面向对象三大特性的意义讲解
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2021-01-20
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面向对象三大特性的意义讲解面向对象三大特性的意义讲解
面向对象的三大特性：封装、继承和多态。这是任何一本面向对象设计的书里都会介绍的，但鲜有讲清楚的，新手看了之后除
了记住几个概念外，并没真正了解他们的意义。前几天在youtube上看了Bob大叔讲解的SOLID原则，其中有一段提到面向对
象的三大特性，收获很多，但是我并不完全赞同他的观点，这里谈谈我的想法：
封装封装
『封装』第一层含义是信息隐藏。这是教科书里都会讲解的，把类或模块的实现细节隐藏起来，对外只提供最小的接口，也就
是所谓的『最小知识原则』。有个共识，正常的程序员能理解的代码在一万行左右。这是指在理解代码的实现细节的情况下，
正常的程序员能理解的代码的规模。比如一个文件系统，FAT、NTFS、EXT4和YAFFS2等，它们的实现是比较复杂的，少则
几千行代码，多则几万行，要理解它们的内部实现是很困难的，但是如果屏蔽它们的内部实现细节，只是要了解它们对外的接
口，那就非常容易了。
关于『封装』的这一层含义，Bob大叔提出了惊人的见解：『封装』不是面向对象的特性，面向过程的C语言比面向对象的
C++/Java在『封装』方面做得更好！证据也是很充分：C语言把函数的分为内部函数和外部函数两类。内部函数用static修
饰，放在C文件中，外部函数放在头文件中。你完全不知道内部函数的存在，即使知道也没法调用。而像在C++/Java中，通过
public/protected/private/friend等关键字，把函数或属性分成不同的等级，这把内部的细节暴露给使用者了，使用者甚至可以
绕过编译器的限制去调用私有函数。所以在信息隐藏方面，『封装』不但不是面向对象的特性，而且面向对象减弱了『封
装』。
『封装』的第二层含义是把数据和行为封装在一起。我觉得这才是面向对象中的『封装』的意义所在，而一般的教科书里并没
提及或强调。面向过程的编程中，数据和行为是分离的，面向对象的编程则是把它们看成一个有机的整体。所以，从这一层含
义来看，『封装』确实是面向对象的『特性』。
面向对象是一种思维方式，而不是表现形式。在C语言中，可以实现面向对象的编程，事实上，几乎所有C语言开发的大型项
目，都是采用了面向对象的思想开发的。把C语言说成面向过程的语言是不公平的，是不是面向对象的编程主要是看指导思
想，而不是编程语言。你用C++/Java可以写面向过程的代码，也可以用C语言写面向对象的代码。
继承继承
类就是分类的标准，也就是一类事物，一类具有相同属性和行为对象的抽象。比如动物就是一个类，它描述了所有具有动物这
个属性的事物的集合。狗也是一个类，它具有动物所有的特性，我们说狗这个类继承了动物这个类，动物是狗的父类，狗是动
物的子类。在C语言中也可以模拟继承的效果，比如：
struct Animal {
...
};
struct Dog {
struct Animal animal;
...
}
struct Cat {
struct Animal animal;
...
}
因为C语言也可以实现『继承』，所以Bob大叔认为『继承』也不算不上是面向对象的『特性』。但是我觉得，C语言中实现
『继承』的方式，需要用面向对象的思维来思考才能理解，否则纯粹从数据结构的方式来看上面的例子，理解起来就会大相径
庭：animal是Dog的一个成员，所以Animal可以看成是Dog的一部分！Is a 变成了has a。只有在面向对象的思想中，说『继
承』才有意义，所以说『继承』是面向对象的『特性』并不牵强。
在C语言里实现多重继承更是非常麻烦了，记得glib里实现了接口的多重继承，但是用起来还是挺别扭的，对新手来说更是难
以理解。多重继承在某些情况下，会对编译器造成歧义，比菱形继承结构：A是基类，B和C是它的两个子类，D从B和C中继
承过来，如果B和C都重载了A的一个函数，编译器此时就没法区分用B的还是C的了（当然这是可以解决的）。
像Bob大叔说的，Java没有实现多重继承，并不是多重继承没有用。而是为了简化编译器的实现，C#没有实现多重继承，则
是因为Java没有实现多重继承:)
除了接口多重继承是必不可少的，类的多重继承在现实中也是很常见的。比如：狼和狗都是狗科动物的子类，猫和老虎都是猫
科动物的子类。狗科动物和猫科动物都是动物的子类。但是猫和狗都是家畜，老虎和狼都是野生动物。猫不但要继承猫科动物
的特性，还继承家畜的特性。类就是分类的标准，而混用不同的分类标准是多重继承的主要来源。多重继承可以用其他方式实
现，比如traits和mixin。
不管是普通继承，接口继承，还是多重继承，在面向对象的编程语言中，实现起来要更加容易和直观，在面向过程的语言中，
虽然可以实现，但是比较丑陋，而且本质是面向对象的思考方式。所以『继承』应该称得上是面向对象的『特性』了。介于继
承带来的复杂性，现代面向对象的设计中，都推荐用组合来代替继承实现重用。
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