coffee bene会员卡:作为面向对象语言的Python

为啥俺推荐Python[3]：作为面向对象语言的Python

　　本系列已经中断了很长时间 :( 直到最近一个读者来信问俺，为啥不继续写，俺才突然想起这个被遗忘的系列。前一个帖子介绍了作为动态语言的Python，今天来聊一聊Python在面向对象编程（OOP）方面的特色。
　　本文主要针对那些熟悉OOP，但还不熟悉Python的同学。为了让大伙儿有一个直观的认识，俺会拿C++/Java来进行语法上的对比。（这俩语言的名气够大，且号称支持OO，有某些可比性）
　　强调一下：本文虽然拿了某些语言来作对比，但丝毫没有贬低这些语言的意思，请这些语言的粉丝们，不要对号入座 :)

　　★抽象（Abstraction）
　　但凡介绍OOP，自然会提到抽象。因为抽象，是OO的第一要素，也是其它要素的基础。而提到抽象，又不免提到对象（Object）。所以，俺首先来聊一下，Python语言是如何体现对象的。

　　◇Python的对象
　　如果要问俺，什么是Python中的对象，还真不好下一个严密又通俗易懂的定义。为了敷衍大伙儿，俺只好用一句话来概括，那就是Python语言中，一切皆对象。这句话该如何理解捏？简单来说，就是你在Python语言中涉及到的各种东东，都是“对象”。比如，函数是对象、各种数值（比如整数值、浮点数值、布尔值）是对象、模块（类似于Java的package）是对象、None（类似于Java的空引用null、C++的空指针NULL）也是对象、......
　　对比一下C++和Java的语法：只有类的实例才能算得上是对象。连基本类型（比如int、char、float、等）都算不上对象，至于函数，就更算不上了。
　　既然是一切皆对象，俺有必要稍微总结一下，Python对象的共性，否则初学Python的同学还是会一头雾水。

　　◇对象的属性
　　首先，所有的Python的对象，都具有若干个属性。你可以通过内置的dir()函数进行反射，从而了解到某个对象分别都包含哪些属性。熟悉Java的同学，应该明白啥是"反射"。光懂C/C++的同学，如果理解上有困难，可以参见“这里”。
　　另外，Python还提供了若干内置的函数，用于在运行时操作指定对象的属性。具体如下：
hasattr(obj, name)  #判断obj对象是否具有名为name的属性
setattr(obj, name, value)  #设置obj对象的名为name的属性值为value
getattr(obj, name)  #获取obj对象的名为name的属性值
delattr(obj, name)  #删除obj对象的名为name的属性

　　◇对象的类型
　　所有的Python对象，都可以通过内置的type()函数获取该对象的类型。这实际上就是Python的RTTI机制的体现。懂C++的同学，可以回顾一下C++的typeid关键字；懂Java的同学，可以想一想instanceof关键字。

　　◇对象的标示
　　所有的Python对象，都可以通过内置的id()函数获取该对象的唯一标示。而且当一个对象创建之后，这个唯一标示就会始终保持不变。对于学过C/C++的同学，不妨把这个唯一标示想象成该对象在内存的地址。这或许有助于你的理解 :)

　　Python对象还有其它一些共性，考虑到本文的扫盲性质，就不再费口水了。有兴趣的同学，可以自己找些入门书研读一番。

　　◇“一切皆对象”的好处？
　　可能有同学会问，“一切皆对象”有啥好处捏？俺窃以为：当一切皆为对象，就可以把很多概念、操作、惯用手法统一起来，在语法层面体现出美感。
　　下面俺举几个例子，并拿Java来对比一下。
　　在Java里面，由于基本类型不是继承自Object类，引出不少麻烦。当初Java它爹刚开始设计容器类（比如Vector、ArrayList、...）的时候，颇费了一番功夫。因为容器里面放置的东东必须是Object，为了让容器能适应基本类型，只好给每一种基本类型分别对应一个派生自Object的包装类（Integer类对应int、Float类对应float、...）；后来又平添了自动装箱/拆箱的概念。而Python就没有这方面的困扰。
　　再拿刚才提及的“反射”来说事儿。虽然Java语言支持对象的反射，但是Java的package不是Object，所以也就无法对package进行反射。反观Python，任何一个module（相当于Java的package）import之后，都可以直接通过前面提到的dir()函数进行反射，得知该module包含了哪些东东。仅仅需要2行代码：
import xxx
dir(xxx)

　　★封装（Encapsulation）
　　为了避免歧义，首先要明确一下：什么是“封装”？为了叙述方便，俺把OOP的封装，分为狭义和广义两种。（关于封装的深入讨论，可以参见“这里”）

　　◇广义封装
　　OOP很强调以数据为中心。所以OOP的广义封装，就是把数据和操作数据的行为，打包到一起。比如C++/Java里的class，可以同时包含数据成员和函数成员，就算是满足广义的封装了。对于Python而言，其class关键字类似于C++和Java，也已经具有广义的封装性了。

　　◇狭义封装
　　而OOP的狭义封装，则更进一步，增加了信息隐藏（Information Hiding）。比如C++和Java的public、protected、private关键字，就是通过访问控制来达到信息隐藏的效果。Python虽然没有针对访问控制的关键字来修饰类成员，但是Python采用了另外一套机制——根据命名来约定。在Python的对象中，如果某个属性以双下划线开头来命名（比如 __name），就能起到类似于private的效果。

　　◇对访问控制的偏见
　　俺曾经在某技术论坛看到有人质疑Python的访问控制机制，说Python的私有属性，可以通过反射机制绕过，因此形同虚设。在此，俺想举C++和Java来进行反驳。
　　在Java中，同样可以通过反射机制，来访问类的私有成员。至于C++，得益于指针的强大，只要能访问某个对象（的this指针），通过计算该对象成员变量在内存中的偏移，即可轻易对其进行读写。虽然这么干挺变态滴，但理论上是可行滴。

　　★继承（Inheritance）
　　紧接着，咱再来说一下继承的话题。

　　◇Python的继承
　　Python没有像Java那样，区分出类继承（OO的术语中也叫“实现继承”）、接口继承；也没有像C++那样，区分出公有继承、私有继承、保护继承这么花哨的玩意儿。Python就只有一种继承方式。

　　◇继承的语法
　　Python的继承语法，相比C++/Java而言，更加简洁。比如子类Child需要继承父类Parent，代码只需如下：
class Child(Parent) :

　　如果是多继承，代码大同小异：
class Child(Parent1, Parent2, Parent3) :

　　如果你想知道某个类有哪些父类（基类），只需要通过 Child.__bases__ 便可知晓。

　　◇继承的动态性
　　其实上一个帖子已经介绍了动态改变继承关系的例子。然而上一个帖子年代久远（距今快1年），想必很多同学没看过或者看过又忘了。俺不妨再啰嗦一下。作为一种动态语言，Python可以在运行时修改类的继承关系。这个特性比较酷，是C++/Java所望尘莫及滴。请看下面的例子：
class Parent1 :
    def dump(self) :
        print("parent1")

class Parent2 :
    def dump(self) :
        print("parent2")

class Child :
    def dump(self) :
        print("child")

print(Child.__bases__)
Child.__bases__ += (Parent1, Parent2) # 动态追加了2个父类
print(Child.__bases__) # 打印出的父类信息中，已经包含Parent1、Parent2

　　★多态（Polymorphism）
　　至于Python的多态，和传统的OO语言差不多，似乎没有太多值得说道的地方。俺简单举个代码作例子。为了省打字，直接复用上述的3个类，然后再另外增加一个test()函数如下：
def test(obj) :
    obj.dump()

　　然后对test()函数分别传入不同的类型的对象，后面俺就无需多说了吧？
c = Child()
test(c) # 打印出 child
p1 = Parent1()
test(p1) # 打印出 parent1

　　★结尾
　　今天的话题，主要是让不熟悉Python的网友，对Python在面向对象方面的特性，有一个粗浅、感性的认识。聊完了OOP，下一个帖子会聊一下关于关于FP（函数式编程）的话题。

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