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为什么面向对象的编程是有用的?

    【IT168 技术】本文面向的是那些刚刚接触编程,可能已经听说过“面向对象编程“,“OOP”,”类“,”继承/封装/多态”,以及其他计算机科学术语的,但是仍然没有真正明白如何使用OOP的朋友。在本文中,我将解释为什么使用OOP和如何轻松编码。这篇文章使用Python 3代码,但其概念适用于任何编程语言。

    有两个关键的非面向对象编程概念需要马上理解:

    重复的代码是一件坏事。

    代码永远都在改变。

    除了一些单任务和只运行一次的微小的”用完即弃”的程序,你几乎总是需要为了解决bug或增加新功能而更新你的代码。大部分编写良好的软件是那种可读性高,易于修改的软件。

如果你经常在你的程序中复制/黏贴代码,那么当你修改它的时候,就需要在很多地方做出同样的改动。这是棘手的。如果在某些地方遗漏了修改,你将到处修改bug或者实现的新功能有不一致性。重复的代码是一件坏事。程序中重复的代码将会把你置于bug和头痛之中。

    函数让你摆脱重复的代码。你只需要将代码写到函数中一次,就可以在程序中的任何需要运行代码的地方调用它就可以。更新函数的代码就可以自动更新调用函数的地方。正如函数使得更新代码变得容易,使用面向对象编程技术也会组织你的代码使它更容易改变。记住代码总是在改变的。

    一个角色扮演游戏栗子

    大多数OOP教程都是令人作恶的。它们有”汽车”类和”鸣笛”方法,其他一些例子与新手写的或者之前接触过的实际程序都是不相关的。因此本博文将使用一个RPG类视频游戏(回忆下魔兽,宠物小精灵,或龙与地下城的世界)。我们已经习惯于将游戏中的事物想象成一些整数与字符的集合。看看Diablo(暗黑破坏神)角色屏幕或D&D角色表单上的数字:

为什么面向对象的编程是有用的?

为什么面向对象的编程是有用的?

   从这些RPG视频游戏中去除图片,角色,装甲,其他对象只是变量形式的一个整数或者字符值的集合。不使用面向对象概念,你可以在Python中这样实现这些事物:


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name = 'Elsa'
health = 50
magicPoints = 80
inventory = {'gold': 40, 'healing potion': 2, 'key': 1}
 
print('The hero %s has %s health.' % (name, health))

    以上变量名都是非常通用的。为了在游戏中增加怪兽,你需要重命名玩家角色变量,并且增加一个怪兽角色:


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heroName = 'Elsa'
heroHealth = 50
heroMagicPoints = 80
heroInventory = {'gold': 40, 'healing potion': 2, 'key': 1}
monsterName = 'Goblin'
monsterHealth = 20
monsterMagicPoints = 0
monsterInventory = {'gold': 12, 'dagger': 1}
 
print('The hero %s has %s health.' % (heroName, heroHealth))

    当然你希望有更多的怪物,接着你会有类似monster1Name, monster2Name等等的变量。这不是一种好的编码方法,因此你可能会使用怪物变量列表:

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monsterName = ['Goblin', 'Dragon', 'Goblin']
monsterHealth = [20, 300, 18]
monsterMagicPoints = [0, 200, 0]

monsterInventory = [{'gold': 12, 'dagger': 1}, {'gold': 890, 'magic amulet': 1}, {'gold': 15, 'dagger': 1}]

    然后列表索引0处是第一个哥布林的状态,龙的状态在索引1处,另一个哥布林在索引2处。这样你可以在这些变量中存放很多怪物。

    但是,这种代码容易导致错误。如果你的列表不同步,程序将无法正常工作。例如玩家击败了索引0处的哥布林,程序调用了vanquishMonster()函数。但这个函数有一个bug,它会(意外的)删除列表中的所有值除了monsterInventory:


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def vanquishMonster(monsterIndex):
    del monsterName[monsterIndex]
    del monsterHealth[monsterIndex]
    del monsterMagicPoints[monsterIndex]
    # Note there is no del for monsterInventory
 
vanquishMonster(0)

    怪兽列表最后看起来像这样:

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monsterName = ['Dragon', 'Goblin']
monsterHealth = [300, 18]
monsterMagicPoints = [200, 0]
monsterInventory = [{'gold': 12, 'dagger': 1}, {'gold': 890, 'magic amulet': 1}, {'gold': 15, 'dagger': 1}]

   现在龙的道具看起来跟之前哥布林的道具一样。第二个哥布林的道具是之前龙的道具。游戏迅速失控了。问题是你把一个怪物的数据散布在多个变量中。解决这个问题的方法是将一个怪物的数据放入一个字典里,然后使用一个字典列表:

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monsters = [{'name': 'Goblin', 'health': 20, 'magic points': 0, 'inventory': {'gold': 12, 'dagger': 1}},
            {'name': 'Dragon', 'health': 300, 'magic points': 200, 'inventory': {'gold': 890, 'magic amulet': 1}},
            {'name': 'Goblin', 'health': 18, 'magic points': 0, 'inventory': {'gold': 15, 'dagger': 1}}]

   啊哈!这段代码变得更加复杂了。例如,一个怪兽的状态是一个字典列表中的字典项。假如咒语或者道具栏也有它们自己的属性,且需要放到字典该怎么办?假如一个道具栏中的物品是一个背包,它本身包含了其他道具该怎么办?这个怪物列表会变得紧张。

    这点是面向对象程序设计通过创建一个新的数据类型就可以解决的。

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