20 世紀(jì) 60 年代，編程遇到了一個(gè)大問(wèn)題：計(jì)算機(jī)還沒(méi)有那么強(qiáng)大，需要以某種方式平衡數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序之間的能力。

這意味著，如果你有大量數(shù)據(jù)，那么不將計(jì)算機(jī)推向極限就無(wú)法充分利用這些數(shù)據(jù)。另外，如果你需要做很多事情，那么你就不能使用過(guò)多的數(shù)據(jù)，否則計(jì)算機(jī)將會(huì)一直運(yùn)行下去。

接下來(lái)到了 1966、1967 年，Alan Kay 從理論上證明可以使用封裝的微型計(jì)算機(jī)。這些微型計(jì)算機(jī)不共享數(shù)據(jù)，而是通過(guò)消息傳遞進(jìn)行通信。這樣就可以更加經(jīng)濟(jì)地使用計(jì)算資源。

盡管這個(gè)想法很巧妙，但直到 1981 年，面向?qū)ο缶幊滩懦蔀橹髁鳌Ｔ谀侵?，它就沒(méi)有停止過(guò)吸引新的和經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件開(kāi)發(fā)者。面向?qū)ο蟮?a target="_blank">程序員市場(chǎng)一如既往地忙碌。

但是在最近幾年中，這種已有幾十年歷史的編程范式受到越來(lái)越多的批評(píng)。難道是在面向?qū)ο缶幊檀笮衅涞?40 年之后，技術(shù)已經(jīng)超越了這種范式？

函數(shù)和數(shù)據(jù)耦合

面向?qū)ο缶幊痰闹饕枷敕浅：?jiǎn)單：嘗試將一個(gè)功能強(qiáng)大的程序整體分解為功能同樣強(qiáng)大的多個(gè)部分。這樣就可以將一些數(shù)據(jù)和那些只在相關(guān)數(shù)據(jù)上使用的函數(shù)耦合起來(lái)。

注意，這僅涵蓋封裝的概念。也就是說(shuō)，位于對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)和函數(shù)對(duì)于外部是不可見(jiàn)的。我們只能通過(guò)消息（通常通過(guò) getter 和 setter 函數(shù)）與對(duì)象的內(nèi)容進(jìn)行交互。

繼承性和多態(tài)性并沒(méi)有包含在最初的設(shè)計(jì)想法中，但是對(duì)于現(xiàn)在的面向?qū)ο缶幊潭允潜匦璧?。繼承基本上意味著開(kāi)發(fā)者可以定義具有其父類(lèi)所有屬性的子類(lèi)。直到 1976 年，即面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的概念問(wèn)世十年之后，繼承性才被引入。

又過(guò)了十年，多態(tài)性才進(jìn)入面向?qū)ο蟮木幊獭：?jiǎn)單來(lái)講，這意味著某種方法或?qū)ο罂梢杂米銎渌椒ɑ驅(qū)ο蟮哪０濉哪撤N意義上說(shuō)，多態(tài)性是繼承性的泛化，因?yàn)椴⒉皇窃挤椒ɑ驅(qū)ο蟮乃袑傩远夹枰獋鬏數(shù)叫聦?shí)體。相反，你還可以選擇重寫(xiě)一些屬性。

多態(tài)性的特殊之處在于，即使兩個(gè)實(shí)體在源代碼中互相依賴，被調(diào)用實(shí)體的工作方式也更像插件。這使得開(kāi)發(fā)人員的工作變得輕松，因?yàn)樗麄儾槐負(fù)?dān)心運(yùn)行時(shí)的依賴關(guān)系。

值得一提的是，繼承性和多態(tài)性并不是面向?qū)ο缶幊趟赜械?。真正的區(qū)別在于封裝數(shù)據(jù)及其包含的方法。在計(jì)算資源比今天稀缺得多的時(shí)代，這是一個(gè)天才的想法。

面向?qū)ο缶幊讨械?5 大問(wèn)題

面向?qū)ο蟮木幊桃唤?jīng)問(wèn)世，便改變了開(kāi)發(fā)人員看待代碼的方式。20 世紀(jì) 80 年代以前，過(guò)程式編程非常面向機(jī)器。開(kāi)發(fā)人員需要非常了解計(jì)算機(jī)的工作原理才能編寫(xiě)好的代碼。

通過(guò)封裝數(shù)據(jù)和其他方法，面向?qū)ο蟮木幊淌管浖_(kāi)發(fā)更加以人為中心，符合人類(lèi)的直覺(jué)。比如，方法 drive() 屬于 car 數(shù)據(jù)組，而不是 teddybear 組。之后出現(xiàn)的繼承性也很直觀。比如，現(xiàn)代汽車(chē)（Hyundai）是汽車(chē)的一個(gè)子類(lèi)，并且具有相同的屬性，但 PooTheBear 不是，這樣很好理解。

香蕉猴子叢林問(wèn)題

想象一下，你正在設(shè)置一個(gè)新程序，并且正在考慮設(shè)計(jì)一個(gè)新類(lèi)。然后，你回想起為另一個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)建的簡(jiǎn)潔的小類(lèi)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)正在進(jìn)行的工作很合適。

沒(méi)問(wèn)題，你可以將以前項(xiàng)目中的類(lèi)在新項(xiàng)目中復(fù)用。

這里有一個(gè)問(wèn)題：這個(gè)類(lèi)可能是另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)，因此你需要將它的父類(lèi)也包含在內(nèi)。然后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)父類(lèi)可能也是另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)，以此類(lèi)推，最后要面對(duì)一堆代碼。

Erlang 的創(chuàng)建者 Joe Armstrong 曾有一句名言：「面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的問(wèn)題在于，它們自帶其自身周?chē)乃须[式環(huán)境。你想要香蕉，但是得到的卻是拿著香蕉的大猩猩和整個(gè)叢林?！?/p>

這幾乎可以說(shuō)明一切。復(fù)用類(lèi)是可以的，實(shí)際上這可能是面向?qū)ο缶幊痰闹饕獌?yōu)點(diǎn)，但不要將其發(fā)揮到極致。有時(shí)你應(yīng)該建立一個(gè)新的類(lèi)，而不是添加大量依賴項(xiàng)。

脆弱的基類(lèi)問(wèn)題

想象一下，如果你已經(jīng)成功地將另一個(gè)項(xiàng)目中的類(lèi)復(fù)用于新的代碼，那么如果基類(lèi)發(fā)生變化會(huì)怎樣？

這可能會(huì)破壞你整個(gè)新項(xiàng)目的代碼，即使你可能什么也沒(méi)做。一旦有人更改了基類(lèi)中的一個(gè)細(xì)節(jié)，而這一點(diǎn)又對(duì)你的項(xiàng)目至關(guān)重要，那么這種影響將是非常大并且突然的。

使用繼承的次數(shù)越多，潛在的維護(hù)工作就越多。因此，即使在短期內(nèi)復(fù)用代碼非常有效，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它可能讓你付出一定的代價(jià)。

菱形繼承問(wèn)題

利用繼承可以將一類(lèi)中的屬性傳遞給其他類(lèi)。但是，如果你想混合兩個(gè)不同類(lèi)的屬性怎么辦？

沒(méi)錯(cuò)，這無(wú)法完成，至少常規(guī)的方法都不行。以 Copier 類(lèi)為例（在此引用以下鏈接文章中的例子：https://medium.com/@cscalfani/goodbye-object-oriented-programming-a59cda4c0e53），Copier 將掃描文件的內(nèi)容并將其打印在白紙上。那么它應(yīng)該是 Scanner 還是 Printer 的子類(lèi)？

這個(gè)問(wèn)題根本沒(méi)有完美的答案。即使這個(gè)問(wèn)題不會(huì)破壞你的代碼，但它經(jīng)常出現(xiàn)，會(huì)讓人很沮喪。

層級(jí)問(wèn)題

在菱形繼承問(wèn)題中，Copier 是哪個(gè)類(lèi)的子類(lèi)是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。但或許有個(gè)投機(jī)取巧的方案：假設(shè) Copier 是父類(lèi)，Scanner 和 Printer 是僅繼承屬性子集的子類(lèi)，那么問(wèn)題就解決了。

但如果你的 Copier 是黑白的，而 Printer 也能夠處理彩色，那怎么辦？從這個(gè)意義上說(shuō)，Printer 不是 Copier 的一種泛化嗎？如果 Printer 連接了 WiFi，而 Copier 沒(méi)有呢？

類(lèi)上堆積的屬性越多，建立適當(dāng)?shù)膶哟谓Y(jié)構(gòu)就越困難。在你所處理的屬性集群中，Copier 共享了 Printer 的一些屬性，但不是全部屬性，反之亦然。在大型復(fù)雜項(xiàng)目中，層次結(jié)構(gòu)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致很大的混亂。

引用問(wèn)題

你可能會(huì)想到進(jìn)行沒(méi)有層次結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο缶幊?。我們可以使用屬性集群，并根?jù)需要繼承、擴(kuò)展或重寫(xiě)屬性。也許這有點(diǎn)混亂，但這將是對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的準(zhǔn)確表示。

這里只存在一個(gè)問(wèn)題：封裝的全部目的是使數(shù)據(jù)片段彼此之間保持安全，從而使計(jì)算效率更高，但沒(méi)有嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，這是行不通的。

假設(shè)一個(gè)對(duì)象 A 通過(guò)與另一個(gè)對(duì)象 B 交互來(lái)覆蓋層次結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)生什么情況？其他關(guān)系的情況并不重要，但當(dāng) B 不是 A 的直接父類(lèi)時(shí)，A 必須包含 B 的全部私有引用，否則，它們將無(wú)法交互。

但是，如果 A 包含 B 的子類(lèi)也具有的信息，那么就可以在多個(gè)位置修改該信息。因此，有關(guān) B 的信息已經(jīng)不再安全，并且封裝已經(jīng)被破壞。

盡管許多面向?qū)ο蟮某绦騿T都使用這種架構(gòu)來(lái)構(gòu)建程序，但這并不是面向?qū)ο缶幊?，只是一團(tuán)糟。

單一范式存在的風(fēng)險(xiǎn)

以上 5 個(gè)問(wèn)題的共同點(diǎn)是它們都存在不合適的繼承。由于繼承沒(méi)有包含在面向?qū)ο缶幊痰脑夹问街?，所以這些問(wèn)題可能不能稱為面向?qū)ο蟊旧淼膯?wèn)題。

但是也并不是只有面向?qū)ο缶幊虝?huì)被夸大。在純粹的函數(shù)式編程中，處理用戶的輸入或在屏幕上輸出消息極其困難。對(duì)此，面向?qū)ο蠡蛎嫦蜻^(guò)程編程會(huì)好很多。

但仍然有一些開(kāi)發(fā)人員試圖將這些東西用純函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)，并且編寫(xiě)幾十行沒(méi)人能看懂的代碼。而使用另一種范式就能夠輕松地將代碼簡(jiǎn)化為幾行可讀的代碼。

毫無(wú)疑問(wèn)，函數(shù)式編程正在得到更多關(guān)注，而面向?qū)ο缶幊探鼛啄暝獾揭恍┰嵅　Ａ私庑碌木幊谭妒讲⒃谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)候使用它們是很有意義的。無(wú)論哪種編程范式，都不需要只遵循一種，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候使用不同的編程范式才能更好地解決問(wèn)題。

審核編輯 黃昊宇