自学Python5.1-面向对象与面向过程

自学Python之路

自学Python5.1-面向对象与面向过程

面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码。

   优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源;比如单片机、嵌入式开发、 Linux/Unix等一般采用面向过程开发，性能是最重要的因素。 

   缺点：没有面向对象易维护、易复用、易扩展。

面向对象：将数据与函数绑定在一起，进行封装，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代码的重写过程。

   优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统 更加灵活、更加易于维护。  

   缺点：性能比面向过程低

一、面向过程

面向过程？面向过程就是面向解决问题的过程进行编程。

我们在学习和工作中，当我们去实现某项功能或完成某项任务时，是不是会不自觉的按部就班的罗列出我们要做的事情？（如果没有，建议以后试着步骤化解决问题）。而当我们按着我们罗列的步骤去解决问题时，实质上就是按照面向过程的思想去解决问题。我们罗列的步骤就是过程，按照步骤解决问题就是面向过程。

传统的面向过程的编程思想总结起来就八个字——自顶向下，逐步细化！实现步骤如下：

1. 将要实现的功能描述为一个从开始到结束按部就班的连续的步骤（过程）；
2. 依次逐步完成这些步骤，如果某一步的难度较大，又可以将该步骤再次细化为若干个子步骤，以此类推，一直到结束得到想要的结果；
3. 程序的主体是函数，一个函数就是一个封装起来的模块，可以实现一定的功能，各个子步骤往往就是通过各个函数来完成的，从而实现代码的重用和模块化编程！

案例：学生到校报道注册

面向过程流程图：

面向过程，就是按照我们分析好了的步骤，按部就班的依次执行就行了！所以当我们用面向过程的思想去编程或解决问题时，首先一定要把详细的实现过程弄清楚。一旦过程设计清楚，代码的实现简直轻而易举。

二、面向对象

所谓的面向对象，就是在编程的时候尽可能的去模拟真实的现实世界，按照现实世界中的逻辑去处理一个问题，分析问题中参与其中的有哪些实体，这些实体应该有什么属性和方法，我们如何通过调用这些实体的属性和方法去解决问题。

现实世界中，任何一个操作或者是业务逻辑的实现都需要一个实体来完成，也就是说，实体就是动作的支配者，没有实体，就肯定没有动作发生！

　　现在让我们思考下，上述注册报名的每一个步骤都有哪些动词？

　　提出 提供 缴 收 获得 分配 增加

　　有动词就一定有实现这个动作的实体！

　　所谓的模拟现实世界，就是使计算机的编程语言在解决相关业务逻辑的方式，与真实的业务逻辑的发生保持一致！需要使每一个动作的背后都一个完成这个动作的实体！

　　因为任何功能的实现都是依赖于一个具体的实体的“动作|操作|行动”，可以看作是一个又一个的实体在发挥其各自的“能力”并在内部进行协调有序的调用过程！

　　当采用面向对象的思想解决问题时，可分为下面几步：

1. 1. 分析哪些动作是由哪些实体发出的；
   2. 定义这些实体，为其增加相应的属性和功能；
   3. 让实体去执行相应的功能或动作。

　　采用面向对象的思想，解决上面的报名问题，应该如下：

第一步：分析那些动作是由哪些实体发出的

• 学生提出报名
• 学生缴费
• 机构收费
• 教师分配教室
• 班级增加学生信息

　　于是，在整个过程中，一共有四个实体：

　　学生、机构、教师、班级！

　　在现实中的一个具体的实体，就是计算机编程中的一个对象！

第二步：定义这些实体，为其增加相应的属性和功能

　　属性就是实体在现实世界中的一些特征表现。如：

• • 人的属性：姓名、性别、身高、三围、体重、电话号码、家庭住址、籍贯等
  • 手机的属性：品牌、价格、颜色、尺寸、待机时间等

　　功能就是能完成的动作，在面向对象的术语中，动作就叫作方法或者函数。如：

• • 人的动作（功能）：吃饭、睡觉、学习、打游戏、走路、跑步、缴费！
  • 手机的动作（功能）：打电话、发短信、拍照、打游戏、视频、看电影等

　　下图显示了在上述实例中出现的实体以及相应的属性和功能：

第三步：让实体去执行相应的功能或动作

• 学生提出报名
• 学生缴费
• 学校收费
• 教师分配教室
• 班级增加学生信息

　　所以说，面向过程主要是针对功能，而面向对象主要是针对能够实现该功能的背后的实体。面向对象实质上就是面向实体，所以当我们使用面向对象进行编程时，一定要建立这样一个观念：万物皆对象！

三、面向对象和面向过程的比较

面向过程简单直接，易于入门理解，模块化程度较低。

面向对象相对于面向过程较为复杂，不易理解，模块化程度较高。

可总结为下面三点：

• 都可以实现代码重用和模块化编程，但是面对对象的模块化更深，数据更封闭，也更安全！因为面向对象的封装性更强！
• 面对对象的思维方式更加贴近于现实生活，更容易解决大型的复杂的业务逻辑
• 从前期开发角度上来看，面对对象远比面向过程要复杂，但是从维护和扩展功能的角度上来看，面对对象远比面向过程要简单！

四、面向对象的软件开发

软件的开发其实一整套规范，我们所学的只是其中的一小部分，一个完整的开发过程，需要明确每个阶段的任务，在保证一个阶段正确的前提下再进行下一个阶段的工作，称之为软件工程

    面向对象的软件工程包括下面几个部：

4.1 面向对象分析（object oriented analysis ，OOA）

    软件工程中的系统分析阶段，要求分析员和用户结合在一起，对用户的需求做出精确的分析和明确的表述，从大的方面解析软件系统应该做什么，而不是怎么去做。面向对象的分析要按照面向对象的概念和方法，在对任务的分析中，从客观存在的事物和事物之间的关系，贵南出有关的对象（对象的‘特征’和‘技能’）以及对象之间的联系，并将具有相同属性和行为的对象用一个类class来标识。

    建立一个能反映这是工作情况的需求模型，此时的模型是粗略的。

4.2 面向对象设计（object oriented design，OOD）

    根据面向对象分析阶段形成的需求模型，对每一部分分别进行具体的设计。

    首先是类的设计，类的设计可能包含多个层次（利用继承与派生机制）。然后以这些类为基础提出程序设计的思路和方法，包括对算法的设计。

    在设计阶段并不牵涉任何一门具体的计算机语言，而是用一种更通用的描述工具（如伪代码或流程图）来描述

4.3 面向对象编程（object oriented programming，OOP）

    根据面向对象设计的结果，选择一种计算机语言把它写成程序，可以是python

4.4 面向对象测试（object oriented test，OOT）

    在写好程序后交给用户使用前，必须对程序进行严格的测试，测试的目的是发现程序中的错误并修正它。

    面向对的测试是用面向对象的方法进行测试，以类作为测试的基本单元。

4.5 面向对象维护（object oriendted soft maintenance，OOSM）

    正如对任何产品都需要进行售后服务和维护一样，软件在使用时也会出现一些问题，或者软件商想改进软件的性能，这就需要修改程序。

    由于使用了面向对象的方法开发程序，使用程序的维护比较容易。

    因为对象的封装性，修改一个对象对其他的对象影响很小，利用面向对象的方法维护程序，大大提高了软件维护的效率，可扩展性高。

 

在面向对象方法中，最早发展的肯定是面向对象编程(OOP),那时OOA和OOD都还没有发展起来，因此程序设计者为了写出面向对象的程序，还必须深入到分析和设计领域，尤其是设计领域，那时的OOP实际上包含了现在的OOD和OOP两个阶段，这对程序设计者要求比较高，许多人感到很难掌握。

现在设计一个大的软件，是严格按照面向对象软件工程的5个阶段进行的，这个5个阶段的工作不是由一个人从头到尾完成的，而是由不同的人分别完成，这样OOP阶段的任务就比较简单了。程序编写者只需要根据OOd提出的思路，用面向对象语言编写出程序既可。

在一个大型软件开发过程中，OOP只是很小的一个部分。

对于全栈开发的你来说，这五个阶段都有了，对于简单的问题，不必严格按照这个5个阶段进行，往往由程序设计者按照面向对象的方法进行程序设计，包括类的设计和程序的设计。