物件導向特性 - 物件導向四大特性

前言

本篇要來介紹物件導向的四大概念，那就來簡單介紹物件導向是怎麼樣的概念~
物件導向是將大部分的程式碼變成像是物件的方式進行呈現，程式互相會是以物件的方式進行溝通。物件跟物件之間的溝通，可以想成是人與人進行溝通，每個人都會有姓名、性別、年齡等等，這些在物件就是屬性（Attributes）；每個人也都會有技能或是動作，在物件我們就稱它為方法（Methods）。
一個物件會由屬性跟方法所組成，但這個時候你可能會有一些困惑，如果人是一個物件，但有可能我有一些事情是不想要給別人知道的，那該怎麼辦？
物件的屬性和方法都有它的可視性（Visibility），可以使比較敏感的資料不被揭露，達到資料隱藏（Information Hiding）的效果。
簡單的介紹完物件導向的基本後，就來介紹物件導向的四大基本概念吧~

物件導向四大基本概念

封裝（Encapsulation）
抽象（Abstraction）
繼承（Inheritance）
多型（Polymorphism）

封裝（Encapsulation）

通常一個物件會有一些讀寫的限制，像是public或是private等等的限制。封裝是對一個物件的規範，物件不能將所有資訊顯露給使用者（caller），若是一個物件的部分資訊比較敏感，這些資訊又全都顯露給使用者，就會有安全的問題，可以想像使用者只要知道物件有甚麼方法，不需要知道是怎麼實作的，也就是資料隱藏（Information hiding）。

以下以一個C#簡單的getter和setter來解釋：

public class Student
{
  public int Age { get; set; }
}
// 上面是C#的寫法，在其他物件導向語言，大致上要表達的意思下
public class Student
{
  private int _age;
  public int GetAge()
  {
    return _age;
  }
  public void SetAge(int age)
  {
    _age = age;
  }
}

有一個Student Class有Age這個屬性（Attribute），且定義{ get; set; }，代表他有public的getter和setter，皆為任何使用者都可以使用的。

public class Student
{
  public int Age { get; private set; }
}
// 上面是C#的寫法，在其他物件導向語言，大致上要表達的意思下
public class Student
{
  private int _age;
  public int GetAge()
  {
    return _age;
  }
  private void SetAge(int age)
  {
    _age = age;
  }
}

有一個Student有Age這個屬性(Attribute)，且定義{ get; private set; }，代表他有public的getter和private的setter，private的setter只有在自己這個物件裡面可以被調用。

抽象（Abstraction）

會定義一個父類別，父類別會先有一線基本功能，也可以擁有一些已經被定義的方法和抽象方法，抽象方法像是abstract function或implement function，這類型的方法不能夠再父類別被實作，會在繼承的子類進行實作，但抽象方便規方便但不能濫用。

定義一個抽象的父類，且有抽象方法並未實作：

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abstract class Bird{
    public abstract void Fly();
}

繼承抽象父類後，一定要實作父類的抽象方法：

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2
3

public class SomeBird:Bird{
  public override void Fly() => Console.WriteLine("I can fly.");
}

繼承（Inheritance）

會基於某個父類別對物件的定義加以擴充，子類別可以繼承父類別原來的某些定義，並也可能增加原來的父類別所沒有的定義，或者是重新定義父類別中的某些特性（Override），但在定義父類別與繼承子類別時一定要遵守IS-A的概念。
IS-A概念就是：假如要使A Class繼承B Class，那A就一定要是一種B，A is a kind of B.

以下是bird的父類，有一個fly()的方法。

public class Bird{
  public void Fly(){
    Console.WriteLine("Bird can fly.");
  }
}

以下是繼承bird父類並擴充的子類”鴿子”（Pigeon）：

public class Pigeon:Bird{
  private int speed = 20;
  public override void Fly(){
    Console.WriteLine("Pigeon can fly.");
  }
}

下列未遵守IS-A概念：

public class Penguin:Bird{
  public override void Fly(){
    Console.WriteLine("Penguin ???");
  }
}

企鵝不會飛，但是卻給牠一個飛行的方法，明顯的企鵝不是一種會飛的鳥類。

多型（Polymorphism）

多型是指的是使用同一個操作介面，以操作不同的物件實例，多型操作在物件導向上是為了降低對操作介面的依賴程度，這是一種抽換概念，之後在各式Design Pattern中會常用到此概念。

今天有一個Service的class專門計算一台手機打折過後的價格：

public class SaleService{
  private double _discount = 0.8;
  public double IphonePriceWithDiscount(Iphone phone){
    return phone.price * this._discount;
  }
  public double AndroidPriceWithDiscount(Android phone){
    return phone.price * this._discount;
  }
}

從上述程式碼發現，如果我每有一種作業系統的手機，我就要新增一種方法去計算那種作業系統手機的價格。
所以定義一種操作介面為父類，讓各式作業系統的手機繼承，並對一種操作介面進行操作即可。

public class Phone{
  public int phonePrice { get; set; }
  public Phone(int price){
    phonePrice = price;
  }
}
public class Iphone:Phone{
  public Iphone(int price):base(price){}
}
public class Android:Phone{
  public Android(int price):base(price){}
}

根據上方更改後的程式碼，可以對Service進行改造：

public class SaleService{
  private double _discount = 0.8;
  public double PhonePriceWithDiscount(Phone phone){
    return phone.phonePrice * this._discount;
  }
}

總結

本篇簡單的介紹了物件導向，也介紹了物件導向的四大基本概念，封裝、抽象、繼承和多型，物件導向程式設計都會圍繞在些概念作為基礎，去做發想，有很多變化。目前很多的後端語言也都是物件導向的，像是C#、Java、Javascript等等，但也有一些不是物件導向的後端語言，像是Golang等等，所以學會物件導向設計理念後，在各個物件導向語言之間轉換，就比較不會花更多時間，就可以專心研究語言的語法跟特性上。
有了物件導向的概念對程式的敏感度也會上升，後續也有一些原則是建立在物件導向概念上的，像是SOLID原則，或是Design Pattern，所以把物件導向程式設計學好一定不會吃虧，我有時也會將生活中的一些東西，想成是物件XD，所以學習也可以為生活中增添一番趣味（？
如果本篇有誤，可以聯繫我，讓我修正QAQ，之後有空應該會介紹物件導向的五大原則SOLID~