### 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。  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。   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。