OOP Principles

2021-01-02

0. 前言

简要介绍面向对象编程的 4 个原则：

Encapsulation
Abstraction
Inheritance
Polymorphism

1. Encapsulation 封装

private vs public

有些东西是别人能看到的，有些是只有自己知道的。

private 的东西自己负责管理，public 的东西可以被别人使用和改变。

object 之间只能通过 public methods 来沟通。

比如：一个人的思想是 private 的，但 TA 说的话是 public 的，别人可以通过和这个人说话来交互，但是不能直接看到这个人脑子里在想什么。

In object-oriented terms, we say that the public members encapsulate the private members of the class.

2. Abstraction 抽象

object 需要把复杂的细节藏起来，只提供别人需要的，而不是全部。

抽象的目的就是让我们可以方便的让别人做一些事情，不需要关心这件事到底是怎么完成的。

比如：

顾客需要知道餐厅的营业时间和菜单，不需要知道餐厅的内部安排和人员分配；
你只需要按开机键就可以打开手机，不需要关注手机到底是怎么启动的；
老板嘱咐下属预订明晚的饭局，不需要知道下属具体是怎么预定的。

因为有了抽象这个概念，我们可以在不影响别人的情况下去修改具体的实现过程，只要最终能达到一样的结果就行了。

比如：

老板让小王去预订饭局，小王让小刘帮忙做这件事，老板最终获得的结果是一样的。

为什么要有封装和抽象呢？

因为当 object 数量越来越多之后，假如每个 object 要关心一大堆跟它无关的事情，就没法集中精力管好自己的事情。

别忘了，程序是人写的，也是需要人去读懂去维护的，假如一个人需要考虑的事情太多了，千条万缕反而会抓不住重点，随着项目规模的扩大，出错的概率也就越大。

程序员们发现让每个 object 各司其职能减少脱发，这也跟我们之前说的 SOLID principle 里面的单一责任有异曲同工之妙（OOP 的项目天生具有 Single Responsibility 的属性呀~）。

3. Inheritance 继承

人们又发现，当两个 object 非常相似（但不完全一样）的时候，假如能够有个继承的概念，就可以减少一大堆的工作量和重复代码。

于是就有了 parent - child 这一对概念，也被称为 base class - subtype class。

child 继承了 parent 的特性，也有自己独特的属性，继承是单向的（也就是 parent 不能继承 child）。

比如：

公立学校和私立学校都是学校，它们有一些共性又不完全一样，那我们就先创建一个学校作为 parent class，然后让公立学校和私立学校成为 child class。

继承的好处就在于我们可以重复使用 parent 的属性，建立不同 class 之间的一种父子关系。

可替换术语

superclass - subclass
parent - child
base - subtype
Is-a relationship (cat is an animal, child is a parent)

4. Polymorphism 多态

当 parent 和 child 对于同一个问题有不同的解决方案时，听谁的？

首先，child 有着 parent 所有的属性（还记得吗？SOLID 里面讲到的 Liskov Substitution Principle 里氏替换原则，就是说 child 可以替换 parent）；

其次，在程序运行的过程中，一个 object 可能是被当成 parent 来用的，也可能是被当成 child 来用的，到底是哪个，运行的时候才知道；

比如我们有个 school list，里面有不同的学校类型，由于子类可以替换父类，所以可以用父类来代表 list 里面所有的学校：


School[] schools = new School[2];
schools[0] = new PublicSchool();
schools[1] = new PrivateSchool();

School, PublicSchool, PrivateSchool 都有一个 GetEnrollmentFee() 的方法，各自返回不同的结果，子类方法 override 父类方法。

在运行的时候，即使这两个 object 是 School（父类）类型，也会调用子类（PublicSchool、PrivateSchool）里面的方法，因为程序运行时它事实上就是一个子类。

反之，假如子类没有 override 父类方法，那么在运行时会继续使用父类方法。


// result: 100, 500
void Main()
{
	School[] schools = new School[2];
	schools[0] = new PublicSchool();
	schools[1] = new PrivateSchool();

	foreach(School s in schools){
		s.GetEnrollmentFee();
	}
}

class School
{
	public virtual void GetEnrollmentFee(){
		Console.WriteLine("100");
	}
}

class PublicSchool: School{
}

class PrivateSchool : School
{
	public override void GetEnrollmentFee()
	{
		Console.WriteLine("500");
	}
}

简而言之，多态就是指程序在运行中可以判断 object 类型并且根据 runtime object type 来调用方法。

Note: 多态可以用来解决代码中复杂的 if else 逻辑。

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