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                ### 7.1.2 面向對象觀點 什么是面向對象?要回答這個問題,首先要理解面向對象思想中最基本的觀點:數據和對數據的操作不可分離。 其實這個觀點對我們來說并不完全陌生。通過第 2 章介紹的數據類型的概念,我們已經 意識到:特定的數據值與能對該數據執行的操作是密切關聯的。對于數值型數據,合法的操 作不外乎加減乘除之類;對于字符串數據,合法的操作不外乎查找串中字符或子串、改變字 母大小寫之類。脫離數據的類型來考慮操作是沒有意義的,例如在 Python 中單獨的一個操作 符“+”的意義是不確定的,因為數值、字符串和列表類型的數據都能施加意義不同的“+” 操作。即使是對同為數值型的整數和浮點數數據,除法操作“/”也有不同的含義。 除了語言本身提供的基本數據類型,對于復雜數據類型同樣可以說明數據與操作的密切 關聯。例如,圓形是一種復雜的數據類型,對圓形可以施加求面積、移動位置等操作;而對 于一個由姓名、年齡、考試成績等多個簡單數據項組合而成的學生數據,可以施加查詢姓名、 計算平均績點等操作,絕不會提出計算學生面積的要求。 總之,數據與對數據的操作確實是緊密相關、不可分離的。既然如此,那我們干脆將數 據和操作兩者結合在一起,抽象出一種實體:該實體擁有一些數據,同時也知道如何對這些 數據進行操作。這種數據和操作結合在一起所形成的實體稱為對象(object)。圖 7.2 展示了這種思考方式,與圖 7.1 相比,現在心、箭合為一體,就好比青年男女不是等待丘比特的撮 合,而是自備弓箭,隨心而動。 ![](https://box.kancloud.cn/2016-02-22_56cafce37327f.png) 圖 7.2 對象是數據和操作的結合體 可以將對象視為廣義的“數據”,因為對象里確實存儲著數據。但與傳統數據不同的是,對象自己掌控對自己存儲的數據的處理方法,而不是由外部來決定如何處理。外部如果想對 某個對象存儲的數據進行操作,只能向對象發送一個表示操作請求的消息(message),然后由對象來響應這個請求,執行被特定的操作,并將結果告知請求者。顯然,對象并不是對什 么消息都能做出響應,對象能夠響應的消息由該對象能夠執行的操作決定。對象將它能響應 的消息對外公布,就像一個服務機構對外公布服務項目,這些消息(可執行的操作)構成了 對象與外部進行交互的界面(interface,也稱接口),外部只能通過這個界面與對象打交道。 基于對象概念來分析問題和設計解法,這就是 面向對象編程 ( object-orientation programming,簡稱 OOP)。通過 OOP 所得到的程序是一個由很多對象組成的系統,可以向 對象發送消息來實現對數據的處理,全體對象通過相互協作來完成程序的數據處理功能。而 傳統的面向過程編程,得到的程序是一組對數據進行操作的過程,通過按順序執行這些過程來實現程序功能。 面向對象是強大的分析問題、解決問題的思維工具,因為“對象”這個概念可以用來抽象、描述現實世界的幾乎一切事物,例如人、電視機、汽車等等。可以說,世界是由各種對 象組成的,每個對象都具有一些數據特性和一些操作行為,了解了對象的數據特性和操作行 為就認識了對象。作為例子,我們來看“人”為什么可視為“對象”:第一,每個人都具有自 己的數據,如姓名、出生日期、身高、體重等;第二,每個人對他的數據都有自己的操作方 法,例如通過計算當前日期與出生日期的差值來得到年齡、通過公式“標準體重 =(身高- 100)× 0.9)”來判斷自己是否超重等。而且每個人都能響應外部發來的消息(如詢問年齡 的消息),也就是執行相應的數據操作。再看一個例子,“電視機”也可視為“對象”:第一, 每臺電視機都具有自己的數據,如型號、尺寸、頻道數目等;第二,每臺電視機都有自己的 數據操作,例如開機、關機、調頻道、調音量等。而且電視機能夠響應外部發來的消息并執 行相應的操作,如按下遙控器上的某個按鍵就能讓電視機執行執行調頻道的操作。圖 7.3 中 給出了兩個“人”對象和一個“電視機”對象的示意圖。 ![](https://box.kancloud.cn/2016-02-22_56cafce388924.png) ![](https://box.kancloud.cn/2016-02-22_56cafce3a7378.png) 圖 7.3 兩個“人”對象和一個“電視機”對象 除了“人”、“電視機”這種有形的、具體的對象,我們也可以將無形的、抽象的事物看作是對象。例如可以將“室內環境”視為對象:該對象的數據包括溫度、濕度、容積等,該 對象能夠響應的操作包括提高溫度(具體也許是通過空調設備)、增加濕度(具體也許是通過 人工灑水)、換算容積單位等。 綜上所述,我們將數據和對數據的操作融為一體,形成具有靜態信息和動態行為的對象。 以面向對象的觀點去描述現實世界,就是要將現實世界刻畫成由各種對象組成,并且各對象之間進行交互、協作的系統。
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