或者 JNA
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C++允許過程式程序設計和面向對象程序設計 。
Java必須使用面向對象的程序設計方式
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C++支持指針，引用，傳值調用 。
Java只有值傳遞。
Java只有值傳遞 ， 這個 你不好奇嗎？
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C++需要顯式的內存管理，但有第三方的框架可以提供垃圾搜集的支持。支持析構函數。
Java 是自動垃圾收集的。沒有析構函數的概念。
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C++支持多重繼承，包括虛擬繼承 。
Java只允許單繼承，需要多繼承的情況要使用接口。
千萬不要把自己限制死了，通過比較能拓寬我們的見識。
最后補充一下上面需要參考的內容：
靜態類型語言、動態類型語言分析：
靜態類型語言：變量定義時有類型聲明的語言。
1）變量的類型在編譯的時候確定
2）變量的類型在運行時不能修改
這樣編譯器就可以確定運行時需要的內存總量。
例如：C/C++/Java/C#語言是靜態類型語言。
動態類型語言：變量定義時無類型聲明的語言。
1）變量的類型在運行的時候確定
2）變量的類型在運行可以修改
例如：Javascript語言是動態類型語言。
由于動態類型和靜態類型語言的特性衍生出強類型語言和弱類型、無類型語言。
強類型語言、弱類型、無類型語言：
弱/強類型指的是語言類型系統的類型檢查的嚴格程度。弱類型相對于強類型來說類型檢查更不嚴格，比如說允許變量類型的隱式轉換，允許強制類型轉換等等。
- 強類型語言：例如Java/C#語言是強類型語言，強類型定義語言是類型安全的語言，是由編譯器以及編譯器生成的中間代碼來保證類型安全。
- 弱類型語言：C/C++/Javascript語言是弱類型語言，其類型安全由程序員來保證，Javascript語言的安全由程序員來保證。
無類型語言：是動態語言，變量中既可以存放數據又可以存放代碼。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【思考】再谈面向过程与面向对象的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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