再见，面向对象编程

我从事面向对象语言的编程已有数十年了。我使用的第一种面向对象语言是C ++，然后是Smalltalk，最后是.NET和Java。

我很想利用继承，封装和多态性的好处。面向对象范式的三个支柱。

我渴望获得重用的承诺，并利用在这个新的令人兴奋的环境中，出现在我之前的人们所获得的智慧。

想到将现实世界的对象映射到它们的类中，并希望整个世界都能整齐地摆放，我激动不已。

我再也不会错了。

继承，第一个倒下的支柱

乍一看，继承似乎是面向对象范例的最大好处。形形色色的结构的所有简单示例都被认为是新学说的示例，这似乎是合乎逻辑的。

重用是当今的话题。不……让这一年，甚至永远。

我吞下了这一切，并以我新发现的见识冲进了世界。

香蕉猴丛林问题

出于宗教信仰和解决问题的需要，我开始构建类层次结构并编写代码。世界上一切都正确。

我永远不会忘记这一天，当我准备通过继承现有类来兑现"重用"的承诺时。这是我一直在等待的时刻。

一个新项目出现了，我回想起我上一个项目中非常喜欢的那个类。

没问题。重新使用该类进行救援。我要做的只是从另一个项目中获取该Class并使用它。

好吧……实际上……不只是那个类。我们需要父类。但是……仅此而已。

嗯...等等...看来我们也将需要父类的父类...然后...我们将需要所有父类。好吧好吧我会处理的，没问题。

太好了现在它将无法编译。为什么？？哦，我明白了…这个对象包含另一个对象。所以我也需要那个对象，没问题。

等等...我不仅需要那个对象。我需要对象的父对象及其父对象的父对象，依此类推，依次包含每个包含的对象以及包含对象的所有父对象以及其父对象，父对象，父对象……

啊。

Erlang的创建者Joe Armstrong引用了一句话：

面向对象语言的问题在于，它们具有随身携带的所有隐式环境。您想要香蕉，但是得到的是一只大猩猩，拿着香蕉和整个丛林。

香蕉猴丛林解决方案

我可以通过不创建太深的层次结构来解决这个问题。但是，如果继承是重用的关键，那么我对该机制的任何限制肯定会限制重用的好处。对？

对。

那么，在Kool-aid的健康帮助下，可怜的面向对象程序员该怎么办呢？

利用包容并委托。稍后再详细介绍。

钻石问题（菱形继承）

迟早，以下问题将变得很丑陋，并且根据语言的不同，还会出现无法解决的问题。

尽管这似乎合乎逻辑，但大多数OO语言都不支持此功能。用OO语言支持此功能有何困难？

好吧，想象一下下面的伪代码：

Class PoweredDevice {
}

Class Scanner inherits from PoweredDevice { 
  function start() { 
  }
}

Class Printer inherits from PoweredDevice { 
  function start() { 
  }
}

Class Copier inherits from Scanner, Printer {
}

请注意，Scanner类和Printer类都实现了一个名为start的函数。

那么Copier类继承了哪个start函数？扫描仪开启了吗？打印机一台？不能两者兼有。

钻石解决方案

解决方案很简单。不要那样做

是的，这是正确的。大多数OO语言不允许您这样做。

但是，但是……如果我必须对此建模呢？我要重用！

然后，您必须利用包容包含并委托。

Class PoweredDevice {
}

Class Scanner inherits from PoweredDevice { 
  function start() { 
  }
}

Class Printer inherits from PoweredDevice { 
  function start() { 
  }
}

Class Copier { 
  Scanner scanner 
  Printer printer 
  function start() { 
    printer.start() 
  }
}

请注意，此处的Copier类现在包含Printer和Scanner的实例。它将start函数委托给Printer类的实现。它可以轻松地委派给扫描仪。

这个问题是继承支柱中的另一个难题。

脆弱的基类问题

因此，我正在简化层次结构，以防止其具有周期性。我没有钻石。

世界上一切都正确。直到...

有一天，我的代码可以工作，而第二天它将停止工作。这是基线。我没有更改代码。

好吧，也许是个错误……但是等等……有些事情确实发生了变化……

但这不在我的代码中。原来更改是在我继承的类中进行的。

基类的更改如何破坏我的代码？

这就是...

想象一下以下基类（它是用Java编写的，但是如果您不懂Java，应该很容易理解）：

import java.util.ArrayList;
public class Array {
    private ArrayList < Object > a = new ArrayList < Object > ();
    public void add(Object element) {
        a.add(element);
    }
    public void addAll(Object elements[]) {
        for (int i = 0; i < elements.length; ++i) 
          a.add(elements[i]); // this line is going to be changed 
    }
}

重要说明：请注意注释的代码行。稍后将更改此行，这将使事情中断。

此类在其接口上具有2个函数add（）和addAll（）。 add（）函数将添加单个元素，而addAll（）将通过调用add函数添加多个元素。

这是派生类：

public class ArrayCount extends Array {
    private int count = 0;
    @Override public void add(Object element) {
        super.add(element);
        ++count;
    }
    @Override public void addAll(Object elements[]) {
        super.addAll(elements);
        count += elements.length;
    }
}

ArrayCount类是常规Array类的专用化。唯一的行为差异是ArrayCount保留元素数量的计数。

让我们详细看看这两个类。

Array add（）将元素添加到本地ArrayList.Array addAll（）为每个元素调用本地ArrayList add。
ArrayCount add（）调用其父级的add（），然后增加计数。ArrayCount addAll（）调用其父级的addAll（），然后将计数增加元素数。

而且一切正常。

现在是突破性的变化。基类中的代码注释行更改为以下内容：

public void addAll(Object elements[]) {
  for (int i = 0; i < elements.length; ++i) 
    add(elements[i]); // this line was changed 
}

就基类的所有者而言，它仍按公告功能运行。并且所有自动化测试仍然通过。

但是所有者没有理会派生类。派生类的所有者正在粗鲁地觉醒。

现在，ArrayCount addAll（）调用其父级的addAll（），该父类在内部调用已由Derived类覆盖的add（）。

这会导致计数在每次调用派生类的add（）时增加，然后再次增加在派生类的addAll（）中添加的元素数。

算了两次。

如果可以做到这一点，那么派生类的作者必须知道如何实现基类。并且必须通知他们有关基类的每项更改，因为它可能以不可预测的方式破坏其派生类。

啊! 这个巨大的裂缝永远威胁着宝贵的继承支柱的稳定性。

脆弱的基类解决方案

再次利用包容并委托救援人员。

通过使用包容和委托，我们从白盒编程到黑盒编程。对于White Box编程，我们必须查看基类的实现。

使用黑匣子编程，由于无法通过覆盖基函数的功能之一将代码注入到基类中，因此我们可以完全不了解其实现。我们只需要关心接口。

这个趋势令人不安...

继承被认为是重用的巨大胜利。

面向对象的语言很难使"包容"和"委托"变得容易。它们旨在简化继承。

如果您像我一样，就开始对这种继承感到好奇。但更重要的是，这应该动摇您对通过层次结构进行分类的能力的信心。

层次问题

每当我创建新公司时，在创建放置公司文件的地方时都会遇到麻烦，例如：员工手册。

我是否要创建一个名为Documents的文件夹，然后在其中创建一个名为Company的文件夹？

还是创建一个名为Company的文件夹，然后在其中创建一个名为Documents的文件夹？

两者都可以。但是哪个是对的？哪个最好？

类别层次结构的思想是，有些基类（父母）更为笼统，而派生类（子代）则是这些类的更专业版本。随着我们沿着继承链的发展，甚至更加专业。（请参阅上面的形状层次结构）

但是，如果父母和孩子可以任意切换位置，则显然此模型有问题。

层次解决方案

怎么了

分类层次结构无效。

那么，层次结构有什么好处呢？

遏制。

如果您查看现实世界，那么到处都会看到遏制（或专有所有权）层次结构。

您将找不到分类层次结构。让它陷入片刻。面向对象范例基于真实世界，其中充满了对象。但随后它使用了损坏的模型，没有现实世界类比的分类层次结构。

但是现实世界充满了约束层次结构。约束结构的一个很好的例子，是您的袜子。它们位于袜子抽屉中，该抽屉包含在您的梳妆台的一个抽屉中，该抽屉包含在您的卧室中，也包含在您的房屋中，等等。

硬盘驱动器上的目录是"包含层次结构"的另一个示例。它们包含文件。

那么我们该如何分类呢？

好吧，如果您想到公司文件，我放在哪里几乎都没有关系。我可以将它们放在"文档"文件夹或名为" Stuff"的文件夹中。

我对其进行分类的方式是使用标签。我用以下标签标记文件：

DocumentCompanyHandbook

标签没有顺序或层次。（这也解决了钻石问题。）

标签类似于接口，因为您可以将多种类型与文档关联。

但是，裂缝如此之多，看来继承支柱已经倒下了。

再见，继承。

封装，倒下的第二个支柱

乍一看，封装似乎是面向对象编程的第二大优点。

保护对象状态变量不受外部访问，即它们被封装在对象中。

我们不再需要担心who-knows-who正在访问的全局变量。

封装对于您的变量是安全的。

这个封装的东西是不可思议的！

封装寿命长…

直到...

引用问题

为了提高效率，对象不是通过其值而是通过引用传递给函数。

这意味着函数不会传递对象，而是传递对对象的引用或指针。

如果将对象通过引用传递给对象构造函数，则构造函数可以将该对象引用放入受封装保护的私有变量中。

但是传递的对象并不安全！

为什么不？因为其他一些代码具有指向对象的指针，即。调用构造函数的代码。它必须具有对对象的引用，否则无法将其传递给构造函数？

参考解决方案

构造函数将必须克隆传入的对象。不是浅层克隆，而是深层克隆，即传入对象中包含的每个对象以及这些对象中的每个对象，依此类推。

效率非常重要。

这是基线。并非所有对象都可以被克隆。有些具有与操作系统资源相关联的资源，从而使克隆在最好或最坏的情况下变得无用。

而且每种主流OO语言都存在此问题。

再见，封装。

多态性，倒下的第三大支柱

多态是面向对象三位一体的红发继子。

这是该小组的Larry Fine。

他们到处走，他都在那里，但他只是一个配角。

并不是说多态性不是很好，而是您不需要使用面向对象的语言来实现。

接口会给你这个。而且没有OO的所有限制。

有了Interfaces，您可以混合多少种不同的行为就没有限制。

因此，事不宜迟，我们告别了OO多态，而向基于接口的多态问好。

破碎的承诺

好吧，OO在早期肯定会许诺很多。这些天赋仍然是给坐在教室，阅读博客和在线课程的程序员的。

我花了很多年才意识到OO对我撒谎。我也宽容，经验不足和信任。

我被烧死了。

再见，面向对象的编程。

那又如何呢？

开始函数式编程吧。过去几年与您合作真是太好了。

请注意，我不会兑现您的任何承诺。我将不得不看到它才能相信它。

一旦被烧毁，两次都害羞。

你明白。

参考 https://www.toutiao.com/i6770005126615663107/

posted @ 2021-11-30 18:41 易先讯阅读(39) 评论(0) 编辑收藏举报

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