7.1.面向对象程序设计基础

面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，缩写为 OOP）是一种范式，其基本理念是将数据块及与数据相关的行为封装成为特殊的、名为对象的实体，同时对象实体的生成基于类。

面向对象的四个核心概念

面向对象程序设计的四个基本概念使其区别于其他程序设计范式。

抽象能让程序变得更加通用，能解决更多的问题，另一方面，抽象之后的代码更易读，更符合人的逻辑。

这四个概念的具体介绍可以参考《4.1.类》。

类层次结构

通过继承，子类和基类可以被组织起来形成类层次结构。

对象之间的关系

依赖

依赖是类之间最基础的、也是最微弱的关系类型。如果修改一个类的定义可能会造成另一个类的变化，那么这两个类之间就存在依赖关系。

Tip

因为依赖是最基础、微弱的关系，所以用虚线表示。

当你在代码中使用具体类的名称时，通常意味着存在依赖关系。通过让代码依赖接口或抽象类（而不是具体类），你可以降低其依赖程度。

关联

关联是一个对象使用另一对象或与另一对象进行交互的关系。关联可以是单向的，也可以是双向的。

关联可视为一种特殊类型的依赖，即一个对象总是拥有访问与其交互的对象的权限，而简单的依赖关系并不会在对象间建立永久性的联系。

一般来说，你可以使用关联关系来表示类似于类成员变量的东西。这个关系将一直存在，因此你总能通过 “订单” 来获取其 “顾客”。但是它并非一定是成员变量。如果你根据接口来创建类，它也可以表示为一个可返回 “订单” 的 “顾客” 的方法。

关联 VS 依赖

class Professor:
    student = Student()

    def teach(c:Course):
        student.remember(c.getKnowledge())

teach （教授知识）方法接收一个来自Course类的参数。如果有人修改了Course类的get-Knowledge （获取知识）方法（修改方法名或添加一些必须的参数等），代码将会崩溃。这就是依赖关系。

现在，让我们来看看名为 student 的成员变量，以及如何在 teach方法中使用该变量。我们可以肯定 Student 类是教授类的依赖：如果 remember （记住）方法被修改，教授的代码也将崩溃。但由于教授的所有方法总能访问student成员变量，所以学生类就不仅是依赖，而也是关联了。

聚合

聚合是一种特殊类型的关联，用于表示多个对象之间的 “一对多”、 “多对多” 或 “整体对部分” 的关系。普通关联仅用于描述两个对象之间的关系。

通常在聚合关系中，一个对象 “拥有” 一组其他对象，并扮演着容器或集合的角色。组件可以独立于容器存在，也可以同时连接多个容器。在 UML 图中，聚合关系使用一端是空心菱形，另一端指向组件的箭头来表示。

组合

组合是一种特殊类型的聚合，其中一个对象由一个或多个其他对象实例构成。组合与聚合的区别在于组件仅能作为容器的一部分存在，容器销毁时，组件也会被销毁。

具体来说，教授可以同时是金融院系和数学院系的教授，但是院系一般不会同时是多个大学的院系。

在 UML 图中，组合与聚合关系的符号相同，但箭头起始处的菱形是实心的。

总结

依赖：对类 B 进行修改会影响到类 A 。
关联：对象 A 知道对象 B。类 A 依赖于类 B。
聚合：对象 A 知道对象 B 且由 B 构成。类 A 依赖于类 B。
组合：对象 A 知道对象 B、由 B 构成而且管理着 B 的生命周期。类 A 依赖于类 B。
实现：类 A 定义的方法由接口 B 声明。对象 A 可被视为对象 B。类 A 依赖于类 B。
继承：类 A 继承类 B 的接口和实现，但是可以对其进行扩展。对象 A 可被视为对象 B。类 A 依赖于类 B。