本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“讀芯術(shù)”(ID：AI_Discovery)。

編程在上世紀(jì)60年代遇到了一個(gè)大問(wèn)題：計(jì)算機(jī)那時(shí)還沒(méi)有那么強(qiáng)大，需要以某種方式在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)程之間分配容量。這意味著如果擁有大量數(shù)據(jù)，那么在不將計(jì)算機(jī)推向極限的情況下，很多事情將無(wú)法完成。另一方面，如果需要做很多事情，那么就不能使用過(guò)多的數(shù)據(jù)，否則計(jì)算機(jī)將永遠(yuǎn)占據(jù)空間。

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接著艾倫·凱(AlanKay)大約于1966年或1967年得出理論認(rèn)為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?。但是從那以后，它并沒(méi)有停止吸引軟件開(kāi)發(fā)新手和老手。面向?qū)ο缶幊痰某绦騿T一如既往的繁忙。

但近年來(lái)，這一已有十年歷史的范式受到越來(lái)越多的批評(píng)。難道是在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)大行其道40年之后，技術(shù)已經(jīng)超越了這種范式?

帶數(shù)據(jù)的耦合函數(shù)是否可笑?

面向?qū)ο缶幊痰闹饕枷敕浅：?jiǎn)單：嘗試將一個(gè)程序分解為功能強(qiáng)大的整體。隨之而來(lái)的是，將數(shù)據(jù)片段和僅在相關(guān)數(shù)據(jù)上使用的那些函數(shù)耦合在一起。

請(qǐng)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，一個(gè)人只能通過(guò)消息(通常稱(chēng)為getter和setter函數(shù))與對(duì)象的內(nèi)容進(jìn)行交互。

繼承和多態(tài)并沒(méi)有包含在最初的想法中，但是對(duì)于當(dāng)今的面向?qū)ο缶幊潭?，這是必需的。繼承基本上意味著開(kāi)發(fā)人員可以定義具有其父類(lèi)具有的所有屬性的子類(lèi)，直到1976年——面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)概念問(wèn)世十年后，才將其引入。

十年后，多態(tài)進(jìn)入了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。從根本上講，這意味著方法或?qū)ο罂梢杂米髌渌椒ǖ哪０?。從某種意義上說(shuō)，這是繼承的概括，因?yàn)椴⒎窃挤椒ɑ驅(qū)ο蟮乃袑傩远夹枰獋鬏斀o新實(shí)體;相反，可以選擇覆蓋屬性。

多態(tài)的特殊之處在于，即使兩個(gè)實(shí)體在源代碼中相互依賴(lài)，被調(diào)用實(shí)體的工作方式也更像插件。這使開(kāi)發(fā)人員的工作更加輕松，他們不必再擔(dān)心運(yùn)行時(shí)的依賴(lài)關(guān)系。

值得一提的是，繼承和多態(tài)性并不是面向?qū)ο缶幊趟?dú)有的。真正的區(qū)別在于封裝數(shù)據(jù)及其所屬的方法。在那個(gè)計(jì)算資源比今天稀缺得多的時(shí)代，這是一個(gè)天才般的想法。面向?qū)ο蟮木幊滩⒉豢尚Γ咕幋a變得容易得多。

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面向?qū)ο缶幊讨械奈宕髥?wèn)題

面向?qū)ο缶幊桃粏?wèn)世便改變了開(kāi)發(fā)人員查看代碼的方式。在1980年代以前，面向過(guò)程編程通常以機(jī)器為中心，開(kāi)發(fā)人員需要非常了解計(jì)算機(jī)如何工作才能編寫(xiě)好的代碼。

通過(guò)封裝數(shù)據(jù)和方法，面向?qū)ο蟮木幊淌管浖_(kāi)發(fā)更加以人為中心。與人類(lèi)的直覺(jué)相符，方法drive()屬于數(shù)據(jù)組 car，但不屬于teddybear組。當(dāng)繼承產(chǎn)生時(shí)，這也很直觀。Hyundai是car的一個(gè)子類(lèi)，并且具有相同的屬性，但PooTheBear卻不是，這是完全合理的。

這聽(tīng)起來(lái)像是一臺(tái)強(qiáng)大的機(jī)器。但問(wèn)題在于，只懂面向?qū)ο蟠a的程序員將會(huì)用這種思維方式思考他們所做的一切。就像人們到處看到釘子一樣，因?yàn)樗麄冎挥绣N子。正如我們將在下面看到的那樣，當(dāng)你的工具箱只有錘子時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致致命的問(wèn)題。

1. 大猩猩叢林香蕉問(wèn)題

如果你正在設(shè)置一個(gè)新程序，并且正在考慮設(shè)計(jì)一個(gè)新類(lèi)。你可能會(huì)回想起為另一個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)建的簡(jiǎn)潔的小類(lèi)，并且意識(shí)到這對(duì)當(dāng)前正在嘗試的工作非常適合。沒(méi)問(wèn)題!可以將舊項(xiàng)目中的類(lèi)重用于新項(xiàng)目。

除了該類(lèi)實(shí)際上可能是另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)之外，因此現(xiàn)在還需要把父類(lèi)包括在內(nèi)。然后你意識(shí)到父類(lèi)也依賴(lài)于其他類(lèi)，并且最終包含了代碼堆。

Erlang的創(chuàng)建者Joe Armstrong的這句話非常著名：“面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的問(wèn)題在于，它們具有隨身攜帶的所有隱式環(huán)境。你想要香蕉，但是得到的是一只拿著香蕉的大猩猩和整個(gè)叢林。”

這對(duì)此方法進(jìn)行了很好的說(shuō)明?？梢灾赜妙?lèi)，實(shí)際上，這可能是面向?qū)ο缶幊痰闹饕獌?yōu)點(diǎn)。但不要走極端，有時(shí)最好編寫(xiě)一個(gè)新類(lèi)，而不是為了寫(xiě)重復(fù)代碼而添加大量依賴(lài)項(xiàng)。要靈活變通，不要死板地遵從某個(gè)范式。

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2. 脆弱的基類(lèi)問(wèn)題

如果已經(jīng)成功地將另一個(gè)項(xiàng)目中的類(lèi)重用于新代碼，那么基類(lèi)會(huì)發(fā)生怎樣的變化?

它可能會(huì)破壞整個(gè)代碼，而你甚至可能都沒(méi)有碰過(guò)它。也許有一天你手上的項(xiàng)目熠熠生輝，而第二天卻被打回原形，因?yàn)橛腥烁牧嘶?lèi)中的一個(gè)細(xì)微細(xì)節(jié)，而該細(xì)節(jié)最終對(duì)項(xiàng)目至關(guān)重要。

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)重用代碼似乎非常有效，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它可能會(huì)帶來(lái)很大的代價(jià)。

3. 鉆石問(wèn)題

繼承是一件可愛(ài)的小事，可以在其中繼承一類(lèi)的屬性并將其轉(zhuǎn)移給其他類(lèi)。但該如何組合兩個(gè)不同類(lèi)的屬性?

這也許做不到，至少?zèng)]辦法以簡(jiǎn)潔的方式做到，例如Copier類(lèi)。(筆者從Charles Scalfani的熱門(mén)文章《再見(jiàn)，面向?qū)ο蟮木幊獭分薪栌昧诉@個(gè)示例以及有關(guān)此處出現(xiàn)的問(wèn)題的一些信息。)復(fù)印機(jī)掃描文檔的內(nèi)容并將其打印在空白紙上，它應(yīng)該是Scanner還是Printer的子類(lèi)?

根本沒(méi)有好的答案。即使這個(gè)問(wèn)題不會(huì)破壞代碼，但它經(jīng)常出現(xiàn)足以令人沮喪。

4. 層次問(wèn)題

在鉆石問(wèn)題中，問(wèn)的是Copier是哪個(gè)類(lèi)的子類(lèi)。但其實(shí)我話沒(méi)說(shuō)完，有一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案。假設(shè)Copier 是父類(lèi)，而Scanner 和Printer是僅繼承屬性子集的子類(lèi)。

這就變得很簡(jiǎn)單。但如果Copier只是黑白復(fù)印，而Printer還可以彩色打印怎么辦?從這個(gè)意義上說(shuō)，打印機(jī)不是包括復(fù)印機(jī)的嗎?如果打印機(jī)連接到WiFi但復(fù)印機(jī)沒(méi)有連接怎么辦?

在類(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。確實(shí)，在處理屬性集群時(shí)，其中Copier共享了Printer的部分但不是全部屬性，反之亦然。而且，如果嘗試將其置于層次結(jié)構(gòu)中，并且是一個(gè)大型復(fù)雜項(xiàng)目，則可能會(huì)導(dǎo)致混亂。不要混淆層次結(jié)構(gòu)，否則可能會(huì)陷入混亂。

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5. 參考問(wèn)題

有人也許會(huì)說(shuō)那么我們將進(jìn)行沒(méi)有層次結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο缶幊?。其?shí)相反，我們可以使用屬性集群，并根據(jù)需要繼承、擴(kuò)展或覆蓋屬性。這會(huì)有些混亂，但這將是對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的準(zhǔn)確表現(xiàn)。

還有一個(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。沒(méi)有嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，這是行不通的。

如果一個(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?A與B的關(guān)系并不重要，除了B不是直接的父類(lèi)。然后，A必須包含對(duì)B的私有引用，否則，將無(wú)法交互。但是，如果A包含B的子代也具有的信息，則可以在多個(gè)位置修改該信息。因此，有關(guān)B的信息已不再安全，并且封裝被破壞。

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蟮木幊?，只是一團(tuán)糟。

單一范式的危險(xiǎn)

這五個(gè)問(wèn)題的共同點(diǎn)是它們?cè)诓皇亲罴呀鉀Q方案的地方實(shí)現(xiàn)了繼承。由于繼承甚至沒(méi)有包含在面向?qū)ο缶幊痰脑夹问街?，因此筆者不會(huì)將這些問(wèn)題稱(chēng)為面向?qū)ο蠊逃械膯?wèn)題，它們只是太過(guò)教條式的例子。

但是，不僅面向?qū)ο蟮木幊炭赡軙?huì)被夸大。在純函數(shù)式編程中，處理用戶(hù)輸入或在屏幕上打印消息極為困難。出于這些目的，面向?qū)ο蠡蜻^(guò)程編程要好得多。

仍然有一些開(kāi)發(fā)人員嘗試將這些東西實(shí)現(xiàn)為純函數(shù)，并將其代碼分解為數(shù)十行，沒(méi)人能理解。使用另一種范式，他們可以輕松地將代碼簡(jiǎn)化為幾行可讀的代碼。

范式有點(diǎn)像宗教，它們都具有一定的合理性，耶穌、穆罕默德和佛陀說(shuō)了一些很酷的話。但是，如果一直遵循教條，可能最終會(huì)使自己和周?chē)说纳钔纯嗖豢?。編程范式也是如此。毫無(wú)疑問(wèn)，函數(shù)式編程正逐漸受到人們的歡迎，而在過(guò)去的幾年中，面向?qū)ο蟮木幊淘獾搅艘恍﹪?yán)厲的批評(píng)。

了解新的編程范式并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候使用它們是有意義的。如果面向?qū)ο缶幊淌鞘归_(kāi)發(fā)人員無(wú)論走到哪里都能看到釘子的錘子，那是把錘子扔出窗戶(hù)的原因嗎?不是。你在工具箱中添加了一把螺絲刀，也許是一把刀或一把剪刀，你不過(guò)是根據(jù)當(dāng)前問(wèn)題選擇工具。

函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊痰某绦騿T都不要像對(duì)待宗教那樣對(duì)待編程范式。它們是工具，都可以在某處使用，所使用的內(nèi)容僅取決于待解決的問(wèn)題。

一個(gè)大問(wèn)題：我們正處于一場(chǎng)新革命的風(fēng)口浪尖上嗎?

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歸根結(jié)底，關(guān)于函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊痰臓?zhēng)論(相當(dāng)激烈)可以歸結(jié)為這一點(diǎn)：是否可以邁入面向?qū)ο缶幊虝r(shí)代的盡頭?

函數(shù)式編程通常是更有效的選擇，越來(lái)越多的問(wèn)題出現(xiàn)。如數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和并行編程，對(duì)這些領(lǐng)域的投入越多，就會(huì)越喜歡函數(shù)式編程。但看看現(xiàn)狀，有十多種面向?qū)ο缶幊痰某绦騿T提供的產(chǎn)品，還有一種針對(duì)函數(shù)式編碼器的產(chǎn)品。這并不意味著你不會(huì)喜歡這份工作，如今，函數(shù)式編程開(kāi)發(fā)人員仍然非常稀缺。

最有可能的情況是，面向?qū)ο蟮木幊虒⒗^續(xù)存在十年左右。函數(shù)式編程當(dāng)然會(huì)越來(lái)越受歡迎，但這并不意味著應(yīng)該放棄面向?qū)ο缶幊?。把面向?qū)ο缶幊套鳛楸Ａ艏寄苋匀环浅Ｓ袃?yōu)勢(shì)。

因此，在接下來(lái)的幾年中，不要將面向?qū)ο蟮木幊虂G到工具箱外，但是請(qǐng)確保它不是你唯一的工具。