面向对象的编程,通常也被称为OOP,是最流行的编程形式之一。
OOP允许开发者在以前编写的代码基础上进行开发,并具有其他特征和好处,使其成为开发者的最爱。什么是面向对象的编程语言?一些例子包括Java、Python、C#,以及更多。
在这篇文章中,我将分解什么是面向对象的编程,为什么它如此受欢迎,你需要知道的关于这种编程范式的所有重要事情,以及你可能想要学习的顶级面向对象编程语言。
什么是编程语言?
在讨论什么是面向对象编程之前,让我们先澄清一下我们的术语:一般来说,编程语言到底是什么?
这里有一个最基本的定义:编程语言是一套将字符串转换为各种机器码输出的规则。基本上,它是给计算机执行的指令的集合。
每种编程语言,如Java、Python、JavaScript等,都有自己的一套规则、语法和结构。
你在文本编辑器或集成开发环境中使用一种编程语言编写代码。然后,这些源代码被编译成机器语言,可以被计算机理解。
什么是面向对象的编程?
现在你知道什么是编程语言了,那么面向对象的编程是什么意思呢?
面向对象编程(OOP)是一种依赖于类和对象的编程范式(又称某种编程方法)。
- 类就像模板,协助创建软件蓝图。
- 对象是一种数据结构,它既包含数据(特性或属性)又包含代码(程序或方法)。一个对象基本上是一个类的具体实例。它包含类中定义的每个属性的自己的副本,每个方法都在该对象上独立执行。
面向对象的编程与功能编程的对比与程序编程的对比
还有其他类型的编程语言,不是面向对象的。其他两种主要类型是函数式编程和程序式编程。
- 面向对象编程与函数式编程(FP):FP创建了纯函数,而不是像OOP那样的共享状态的概念。它使用条件表达式和递归来进行计算。FP使用固定的数据结构,而OOP使用可变的结构。功能语言的例子包括Lisp、Scala、Erlang、Haskell和Clojure。
- 面向对象的编程与程序性编程。用程序性编程,你从代码的顶部到底部解决问题。与OOP不同,它将数据和方法视为两个不同的实体。程序性语言包括BASIC、C、FORTRAN和Pascal。
面向对象编程的4个原则
有四个面向对象的编程原则,有时也被称为OOP的四个 “支柱”。让我们来看看它们
- 📦 封装。将数据和方法结合在一起,成为一个单一的单元(称为一个对象)。它经常被用来向其他对象和开发者隐藏一个对象的状态。这样做的目的是为了保护某些信息的安全,因为它基本上限制了对一个对象的某些组件的直接访问。
- 🙈 抽象。向用户隐藏一些复杂和不必要的信息,以减少编程的复杂性。基本上,你不需要了解在幕后发生的所有事情来编写代码。
- 👪 继承。允许某些类在其他类的保护伞下(父类和子类)。允许代码重复使用。
- 💻 多态性。允许对象以不同的形式出现。使得代码更加灵活。
随着你对OOP的熟悉,你会开始更好地理解像这样的面向对象编程原则的优势。
OOP的优点和缺点
面向对象的编程语言可能不是每一种情况下的最佳选择,但它们可以成为各种项目和用例的一个伟大选择。
面向对象编程的好处
可重复使用和模块化。由于多态性和抽象性,你可以编写一个可以反复使用的函数。分解为对象和类。
高度安全。安全性是通过封装内置的。例如,其他方法和类默认不能访问私有数据。
易于维护代码。修复功能,而不是手动修复或改变大量的代码。
有能力同时开发代码。程序的各个部分可以相互分开开发,这使得大型软件开发团队更容易进行编码。
快速开发。现有的OOP对象库已经可用,所以你不必重新发明车轮。
面向对象编程的缺点/局限性
编程的复杂性。因为OOP的可扩展性很强,所以会产生大量的混乱的、不必要的代码。
- 可能是低效的。倾向于使用比其他类型的编程更多的CPU。
- 可以创建运行缓慢的程序。特别是与程序性程序相比,OOP软件可以运行得更慢。
- 需要大量的前期规划。在进入编码之前,需要一个明确的设计和策略,因为否则会变得混乱和臃肿。
面向对象的编程语言
由于面向对象的编程概念实际上只是描述了一类编码,所以让我们深入了解更多的细节。什么是面向对象的编程语言?
有可能,你会认出下面的一些(甚至全部)名字–即使你从来不知道它们是面向对象的编程语言。
Python
截至2023年1月,Python是排名第一的最受欢迎的编程语言,它以易于学习而又极其强大而闻名。
由于它是一种通用语言,它几乎可以用于任何事情,因此它是有抱负的程序员、数据科学家、机器人工程师、网络开发人员、DevOps工程师等人的第一门伟大的语言。
Java
截至2022年4月,Java是第三大最流行的编程语言,拥有超过900万的全球用户。
各种形式和规模的企业都在使用Java,包括谷歌和亚马逊这样的巨无霸。它具有高度的通用性,以及快速和简单的编程。
C++
作为C语言的延伸,C++在C语言的基础上增加了面向对象的编程能力,它已经成为世界上最流行的第四大编程语言。
它是一种通用的语言,所以它可以用于编码游戏、软件工程、开发浏览器、操作系统、应用程序等。
C#
作为C语言的延伸,C#也是一种面向对象的编程语言,可以编译成字节码,而不是机器码。通常用于内部或企业应用程序,而不是商业软件。
PHP
流行的通用脚本语言,特别适合于网络开发。在我们知道的所有服务器端编程语言的网站中,有77.5%使用了PHP,目前是第10位最流行的语言。
Ruby
Ruby是一种面向对象的脚本语言,在网络开发中特别常见。它是一种像Python一样的解释型语言,而不是像C或C++一样的编译型语言。
它还可用于自动化、命令行工具、DevOps等。目前,它在最受欢迎的编程语言中排名第15位。
Objective-C
Objective-C是一种通用的、面向对象的编程语言,用于为iOS开发应用程序。#17号是最流行的语言。
其他面向对象的语言包括。R、Swift、Visual Basic.NET、Perl、Scala、Kotlin,等等。
TypeScript
一种强类型的编程语言,建立在JavaScript的基础上。不像其他语言那样流行,排名为第43位。传统上,JavaScript是动态类型的(如Python),但TypeScript严格定义了一个给定的变量可以包含的内容。