編程語(yǔ)言分為面向過(guò)程編程、函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊?。其?shí) python 就是一種面向?qū)ο缶幊?，那么我們先了解一下它們的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)以及它們的區(qū)別是什么。
面向過(guò)程編程：“面向過(guò)程”(Procedure Oriented)是一種以過(guò)程為中心的編程思想。這些都是以什么正在發(fā)生為 目標(biāo)進(jìn)行編程，不同于面向?qū)ο蟮氖钦l(shuí)在受影響。與面向?qū)ο竺黠@的不同就是封裝、繼承、類。
面向過(guò)程編程最易被初學(xué)者接受，其往往用一長(zhǎng)段代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)指定功能，開(kāi)發(fā)過(guò)程的思路是將數(shù)據(jù)與函數(shù)按照?qǐng)?zhí)行的邏輯順序組織在一起，數(shù)據(jù)與函數(shù)分開(kāi)考慮。
- 特性：模塊化 流程化
- 優(yōu)點(diǎn)：性能比面向?qū)ο蟾?，因?yàn)轭愓{(diào)用時(shí)需要實(shí)例化，開(kāi)銷比較大，比較消耗資源；單片機(jī)、嵌入式開(kāi)發(fā)、Linux/Unix 等一般采用面向過(guò)程開(kāi)發(fā)，性能是最重要的因素。
- 缺點(diǎn)：沒(méi)有面向?qū)ο笠拙S護(hù)、易復(fù)用、易擴(kuò)展
函數(shù)式編程： 函數(shù)式編程也是種編程方式，它將電腦運(yùn)算視為函數(shù)的計(jì)算。函數(shù)編程語(yǔ)言最重要的基礎(chǔ)是λ演算（lambda calculus），而且 λ 演算的函數(shù)可以接受函數(shù)當(dāng)作輸入（參數(shù)）和輸出（返回值）。
它的主要思想是把運(yùn)算過(guò)程盡量寫(xiě)成一系列嵌套的函數(shù)調(diào)用。
Python 不是也不大可能會(huì)成為一種函數(shù)式編程語(yǔ)言，但是它支持許多有價(jià)值的函數(shù)式編程語(yǔ)言構(gòu)建。也有些表現(xiàn)得像函數(shù)式編程機(jī)制但是從傳統(tǒng)上也不能被認(rèn)為是函數(shù)式編程語(yǔ)言的構(gòu)建。
Python內(nèi)建函數(shù) ： filter()、map()、reduce()、max()、min()
面向?qū)ο缶幊蹋好嫦驅(qū)ο笫前慈藗冋J(rèn)識(shí)客觀世界的系統(tǒng)思維方式，采用基于對(duì)象（實(shí)體）的概念建立模型，模擬客觀世界分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)軟件的辦法。通過(guò)面向?qū)ο蟮睦砟钍褂?jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)能與現(xiàn)實(shí)世界中的系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)。
面向?qū)ο缶幊炭梢詫?shù)據(jù)與函數(shù)綁定到一起，進(jìn)行封裝，這樣能夠更快速的開(kāi)發(fā)程序，減少了重復(fù)代碼的重寫(xiě)過(guò)程。
- 特性：抽象 封裝 繼承 多態(tài)
- 優(yōu)點(diǎn)：易維護(hù)、易復(fù)用、易擴(kuò)展，由于面向?qū)ο笥蟹庋b、繼承、多態(tài)性的特性，可以設(shè)計(jì)出低耦合 的系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加靈活、更加易于維護(hù)
- 缺點(diǎn)：性能比面向過(guò)程低
可以拿生活中的實(shí)例來(lái)理解面向過(guò)程與面向?qū)ο?，例如五子棋，面向過(guò)程的設(shè)計(jì)思路就是首先分析問(wèn)題的步驟：1、開(kāi)始游戲，2、黑子先走，3、繪制畫(huà)面，4、判斷輸贏，5、輪到白子，6、繪制畫(huà)面，7、判斷輸贏，8、返回步驟2，9、輸出最后結(jié)果。把上面每個(gè)步驟用不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如果是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想來(lái)解決問(wèn)題。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)則是從另外的思路來(lái)解決問(wèn)題。整個(gè)五子棋可以分為1、黑白雙方，這兩方的行為是一模一樣的，2、棋盤(pán)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)繪制畫(huà)面，3、規(guī)則系統(tǒng)，負(fù)責(zé)判定諸如犯規(guī)、輸贏等。第一類對(duì)象（玩家對(duì)象）負(fù)責(zé)接受用戶輸入，并告知第二類對(duì)象（棋盤(pán)對(duì)象）棋子布局的變化，棋盤(pán)對(duì)象接收到了棋子的變化就要負(fù)責(zé)在屏幕上面顯示出這種變化，同時(shí)利用第三類對(duì)象（規(guī)則系統(tǒng)）來(lái)對(duì)棋局進(jìn)行判定。
可以明顯地看出，面向?qū)ο笫且怨δ軄?lái)劃分問(wèn)題，而不是步驟。同樣是繪制棋局，這樣的行為在面向過(guò)程的設(shè)計(jì)中分散在了多個(gè)步驟中，很可能出現(xiàn)不同的繪制版本，因?yàn)橥ǔＴO(shè)計(jì)人員會(huì)考慮到實(shí)際情況進(jìn)行各種各樣的簡(jiǎn)化。而面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中，繪圖只可能在棋盤(pán)對(duì)象中出現(xiàn)，從而保證了繪圖的統(tǒng)一。
面向?qū)ο缶幊倘筇匦?/h1>
在看面向?qū)ο缶幊倘筇匦灾埃攘私庖幌聦?duì)象和類的區(qū)別。
對(duì)象和類
類（Class）是現(xiàn)實(shí)或思維世界中的實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的反映，它將數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)上的操作封裝在一起。類實(shí)際上是創(chuàng)建實(shí)例的模板。
對(duì)象(Object)是具有類類型的變量。類和對(duì)象是面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)中的最基本的概念。 而對(duì)象就是一個(gè)一個(gè)具體的實(shí)例。
定義類的方法：
class 類(): pass
那么如何將類轉(zhuǎn)換成對(duì)象呢?
實(shí)例化是指在面向?qū)ο蟮木幊讨?，把用類?chuàng)建對(duì)象的過(guò)程稱為實(shí)例化。是將一個(gè)抽象的概念類，具體到該類實(shí)物的過(guò)程。實(shí)例化過(guò)程中一般由類名 對(duì)象名 = 類名（參數(shù)1，參數(shù)2...參數(shù)n）構(gòu)成。
定義類之后一般會(huì)用到構(gòu)造方法 init 與其他普通方法不同的地方在于，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建后，會(huì)立即調(diào)用構(gòu)造方法（也稱為魔術(shù)方法）。自動(dòng)執(zhí)行構(gòu)造方法里面的內(nèi)容。
1.封裝特性
封裝，顧名思義就是將內(nèi)容封裝到某個(gè)地方，以后再去調(diào)用被封裝在某處的內(nèi)容。 所以，在使用面向?qū)ο蟮姆庋b特性時(shí)，需要：
- 將內(nèi)容封裝到某處
- 從某處調(diào)用被封裝的內(nèi)容，調(diào)用方法如下：
- 通過(guò)對(duì)象直接調(diào)用被封裝的內(nèi)容： 對(duì)象.屬性名
- 通過(guò) self 間接調(diào)用被封裝的內(nèi)容： self.屬性名
- 通過(guò) self 間接調(diào)用被封裝的內(nèi)容: self.方法名()
對(duì)于面向?qū)ο蟮姆庋b來(lái)說(shuō)，其實(shí)就是使用構(gòu)造方法將內(nèi)容封裝到 對(duì)象 中，然后通過(guò) 對(duì)象直接或者 self 間接獲取被封裝的內(nèi)容。
具體例子如下：
# 1). 類的定義
class People:
# 構(gòu)造方法(魔術(shù)方法)： 當(dāng)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用并執(zhí)行;
# self實(shí)質(zhì)上是實(shí)例化出來(lái)的對(duì)象， e.g: xiaoming， xiaohong;
def __init__(self, name, age, gender):
# print("正在創(chuàng)建對(duì)象")
# print(self) # 實(shí)質(zhì)上是一個(gè)對(duì)象
# 將創(chuàng)建對(duì)象的屬性(name, age, gender)封裝到self(就是實(shí)例化的對(duì)象)變量里面;
# 在類里面定義的變量: 屬性
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
# 在類里面定義的函數(shù)： 方法
def eat(self):
print('%s eating......' %(self.name))
def sleep(self):
# 獲取對(duì)象self封裝的屬性(name, age, gender)
print('%s sleep.......' %(self.name))
# 2). 實(shí)例化: 通過(guò)類實(shí)現(xiàn)對(duì)象的創(chuàng)建
xiaoming = People("小明", 20, '男')
# 將對(duì)象self/xiaoming封裝的屬性(name, age, gender)從里面拿出來(lái);
print(xiaoming.name)
xiaoming.eat()
xiaoming.sleep()
xiaohong = People("小紅", 20, '女')
print(xiaohong.name)
xiaohong.eat()
xiaohong.sleep()
2、繼承特性
1）繼承
繼承描述的是事物之間的所屬關(guān)系，當(dāng)我們定義一個(gè) class 的時(shí)候，可以從某個(gè)現(xiàn)有的 class 繼承，新的 class 稱為子類、擴(kuò)展類(Subclass)，而被繼承的class稱為基類、父類或超類(Baseclass、Superclass)。
問(wèn)題一：如何實(shí)現(xiàn)繼承呢?
子類在繼承的時(shí)候，在定義類時(shí)，小括號(hào)( )中為父類的名字，例如： class son(father): 這里father就是son的父類。
問(wèn)題二：繼承的工作機(jī)制是什么?
父類的屬性、方法，會(huì)被繼承給子類。 舉例如下：如果子類沒(méi)有定義 init 方法，父類有，那么在子類繼承父類的時(shí)候這個(gè)方法就被繼承了，所以只要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象，就默認(rèn)執(zhí)行了那個(gè)繼承過(guò)來(lái)的 init 方法。
重寫(xiě)父類方法：就是在子類中，有一個(gè)和父類相同名字的方法，那么在子類中的方法就會(huì)覆蓋掉父類中同名的方法，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)父類方法的重寫(xiě)。
調(diào)用父類的方法：
- 在子類中，直接利用 父類名.父類的方法名()
- super() 方法： python2.2+的功能，格式為： super(子類名稱, self).父類的方法名() （建議用此方法）
2）多繼承
多繼承，即子類有多個(gè)父類，并且具有它們的特征。
新式類與經(jīng)典類的區(qū)別：
在 Python 2及以前的版本中，由任意內(nèi)置類型派生出的類，都屬于“新式類”，都會(huì)獲得所有“新式類”的特性；反之，即不由任意內(nèi)置類型派生出的類，則稱之為“經(jīng)典類”。
新式類：
class 類名(object):
pass
經(jīng)典類：
class 類名:
pass
“新式類”和“經(jīng)典類”的區(qū)分在 Python 3之后就已經(jīng)不存在，在 Python 3.x之后的版本，因?yàn)樗械念惗寂缮詢?nèi)置類型 object(即使沒(méi)有顯示的繼承 object 類型)，即所有的類都是“新式類”。
它們兩個(gè)最明顯的區(qū)別在于繼承搜索的順序不同，即：
經(jīng)典類多繼承搜索順序(深度優(yōu)先算法)：先深入繼承樹(shù)左側(cè)查找，然后再返回，開(kāi)始查找右側(cè)。
新式類多繼承搜索順序(廣度優(yōu)先算法)：先在水平方向查找，然后再向上查找。
圖示如下：
具體例子如下：
# python2:
# 經(jīng)典類: class Father:
# 新式類: class Father(object):
# python3:
# 所有的都是新式類
# 新式類： 廣度優(yōu)先
# 經(jīng)典類: 深度優(yōu)先
class D:
a = 'd'
class B(D):
pass
class C(D):
a = 'c'
class A(B, C):
pass
obj = A()
print(obj.a)運(yùn)行結(jié)果是 c，由此可見(jiàn)為廣度優(yōu)先搜索的結(jié)果。
3）私有屬性與私有方法
默認(rèn)情況下,屬性在 Python 中都是“public”， 大多數(shù) OO （面向?qū)ο螅┱Z(yǔ)言提供“訪問(wèn)控制符”來(lái)限定成員函數(shù)的訪問(wèn)。
在 Python 中，實(shí)例的變量名如果以 __ （雙下劃線）開(kāi)頭，就變成了一個(gè)私有變量/屬性(private)，實(shí)例的函數(shù)名如果以 __ 開(kāi)頭，就變成了一個(gè)私有函數(shù)/方法(private)只有內(nèi)部可以訪問(wèn),外部不能訪問(wèn)。
那么私有屬性一定不能從外部訪問(wèn)嗎?
python2版本不能直接訪問(wèn) 屬性名，是因?yàn)?Python 解釋器對(duì)外把 屬性名 改成了 _類名屬性名 ，所以，仍然可以通過(guò) _類名屬性名 來(lái)訪問(wèn) 屬性名 。 但是不同版本的 Python 解釋器可能會(huì)把 屬性名 改成不同的變量名，因此不建議用此類方法訪問(wèn)私有屬性。
私有屬性和方法的優(yōu)勢(shì)：
- 確保了外部代碼不能隨意修改對(duì)象內(nèi)部的狀態(tài)，這樣通過(guò)訪問(wèn)限制的保護(hù)，代碼更加健壯。
- 如果有要允許外部代碼修改屬性怎么辦?可以給類增加專門(mén)設(shè)置屬性方法。 為什么大費(fèi)周折?因?yàn)樵诜椒ㄖ?，可以?duì)參數(shù)做檢查，避免傳入無(wú)效的參數(shù)。
具體實(shí)例如下：
class Student(object):
__country = 'china'
def __init__(self, name, age, score):
self.name = name
# 年齡和分?jǐn)?shù)是私有屬性
self.__age = age
self.__score = score
# 私有方法， 只能在類內(nèi)部執(zhí)行;
def __modify_score(self, scores):
self.__score = scores
print(self.__score)
def set_age(self, age):
if 0<age <150:
self.__age = age
print("當(dāng)前年齡:", self.__age)
else:
raise Exception("年齡錯(cuò)誤")
def set_score(self, scores):
if len(scores) == 3:
self.__score = scores
else:
raise Exception("成績(jī)異常")
class MathStudent(Student):
pass
student = Student("Tom", 10, [100, 100, 100])
# 在類的外部是不能直接訪問(wèn)的;
print(student.name)
student.set_age(15)
# Python 解釋器對(duì)外把 __屬性名 改成了 _類名__屬性名
# print(student._Student__age)3.多態(tài)特性
多態(tài)（Polymorphism）按字面的意思就是“多種狀態(tài)”。在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中，接口的多種不同的實(shí)現(xiàn)方式即為多態(tài)。通俗來(lái)說(shuō)： 同一操作作用于不同的對(duì)象，可以有不同的解釋，產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果。
多態(tài)的好處就是，當(dāng)我們需要傳入更多的子類，只需要繼承父類就可以了，而方法既可以直接不重寫(xiě)（即使用父類的），也可以重寫(xiě)一個(gè)特有的。這就是多態(tài)的意思。調(diào)用方只管調(diào)用，不管細(xì)節(jié)，而當(dāng)我們新增一種的子類時(shí)，只要確保新方法編寫(xiě)正確，而不用管原來(lái)的代碼。這就是著名的“開(kāi)放封閉”原則：
- 對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放（Open for extension）：允許子類重寫(xiě)方法函數(shù)
- 對(duì)修改封閉（Closed for modification）：不重寫(xiě)，直接繼承父類方法函數(shù)
