面向過程 VS 面向?qū)ο?/p>

編程范式

編程是 程序 員 用特定的語法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法組成的代碼來告訴計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行任務(wù)的過程 ， 一個(gè)程序是程序員為了得到一個(gè)任務(wù)結(jié)果而編寫的一組指令的集合，正所謂條條大路通羅馬，實(shí)現(xiàn)一個(gè)任務(wù)的方式有很多種不同的方式， 對這些不同的編程方式的特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)出來的編程方式類別，即為編程范式。 不同的編程范式本質(zhì)上代表對各種類型的任務(wù)采取的不同的解決問題的思路， 大多數(shù)語言只支持一種編程范式，當(dāng)然也有些語言可以同時(shí)支持多種編程范式。 兩種最重要的編程范式分別是面向過程編程和面向?qū)ο缶幊獭?/p>

面向過程編程(Procedural Programming)

Procedural programming uses a list of instructions to tell the computer what to do step-by-step.?

面向過程編程依賴 - 你猜到了- procedures，一個(gè)procedure包含一組要被進(jìn)行計(jì)算的步驟， 面向過程又被稱為top-down languages， 就是程序從上到下一步步執(zhí)行，一步步從上到下，從頭到尾的解決問題 ?；驹O(shè)計(jì)思路就是程序一開始是要著手解決一個(gè)大的問題，然后把一個(gè)大問題分解成很多個(gè)小問題或子過程，這些子過程再執(zhí)行的過程再繼續(xù)分解直到小問題足夠簡單到可以在一個(gè)小步驟范圍內(nèi)解決。

舉個(gè)典型的面向過程的例子， 有個(gè)需求是對網(wǎng)站日志進(jìn)行分析，生成郵件報(bào)告，整個(gè)流程分以下幾步：

1. 到各臺服務(wù)器上收集日志，因?yàn)橛卸嗯_網(wǎng)站服務(wù)器，共同對外提供服務(wù)

2. 對日志進(jìn)行各種維度分析，比如pv,uv, 來源地區(qū)、訪問的設(shè)備等

3. 生成報(bào)告，發(fā)送郵件

代碼如下

# 1 整合日志

def collect_logs():

? ? print("log on server A ,get access.log")

? ? print("log on server B ,get access.log")

? ? print("log on server C ,get access.log")

? ? print("combine logs in to one file")

# 2 日志分析

def log_analyze(log_file):

? ? print("pv、uv分析....")

? ? print("用戶來源分析....")

? ? print("訪問的設(shè)備來源分析....")

? ? print("頁面停留時(shí)間分析....")

? ? print("入口頁面分析....")

# 3 生成報(bào)告并發(fā)送

def send_report(report_data):

? ? print("connect email server...")

? ? print("send email....")

def main():

? ? collect_logs()

? ? log_analyze('my_db')

? ? send_report()

if __name__ == '__main__':

? ? main()

這樣做的問題也是顯而易見的，就是如果你要對程序進(jìn)行修改，對你修改的那部分有依賴的各個(gè)部分你都也要跟著修改， 舉個(gè)例子，如果程序開頭你設(shè)置了一個(gè)變量值 為1 ， 但如果其它子過程依賴這個(gè)值 為1的變量才能正常運(yùn)行，那如果你改了這個(gè)變量，那這個(gè)子過程你也要修改，假如又有一個(gè)其它子程序依賴這個(gè)子過程 ， 那就會(huì)發(fā)生一連串的影響，隨著程序越來越大， 這種編程方式的維護(hù)難度會(huì)越來越高。?

所以我們一般認(rèn)為， 如果你只是寫一些簡單的腳本，去做一些一次性任務(wù)，用面向過程的方式是極好的，但如果你要處理的任務(wù)是復(fù)雜的，且需要不斷迭代和維護(hù) 的， 那還是用面向?qū)ο笞罘奖懔恕?/p>

面向?qū)ο缶幊?Object-Oriented Programming)

OOP編程是利用“類”和“對象”來創(chuàng)建各種模型來實(shí)現(xiàn)對真實(shí)世界的描述，使用面向?qū)ο缶幊痰脑蛞环矫媸且驗(yàn)樗梢允钩绦虻木S護(hù)和擴(kuò)展變得更簡單，并且可以大大提高程序開發(fā)效率 ，另外，基于面向?qū)ο蟮某绦蚩梢允顾烁尤菀桌斫饽愕拇a邏輯，從而使團(tuán)隊(duì)開發(fā)變得更從容。

面向?qū)ο蟮膸讉€(gè)核心特性如下

Class 類

一個(gè)類即是對一類擁有相同屬性的對象的抽象、藍(lán)圖、原型。在類中定義了這些對象的都具備的屬性（variables(data)）、共同的方法

Object 對象?

一個(gè)對象即是一個(gè)類的實(shí)例化后實(shí)例，一個(gè)類必須經(jīng)過實(shí)例化后方可在程序中調(diào)用，一個(gè)類可以實(shí)例化多個(gè)對象，每個(gè)對象亦可以有不同的屬性，就像人類是指所有人，每個(gè)人是指具體的對象，人與人之前有共性，亦有不同

Encapsulation 封裝

在類中對數(shù)據(jù)的賦值、內(nèi)部調(diào)用對外部用戶是透明的，這使類變成了一個(gè)膠囊或容器，里面包含著類的數(shù)據(jù)和方法

Inheritance 繼承

一個(gè)類可以派生出子類，在這個(gè)父類里定義的屬性、方法自動(dòng)被子類繼承

Polymorphism 多態(tài)

多態(tài)是面向?qū)ο蟮闹匾匦?簡單點(diǎn)說:“一個(gè)接口，多種實(shí)現(xiàn)”，指一個(gè)基類中派生出了不同的子類，且每個(gè)子類在繼承了同樣的方法名的同時(shí)又對父類的方法做了不同的實(shí)現(xiàn)，這就是同一種事物表現(xiàn)出的多種形態(tài)。

編程其實(shí)就是一個(gè)將具體世界進(jìn)行抽象化的過程，多態(tài)就是抽象化的一種體現(xiàn)，把一系列具體事物的共同點(diǎn)抽象出來, 再通過這個(gè)抽象的事物, 與不同的具體事物進(jìn)行對話。

對不同類的對象發(fā)出相同的消息將會(huì)有不同的行為。比如，你的老板讓所有員工在九點(diǎn)鐘開始工作, 他只要在九點(diǎn)鐘的時(shí)候說：“開始工作”即可，而不需要對銷售人員說：“開始銷售工作”，對技術(shù)人員說：“開始技術(shù)工作”, 因?yàn)椤皢T工”是一個(gè)抽象的事物, 只要是員工就可以開始工作，他知道這一點(diǎn)就行了。至于每個(gè)員工，當(dāng)然會(huì)各司其職，做各自的工作。

多態(tài)允許將子類的對象當(dāng)作父類的對象使用，某父類型的引用指向其子類型的對象,調(diào)用的方法是該子類型的方法。這里引用和調(diào)用方法的代碼編譯前就已經(jīng)決定了,而引用所指向的對象可以在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)綁定

面向?qū)ο髒s面向過程總結(jié)

面向過程的程序設(shè)計(jì)的核心是過程（流水線式思維），過程即解決問題的步驟，面向過程的設(shè)計(jì)就好比精心設(shè)計(jì)好一條流水線，考慮周全什么時(shí)候處理什么東西。

優(yōu)點(diǎn)是：極大的降低了寫程序的復(fù)雜度，只需要順著要執(zhí)行的步驟，堆疊代碼即可。

缺點(diǎn)是：一套流水線或者流程就是用來解決一個(gè)問題，代碼牽一發(fā)而動(dòng)全身。

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的核心是對象（上帝式思維），要理解對象為何物，必須把自己當(dāng)成上帝，上帝眼里世間存在的萬物皆為對象，不存在的也可以創(chuàng)造出來。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)好比如來設(shè)計(jì)西游記，如來要解決的問題是把經(jīng)書傳給東土大唐，如來想了想解決這個(gè)問題需要四個(gè)人：唐僧，沙和尚，豬八戒，孫悟空，每個(gè)人都有各自的特征和技能（這就是對象的概念，特征和技能分別對應(yīng)對象的屬性和方法），然而這并不好玩，于是如來又安排了一群妖魔鬼怪，為了防止師徒四人在取經(jīng)路上被搞死，又安排了一群神仙保駕護(hù)航，這些都是對象。然后取經(jīng)開始，師徒四人與妖魔鬼怪神仙互相纏斗著直到最后取得真經(jīng)。如來根本不會(huì)管師徒四人按照什么流程去取。

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的

優(yōu)點(diǎn)是：解決了程序的擴(kuò)展性。對某一個(gè)對象單獨(dú)修改，會(huì)立刻反映到整個(gè)體系中，如對游戲中一個(gè)人物參數(shù)的特征和技能修改都很容易。

缺點(diǎn)：可控性差，無法向面向過程的程序設(shè)計(jì)流水線式的可以很精準(zhǔn)的預(yù)測問題的處理流程與結(jié)果，面向?qū)ο蟮某绦蛞坏╅_始就由對象之間的交互解決問題，即便是上帝也無法預(yù)測最終結(jié)果。于是我們經(jīng)?？吹揭粋€(gè)游戲人某一參數(shù)的修改極有可能導(dǎo)致陰霸的技能出現(xiàn)，一刀砍死3個(gè)人，這個(gè)游戲就失去平衡。

應(yīng)用場景：需求經(jīng)常變化的軟件，一般需求的變化都集中在用戶層，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，企業(yè)內(nèi)部軟件，游戲等都是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)大顯身手的好地方。

類的定義

class Dog:? # 類名首字母要大寫，駝峰體

? ? d_type = "京巴"? # 公共屬性，又稱類變量

? ? def say_hi(self):? # 類的方法，必須帶一個(gè)self參數(shù)，代表實(shí)例本身，具體先不解釋

? ? ? ? print("hello , I am a dog,my type is ",self.d_type) # 想調(diào)用類里的屬性，都要加上self., 原因先不表

d = Dog()? # 生成一個(gè)狗的實(shí)例

d2 = Dog()? # 生成一個(gè)狗的實(shí)例

d.say_hi()? # 調(diào)用狗這個(gè)類的方法

d2.say_hi()

print(d.d_type)? # 調(diào)用Dog類的公共屬性

以上代碼就是定義好了Dog這個(gè)類，相當(dāng)于先生成了一個(gè)模板，接下來生成了2個(gè)實(shí)例d, d2，相當(dāng)于2條有血有肉的狗被創(chuàng)造出來了。

d_type是類變量，是Dog類下所有實(shí)例共有的屬性，它存在Dog類本身的內(nèi)存里。你可以查看d1.d_type,d2.d_type的內(nèi)存地址，指向的是同一處

除了共有屬性，有沒有私有的呢？ 比如每條狗的名字、年齡、主人都不一樣?？梢缘?，如下操作就行：

class Dog:? # 類名首字母要大寫，駝峰體

? ? d_type = "京巴"? # 公共屬性，又稱類變量

? ? def __init__(self,name,age,master): # 初始化函數(shù)，只要一實(shí)例化，就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行

? ? ? ? print('初始化這個(gè)實(shí)例....',name)

? ? ? ? self.name = name? # self.name 就是實(shí)例自己的變量

? ? ? ? self.age = age

? ? ? ? self.master = master

? ? def say_hi(self):? # 類的方法，必須帶一個(gè)self參數(shù)，代表實(shí)例本身，具體先不解釋

? ? ? ? print("hello , I am a dog,my type is ",self.d_type) # 想調(diào)用類里的屬性，都要加上self., 原因先不表

d = Dog("毛毛",2,"Alex")? # 生成一個(gè)狗的實(shí)例

d2 = Dog("二蛋",3,"Jack")? # 生成一個(gè)狗的實(shí)例

d.say_hi()? # 調(diào)用狗這個(gè)類的方法

d2.say_hi()

print(d2.name, d2.age, d2.master) # 調(diào)用實(shí)例的變量

執(zhí)行輸出

初始化這個(gè)實(shí)例.... 毛毛

初始化這個(gè)實(shí)例.... 二蛋

hello , I am a dog,my type is? 京巴

hello , I am a dog,my type is? 京巴

二蛋 3 Jack

我們并沒有調(diào)用init(self,….),但它會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，因?yàn)樗谐跏蓟瘮?shù)，就是在實(shí)例化的時(shí)候，用來初始化一些數(shù)據(jù)的，比如初始化你實(shí)例的名字、年齡等屬性啦。

這些寫在init(self,xxxx)里 name,age,master變量，跟d_type有什么區(qū)別呢？

區(qū)別就是， d_type是存在Dog類自己的內(nèi)存里， self.name,self.age,self.master是存在每個(gè)實(shí)例自己的內(nèi)存里

self到底是個(gè)什么鬼？

想明白self什么意思，我們先搞明白 ，實(shí)例化的過程，看下圖；

1. step 1, d = Dog(“毛毛”，2，”Alex”) 會(huì)申請一會(huì)內(nèi)存空間，指向變量名d

2. step 2,?init(xxxx)這個(gè)初始化方法需要把接收到參數(shù)存下來， 存到這個(gè)d的內(nèi)存空間里

3. step 3, 傳給初始化方法里的name,age,master想綁定到d的空間里，怎么存呢？ 就得把d的內(nèi)存空間傳到這個(gè)方法里， 所以self就是用來接收d的地址的。d = Dog(“毛毛”，2，”Alex”) 相當(dāng)于Dog(d,”毛毛”,2,”Alex”), 那self.name = name 也就相當(dāng)于d.name = name 。我們在實(shí)例時(shí)沒有手動(dòng)傳遞d到Dog類里， 只寫了d = Dog(“毛毛”,2,”Alex”), 是Python解釋器幫你自動(dòng)干了這個(gè)事。

到此，我們終于明白 ，原來self就是代表實(shí)例本身。你實(shí)例化時(shí)python會(huì)自動(dòng)把這個(gè)實(shí)例本身通過self參數(shù)傳進(jìn)去。

你說好吧，假裝懂了， 但下面這段代碼你又不明白了， 為何say_hi(self),要寫個(gè)self呢？

def say_hi(self):? # 類的方法，必須帶一個(gè)self參數(shù)，代表實(shí)例本身

? ? print("hello , I am a dog,my type is ",self.d_type,self.name) # 想調(diào)用類里的屬性，都要加上self.

那是因?yàn)?，你自己也看到了?這個(gè)類的方法其實(shí)就是一堆函數(shù)對吧。函數(shù)被一個(gè)實(shí)例調(diào)用時(shí)，它怎么知道是誰在調(diào)用它呢？ 函數(shù)內(nèi)部要用到一些實(shí)例的屬性的時(shí)候去哪里取呢？ 比如在say_hi函數(shù)里怎么取到d.name,d.age？只能你先傳遞給它。 所以這就是為何類下的每個(gè)方法第一個(gè)參數(shù)都要是self,因?yàn)槭菫榱私邮諏?shí)例這個(gè)對象本身。

*注意：self在實(shí)例化時(shí)自動(dòng)將對象/實(shí)例本身傳給init的第一個(gè)參數(shù)，你也可以給他起個(gè)別的名字，但是正常人都不會(huì)這么做，因?yàn)槟阆垢膭e人就不認(rèn)識。

屬性引用

類的公共屬性引用（類名.屬性）

class Dog:? # 類名首字母要大寫，駝峰體

? ? d_type = "京巴"? # 公共屬性，又稱類變量

? ? def say_hi(self):?

? ? ? ? print("hello , I am a dog,my type is ",self.d_type)

print(Dog.d_type) # 查看Dog的d_type屬性

print(Dog.say_hi)? # 引用Dog的say_hi方法，注意只是引用，不是調(diào)用

實(shí)例屬性引用(實(shí)例名.屬性)

d2 = Dog("二蛋",3,"Jack")? # 生成一個(gè)狗的實(shí)例

d2.say_hi() # 調(diào)用狗這個(gè)類的方法

print(d2.name, d2.age, d2.master) # 調(diào)用實(shí)例的屬性

print(d2.d_type) # 注意通過實(shí)例也可以調(diào)用類的公共屬性

練習(xí)一

設(shè)計(jì)一個(gè)類Person，生成若干實(shí)例，在終端輸出如下信息

小明，10歲，男，上山去砍柴

小明，10歲，男，開車去東北

小明，10歲，男，最愛大保健

老李，90歲，男，上山去砍柴

老李，90歲，男，開車去東北

老李，90歲，男，最愛大保健

老張…