摘要:本文从“这个世界由什么组成”这个有趣的问题切入,用生活中的例子讲清 C# 面向对象思想的核心——一切皆为对象,并说明对象应具备的属性与行为、属性与行为的相对性,以及 C# 中 class、struct、enum、interface、delegate、event 等对象类型的实际用法,帮助初学者建立面向对象的思维方式。
一、为什么说 C# 是纯粹的面向对象语言
C# 是纯粹的面向对象编程语言,它真正体现了“一切皆为对象”的精神。在 C# 中,即使是最基本的数据类型,如int、double、bool,也都属于System.Object类型。此外,使用 C# 编程,不会存在游离于对象之外的、属于过程的东西。
这一点对初学者很重要:学习 C# 不只是记住语法,更是要换一种看待世界的方式——先找对象,再谈过程。
二、从“世界由什么组成”说起
这个世界是由什么组成的?这个问题如果让不同的人来回答,会得到不同的答案。
- 如果是一位化学家,他也许会告诉你:“还用问嘛?这个世界是由分子、原子、离子等等的化学物质组成的。”
- 如果是一位画家呢?他也许会告诉你:“这个世界是由不同的颜色所组成的。”
- ……呵呵,众说纷纭吧!
但如果让一位分类学家来考虑问题,就有趣得多了,他会告诉你:“这个世界是由不同类型的物与事所构成的。”
好!作为面向对象的程序员,我们要站在分类学家的角度去考虑问题。是的,这个世界是由动物、植物等组成的。动物又分为单细胞动物、多细胞动物、哺乳动物等等,哺乳动物又分为人、大象、老虎……就这样一直分下去了!
这种“层层分类、逐级抽象”的思路,正是面向对象分析的起点。
三、什么是“面向对象思想”
那么什么是“面向对象思想”?其精要当然是“一切皆为对象”的意义。软件的开发与设计,是围绕着开发的目标进行的。
- 比如开发一个电子商务网站,那么与电子商务有关的都是我们要操作和关心的:商品、订单、用户、目录、购物车等等,都是对象。
- 如果要开发一个论坛,那么论坛中必备的要素,如论坛分类、主题、帖子、评论、用户,也全都是对象。
- 从小处说,我们要写一个算法用以计算阶乘,那么起始值、运算结果以及整个算法,也都是对象。
换句话说,面向对象不是先想“第一步做什么、第二步做什么”,而是先想“这个系统里有哪些角色,每个角色负责什么”。
四、对象具有什么特质:属性与行为
那么对象具有什么特质?一般而言,一个对象应具有属性和行为。
以现实世界为例,“人”作为一种特殊的动物,也是我们所称谓的“对象”。这个对象具有很多属性,例如姓名、身高、体重、民族、国籍、出生年月等等;而行为呢,可以是行走、吃饭、跑步,乃至于玩游戏、踢足球。
如果从词义学的角度来看,属性更偏向于名词的范畴,而行为则近乎于动词。
然而对象也有特殊的情况,或者只具有属性,或者只具有行为。例如身份证,可能只具有姓名、出生年月、籍贯、身份证号等属性,而没有行为;例如“飞”,这本身是一种动作,但同样可以认为是一种行为。
五、属性与行为的划分并非绝对
然而这种划分并非绝对,根据实际情况,同一种对象具有的属性和行为可能不一样。
- 同样是“人”,如果是要开发一个户籍管理系统,我们就不必去考虑行走、吃饭、跑步等行为;但如果是一个足球游戏,那么对象“人”就需要各种踢足球的动作作为该对象的行为。
- 再比如“身份证”对象,也可能为了使用方便,会为它添加
IsValidate这样一个行为。
这说明:对象的建模没有标准答案,只有“是否贴合当前业务目标”。同一个现实事物,在不同系统里可以被抽象成完全不同的对象。
六、属性本身也可以是对象
还要注意的是,很多时候属性其实本身也是一个对象。例如姓名,可以是string类型,它属于System.Object对象类型;我们也可以单独为姓名建立一个类对象:
public class Name { public string FirstName; public string MiddleName; public string LastName; }这样一来,姓名就不再是一个简单的字符串,而是一个拥有自己结构的对象,后续还可以为它添加格式化、校验等行为。
七、C# 中的各种对象类型
在 C# 里,有各种各样的对象类型。除了本身提供的基本类型外,还支持自定义各种类型,包括class、struct、enum、interface、delegate、event。
以前面的例子来看:
| 现实事物 | 可定义的类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 对象 Person“人” | class | 有属性也有行为,适合用类描述 |
| 国籍 | enum | 取值有限的枚举集合 |
| 没有行为的身份证 | struct | 以数据为主,轻量值类型 |
| 动作“飞” | interface | 只描述能力,不关心具体实现 |
至于delegate和event,则是一种特殊的对象类型。例如我们可以为论坛管理系统定义一系列事件,如BeforePost、AfterPost等等。
八、小结
面向对象思想并不神秘,它本质上是一种“按事物分类、按职责建模”的思维方式:
- 先找出系统中有哪些对象;
- 再确定每个对象有哪些属性和行为;
- 最后根据业务需要,选择合适的 C# 类型去表达它。
理解了“一切皆为对象”,再回头看 C# 的语法,你会发现它们不过是在为这套思维方式提供工具而已。