面向物件的軟體開發

很多人在學完了python的class機制之後，遇到一個生產中的問題，還是會懵逼，這其實太正常了，因為任何程式的開發都是先設計後程式設計，python的class機制只不過是一種程式設計方式，如果你硬要拿著class去和你的問題死磕，變得更加懵逼都是分分鐘的事，在以前，軟體的開發相對簡單，從任務的分析到編寫程式，再到程式的除錯，可以由一個人或一個小組去完成。但是隨著軟體規模的迅速增大，軟體任意麵臨的問題十分複雜，需要考慮的因素太多，在一個軟體中所產生的錯誤和隱藏的錯誤、未知的錯誤可能達到驚人的程度，這也不是在設計階段就完全解決的。

    所以軟體的開發其實一整套規範，我們所學的只是其中的一小部分，一個完整的開發過程，需要明確每個階段的任務，在保證一個階段正確的前提下再進行下一個階段的工作，稱之為軟體工程

    面向物件的軟體工程包括下面幾個部：

1.面向物件分析（object oriented analysis ，OOA）

    軟體工程中的系統分析階段，要求分析員和使用者結合在一起，對使用者的需求做出精確的分析和明確的表述，從大的方面解析軟體系統應該做什麼，而不是怎麼去做。面向物件的分析要按照面向物件的概念和方法，在對任務的分析中，從客觀存在的事物和事物之間的關係，貴南出有關的物件（物件的‘特徵’和‘技能’）以及物件之間的聯絡，並將具有相同屬性和行為的物件用一個類class來標識。

    建立一個能反映這是工作情況的需求模型，此時的模型是粗略的。

2 面向物件設計（object oriented design，OOD）

    根據面向物件分析階段形成的需求模型，對每一部分分別進行具體的設計。

    首先是類的設計，類的設計可能包含多個層次（利用繼承與派生機制）。然後以這些類為基礎提出程式設計的思路和方法，包括對演算法的設計。

    在設計階段並不牽涉任何一門具體的計算機語言，而是用一種更通用的描述工具（如虛擬碼或流程圖）來描述

3 面向物件程式設計（object oriented programming，OOP）

    根據面向物件設計的結果，選擇一種計算機語言把它寫成程式，可以是python

4 面向物件測試（object oriented test，OOT）

    在寫好程式後交給使用者使用前，必須對程式進行嚴格的測試，測試的目的是發現程式中的錯誤並修正它。

    面向對的測試是用面向物件的方法進行測試，以類作為測試的基本單元。

5 面向物件維護（object oriendted soft maintenance，OOSM）

    正如對任何產品都需要進行售後服務和維護一樣，軟體在使用時也會出現一些問題，或者軟體商想改進軟體的效能，這就需要修改程式。

    由於使用了面向物件的方法開發程式，使用程式的維護比較容易。

    因為物件的封裝性，修改一個物件對其他的物件影響很小，利用面向物件的方法維護程式，大大提高了軟體維護的效率，可擴充套件性高。

    在面向物件方法中，最早發展的肯定是面向物件程式設計(OOP),那時OOA和OOD都還沒有發展起來，因此程式設計者為了寫出面向物件的程式，還必須深入到分析和設計領域，尤其是設計領域，那時的OOP實際上包含了現在的OOD和OOP兩個階段，這對程式設計者要求比較高，許多人感到很難掌握。

    現在設計一個大的軟體，是嚴格按照面向物件軟體工程的5個階段進行的，這個5個階段的工作不是由一個人從頭到尾完成的，而是由不同的人分別完成，這樣OOP階段的任務就比較簡單了。程式編寫者只需要根據OOd提出的思路，用面嚮物件語言編寫出程式既可。

    在一個大型軟體開發過程中，OOP只是很小的一個部分。

    對於全棧開發的你來說，這五個階段都有了，對於簡單的問題，不必嚴格按照這個5個階段進行，往往由程式設計者按照面向物件的方法進行程式設計，包括類的設計和程式的設計

幾個概念的說明

1.面向物件的程式設計看起來高大上，所以我在程式設計時就應該保證通篇class，這樣寫出的程式一定是好的程式（面向物件只適合那些可擴充套件性要求比較高的場景）

2.很多人喜歡說面向物件三大特性（這是從哪傳出來的，封裝，多型，繼承？漏洞太多太多，好吧暫且稱為三大特性），那麼我在基於面向物件程式設計時，我一定要讓我定義的類中完整的包含這三種特性，這樣寫肯定是好的程式

好傢伙，我說降龍十八掌有十八掌，那麼你每次跟人幹仗都要從第一掌打到第18掌這才顯得你會了是麼：面對敵人，你打到第三掌對方就已經倒下了，你說，不行，你給老子起來，老子還沒有show完...

3.類有類屬性，例項有例項屬性，所以我們在定義class時一定要定義出那麼幾個類屬性，想不到怎麼辦，那就使勁的想，定義的越多越牛逼

這就犯了一個嚴重的錯誤，程式越早面向物件，死的越早，為啥面向物件，因為我們要將資料與功能結合到一起，程式整體的結構都沒有出來，或者說需要考慮的問題你都沒有搞清楚個八九不離十，你就開始面向物件了，這就導致了，你在那裡幹想，自以為想通了，定義了一堆屬性，結果後來又都用不到，或者想不通到底應該定義啥，那就一直想吧，想著想著就瘋了。

你見過哪家公司要開發一個軟體，上來就開始寫，肯定是頻繁的開會討論計劃

面向物件常用術語

抽象/實現

抽象指對現實世界問題和實體的本質表現,行為和特徵建模,建立一個相關的子集,可以用於 繪程式結構,從而實現這種模型。抽象不僅包括這種模型的資料屬性,還定義了這些資料的介面。

對某種抽象的實現就是對此資料及與之相關介面的現實化(realization)。現實化這個過程對於客戶 程式應當是透明而且無關的。 

封裝/介面

封裝描述了對資料/資訊進行隱藏的觀念,它對資料屬性提供介面和訪問函式。通過任何客戶端直接對資料的訪問,無視介面,與封裝性都是背道而馳的,除非程式設計師允許這些操作。作為實現的 一部分,客戶端根本就不需要知道在封裝之後,資料屬性是如何組織的。在Python中,所有的類屬性都是公開的,但名字可能被“混淆”了,以阻止未經授權的訪問,但僅此而已,再沒有其他預防措施了。這就需要在設計時,對資料提供相應的介面,以免客戶程式通過不規範的操作來存取封裝的資料屬性。

注意：封裝絕不是等於“把不想讓別人看到、以後可能修改的東西用private隱藏起來”

真正的封裝是，經過深入的思考，做出良好的抽象，給出“完整且最小”的介面，並使得內部細節可以對外透明

（注意：對外透明的意思是，外部呼叫者可以順利的得到自己想要的任何功能，完全意識不到內部細節的存在）

合成

合成擴充了對類的 述,使得多個不同的類合成為一個大的類,來解決現實問題。合成 述了 一個異常複雜的系統,比如一個類由其它類組成,更小的元件也可能是其它的類,資料屬性及行為, 所有這些合在一起,彼此是“有一個”的關係。

派生/繼承/繼承結構

派生描述了子類衍生出新的特性,新類保留已存類型別中所有需要的資料和行為,但允許修改或者其它的自定義操作,都不會修改原類的定義。
繼承描述了子類屬性從祖先類繼承這樣一種方式
繼承結構表示多“代”派生,可以述成一個“族譜”,連續的子類,與祖先類都有關係。

泛化/特化

基於繼承
泛化表示所有子類與其父類及祖先類有一樣的特點。
特化描述所有子類的自定義,也就是,什麼屬性讓它與其祖先類不同。

多型與多型性

多型指的是同一種事物的多種狀態：水這種事物有多種不同的狀態：冰，水蒸氣

多型性的概念指出了物件如何通過他們共同的屬性和動作來操作及訪問,而不需考慮他們具體的類。

冰，水蒸氣，都繼承於水，它們都有一個同名的方法就是變成雲，但是冰.變雲(),與水蒸氣.變雲()是截然不同的過程，雖然呼叫的方法都一樣

自省/反射

自省也稱作反射，這個性質展示了某物件是如何在執行期取得自身資訊的。如果傳一個物件給你,你可以查出它有什麼能力,這是一項強大的特性。如果Python不支援某種形式的自省功能,dir和type內建函式,將很難正常工作。還有那些特殊屬性,像__dict__,__name__及__doc__