為啥俺推薦Python[3]：作為物件導向語言的Python

文章目錄

• ◇Python的對象
• ◇對象的屬性
• ◇對象的類型
• ◇對象的標示
• ◇“一切皆對象”的好處？
• ◇廣義封裝
• ◇狹義封裝
• ◇對存取控制的偏見
• ◇Python的繼承
• ◇繼承的文法
• ◇繼承的動態性

本系列已經中斷了很長時間 直到最近一個讀者來信問俺，為啥不繼續寫，俺才突然想起這個被遺忘的系列，實在是抱歉！前一個文章介紹了作為動態語言的Python，今天來聊一聊Python在物件導向編程（OOP）方面的特色。
　　本文主要針對那些熟悉OOP，但還不熟悉Python的同學。為了讓大伙兒有一個直觀的認識，俺會拿C++/Java來進行文法上的對比。（這倆語言的名氣夠大，且號稱支援OO，也算有些可比性）
　　強調一下：本文雖然拿了某些語言來作對比，但絲毫沒有貶低這些語言的意思，請這些語言的粉絲們，不要對號入座

★抽象（Abstraction）

　　但凡介紹OOP，自然會提到抽象。因為抽象，是OO的第一要素，也是其它要素的基礎。而提到抽象，又不免提到對象（Object）。所以，俺首先來聊一下，Python語言是如何體現對象的。

◇Python的對象

　　如果要問俺，什麼是Python中的對象，還真不好下一個嚴密又通俗易懂的定義。為了敷衍大伙兒，俺只好用一句話來概括，那就是Python語言中，一切皆對象。這句話該如何理解捏？簡單來說，就是你在Python語言中涉及到的各種東東，都是“對象”。比如，函數是對象、各種數值（比如整數值、浮點數值、布爾值）是對象、模組（類似於Java的package）是對象、None（類似於Java的Null 參考null、C++的null 指標NULL）也是對象、......
　　對比一下C++和Java的文法：只有類的執行個體才能算得上是對象。連基本類型（比如int、char、float、等）都算不上對象，至於函數，就更算不上了。
　　既然是一切皆對象，俺有必要稍微總結一下，Python對象的共性，否則初學Python的同學還是會一頭霧水。

◇對象的屬性

　　首先，所有的Python的對象，都具有若干個屬性。你可以通過內建的dir()函數進行反射，從而瞭解到某個對象分別都包含哪些屬性。熟悉Java的同學，應該明白啥是"反射"。光懂C/C++的同學，如果理解上有困難，可以參見“這裡”。
　　另外，Python還提供了若干內建的函數，用於在運行時操作指定對象的屬性。具體如下：

hasattr(obj, name)  #判斷obj對象是否具有名為name的屬性setattr(obj, name, value)  #設定obj對象的名為name的屬性值為valuegetattr(obj, name)  #擷取obj對象的名為name的屬性值delattr(obj, name)  #刪除obj對象的名為name的屬性

◇對象的類型

　　所有的Python對象，都可以通過內建的type()函數擷取該對象的類型。這實際上就是Python的RTTI機制的體現。懂C++的同學，可以回顧一下C++的typeid關鍵字；懂Java的同學，可以想一想instanceof關鍵字。

◇對象的標示

　　所有的Python對象，都可以通過內建的id()函數擷取該對象的唯一標示。而且當一個對象建立之後，這個唯一標示就會始終保持不變。對於學過C/C++的同學，不妨把這個唯一標示想象成該對象在記憶體的地址。這或許有助於你的理解

　　Python對象還有其它一些共性，考慮到本文的掃盲性質，就不再費口水了。有興趣的同學，可以自己找些入門書研讀一番。

◇“一切皆對象”的好處？

　　可能有同學會問，“一切皆對象”有啥好處捏？俺竊以為：當一切皆為對象，就可以把很多概念、操作、慣用手法統一起來，在文法層面體現出美感。
　　下面俺舉幾個例子，並拿Java來對比一下。
　　在Java裡面，由於基本類型不是繼承自Object類，引出不少麻煩。當初Java它爹剛開始設計容器類（比如Vector、ArrayList、...）的時候，頗費了一番功夫。因為容器裡面放置的東東必須是Object，為了讓容器能適應基本類型，只好給每一種基本類型分別對應一個派生自Object的封裝類（Integer類對應int、Float類對應float、...）；後來又平添了自動裝箱/拆箱的概念。而Python就沒有這方面的困擾。

　　再拿剛才提及的“反射”來說事兒。雖然Java語言支援對象的反射，但是Java的package不是Object，所以也就無法對package進行反射。反觀Python，任何一個module（相當於Java的package）import之後，都可以直接通過前面提到的dir()函數進行反射，得知該module包含了哪些東東。僅僅需要2行代碼：

import xxxdir(xxx)

★封裝（Encapsulation）

　　為了避免歧義，首先要明確一下：什麼是“封裝”？為了敘述方便，俺把OOP的封裝，分為狹義和廣義兩種。（關於封裝的深入討論，可以參見“這裡”）

◇廣義封裝

　　OOP很強調以資料為中心。所以OOP的廣義封裝，就是把資料和操作資料的行為，打包到一起。比如C++/Java裡的class，可以同時包含資料成員和函數成員，就算是滿足廣義的封裝了。對於Python而言，其class關鍵字類似於C++和Java，也已經具有廣義的封裝性了。

◇狹義封裝

　　而OOP的狹義封裝，則更進一步，增加了資訊隱藏（Information Hiding）。比如C++和Java的public、protected、private關鍵字，就是通過存取控制來達到資訊隱藏的效果。Python雖然沒有針對存取控制的關鍵字來修飾類成員，但是Python採用了另外一套機制——根據命名來約定。在Python的對象中，如果某個屬性以雙底線開頭來命名（比如 __name），就能起到類似於private的效果。

◇對存取控制的偏見

　　俺曾經在某技術論壇看到有人質疑Python的存取控制機制，說Python的私人屬性，可以通過反射機制繞過，因此形同虛設。在此，俺想舉C++和Java來進行反駁。
　　在Java中，同樣可以通過反射機制，來訪問類的私人成員。至於C++，得益於指標的強大，只要能訪問某個對象（的this指標），通過計算該對象成員變數在記憶體中的位移，即可輕易對其進行讀寫。雖然這麼幹挺變態滴，但理論上是可行滴。

★繼承（Inheritance）

　　緊接著，咱再來說一下繼承的話題。

◇Python的繼承

　　Python沒有像Java那樣，區分出類繼承（OO的術語中也叫“實現繼承”）、介面繼承；也沒有像C++那樣，區分出公有繼承、私人繼承、保護繼承這麼花哨的玩意兒。Python就只有一種繼承方式。

◇繼承的文法

　　Python的繼承文法，相比C++/Java而言，更加簡潔。比如子類Child需要繼承父類Parent，代碼只需如下：

class Child(Parent) :

　　如果是多繼承，代碼大同小異：

class Child(Parent1, Parent2, Parent3) :

　　如果你想知道某個類有哪些父類（基類），只需要通過 Child.__bases__ 便可知曉。

◇繼承的動態性

　　其實上一個文章已經介紹了動態改變繼承關係的例子。然而上一個文章年代久遠（距今快1年），想必很多同學沒看過或者看過又忘了。俺不妨再囉嗦一下。作為一種動態語言，Python可以在運行時修改類的繼承關係。這個特性比較酷，是C++/Java所望塵莫及滴。請看下面的例子：

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) # 動態追加了2個父類print(Child.__bases__) # 列印出的父類資訊中，已經包含Parent1、Parent2

★多態（Polymorphism）

　　至於Python的多態，和傳統的OO語言差不多，似乎沒有太多值得說道的地方。俺簡單舉個代碼作例子。為了省打字，直接複用上述的3個類，然後再另外增加一個test()函數如下：

def test(obj) :    obj.dump()

　　然後對test()函數分別傳入不同的類型的對象，後面俺就無需多說了吧？

c = Child()test(c)  # 列印出 childp1 = Parent1()test(p1)  # 列印出 parent1

★結尾

　　今天的話題，主要是讓不熟悉Python的網友，對Python在物件導向方面的特性，有一個粗淺、感性的認識。聊完了OOP，下一個文章會聊一下關於關於FP（函數式編程）的話題。

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