什么是面向对象编程（OOP）?

什么是面向对象编程？

面向对象编程（OOP）是一种计算机编程模型，它围绕数据或对象而不是函数和逻辑来组织软件设计。对象可以定义为具有独特属性和行为的数据字段。

OOP 关注的是开发人员想要操作的对象，而不是操作它们所需的逻辑。这种编程方法非常适合大型、复杂且需要主动更新或维护的程序。这包括制造和设计程序以及移动应用程序；例如，OOP可用于制造系统仿真软件。

面向对象程序的组织也使得该方法有利于协作开发，其中项目被分成组。 OOP 的其他优点包括代码可重用性、可扩展性和效率。

OOP 的第一步是收集程序员想要操作的所有对象并确定它们之间的关系，这一过程称为数据建模。

对象的示例范围可以从物理实体（例如通过名称和地址等属性描述的人）到小型计算机程序（例如小部件）。

一旦知道了一个对象，就会用一类对象来标记它，该对象类定义了它包含的数据类型以及可以操作它的任何逻辑序列。每个不同的逻辑序列称为一种方法。对象可以与定义明确的接口（称为消息）进行通信。

面向对象编程的结构是怎样的？

面向对象编程的结构或构建块包括以下内容：

• 类是用户定义的数据类型，充当各个对象、属性和方法的蓝图。
• 对象是使用专门定义的数据创建的类的实例。对象可以对应于现实世界的对象或抽象实体。当最初定义类时，描述是唯一定义的对象。
• 方法是在类内部定义的函数，用于描述对象的行为。类定义中包含的每个方法都以对实例对象的引用开始。此外，对象中包含的子例程称为实例方法。程序员使用方法来实现可重用性或一次将功能封装在一个对象内。
• 属性在类模板中定义并表示对象的状态。对象将在属性字段中存储数据。类属性属于类本身。

OOP的主要原则是什么？

面向对象编程基于以下原则：

• 封装。该原则规定所有重要信息都包含在对象内，并且仅公开选定的信息。每个对象的实现和状态都私有地保存在定义的类中。其他对象无权访问此类或进行更改的权限。他们只能调用公共函数或方法的列表。数据隐藏的这种特性提供了更高的程序安全性并避免意外的数据损坏。
• 抽象。对象仅揭示与其他对象的使用相关的内部机制，隐藏任何不必要的实现代码。派生类可以扩展其功能。随着时间的推移，这个概念可以帮助开发人员更轻松地进行额外的更改或添加。
• 继承。类可以重用其他类的代码。可以分配对象之间的关系和子类，使开发人员能够重用通用逻辑，同时仍然保持独特的层次结构。 OOP 的这一特性迫使进行更彻底的数据分析，减少开发时间并确保更高的准确性。

• 多态性。对象被设计为共享行为，并且它们可以采用多种形式。程序将确定父类中该对象的每次执行所需的含义或用法，从而减少重复代码的需要。然后创建一个子类，它扩展了父类的功能。多态性允许不同类型的对象通过同一个接口。

此图显示了 OOP 中的结构和命名的示例。

面向对象编程语言有哪些？

虽然 Simula 被认为是第一种面向对象的编程语言，但如今许多其他编程语言也与 OOP 一起使用。但有些编程语言与 OOP 的配合比其他语言更好。例如，被视为纯 OOP 语言的编程语言将一切都视为对象。其他编程语言主要是为 OOP 设计的，但也包含一些过程。

例如，流行的纯 OOP 语言包括：

• Ruby
• Scala
• JADE
• Emerald

主要为 OOP 设计的编程语言包括：

• Java
• Python
• C++

与 OOP 配合使用的其他编程语言包括：

• Visual Basic .NET
• PHP
• JavaScript

面向对象编程有什么好处？

面向对象编程的好处包括：

• 模块化。封装使对象能够独立，从而使故障排除和协作开发变得更加容易。
• 可重复使用性。代码可以通过继承重用，这意味着团队不必多次编写相同的代码。
• 生产率。程序员可以通过使用多个库和可重用代码更快地构建新程序。
• 易于升级和扩展。程序员可以独立实现系统功能。
• 接口说明。由于用于对象通信的消息传递技术，外部系统的描述很简单。
• 安全。使用封装和抽象，可以隐藏复杂的代码，使软件维护更容易，并且可以保护互联网协议。
• 灵活性。多态性使单个函数能够适应它所在的类。不同的对象也可以通过相同的接口。

对面向对象编程的批评

面向对象的编程模型由于多种原因而受到开发人员的批评。最大的担忧是 OOP 过分强调软件开发的数据部分，而对计算或算法关注不够。此外，OOP 代码编写起来可能更复杂，编译时间也更长。

OOP 的替代方法包括：

• 函数式编程。这包括 Erlang 和 Scala 等用于电信和容错系统的语言。
• 结构化或模块化编程。这包括 PHP 和 C# 等语言。
• 命令式编程。这种 OOP 的替代方案侧重于函数而不是模型，并且包括 C++ 和 Java。
• 声明式编程。这种编程方法涉及对任务或期望结果是什么的陈述，但不涉及如何实现它。语言包括 Prolog 和 Lisp。
• 逻辑编程。该方法主要基于形式逻辑并使用 Prolog 等语言，包含一组表达有关问题域的事实或规则的句子。它专注于可以从基于规则的逻辑查询中受益的任务。

大多数高级编程语言使开发人员能够组合模型，因为它们可用于不同的编程方法。例如，JavaScript 可用于 OOP 和函数式编程。

使用 OOP 和微服务的开发人员可以通过应用 OOP 原则来解决常见的微服务问题。