MJXin

附录-OC源码-Runtime：被遗忘的面向对象编程史

  • Jun 30, 2020
  • 0 views

原文: The Forgotten History of OOP. Most of the programming paradigms we… | by Eric Elliott | JavaScript Scene | Medium
原文译文: 译 被遗忘的面向对象编程史（软件编写）（第十六部分） - 掘金

面向对象来源

  • “面向对象编程”（OOP）是 Alan Kay(艾伦·凯) 在 1966 年或 1967 年读研究生时创造的。
  • 提出于 1965 年的 simula 语言，是第一个被广泛认可的“面向对象”的编程语言。与 Sketchpad 一样，Simula 使用了对象，甚至还引入了类，类继承，子类和虚方法。
  • “面向对象编程”（OOP）这个想法是想在软件中使用封装好的微型计算机，通过消息传递而不是直接的数据共享，以此来防止将程序分裂为单独的“数据结构“和“程序”。

面向对象当初的指代

“我很抱歉，我很久以前为这个话题创造了“对象”一词，而因为它让很多人专注于细枝末节。实际上真正重要的是消息传递。”
“OOP 对我来说意味着消息传递，对状态进程的本地保留保护和隐藏，以及对所有事物的动态绑定。”
~ Alan Kay

根据 Alan Kay 的说法，OOP 的基本要素是：

  • 消息传递
  • 封装
  • 动态绑定


消息传递和封装的结合有一些重要的目的：

  • 避免共享可变状态
    通过封装状态并将其他对象与本地状态更改隔离开来。影响另一个对象状态的唯一方法是通过发送消息来请求（而不是命令）该对象来更改它。状态变化由局部控制，，而不是暴露于共享访问。
  • 解耦
    通过消息传递 API，消息发送者与消息接收者松散耦合。
  • 适应变化
    通过动态绑定在运行时适应变化

为什么会有这样的面向对象

  • Alan Kay 的生物学背景
    想象软件运行在巨大的分布式计算机（互联网）上，个人计算机就像生物细胞一样，在自己的孤立状态下独立运行，并通过消息传递进行通信。

  • “ 我意识到, 将细胞与整个计算机类比, 能摆脱 data
    _“I realized that the cell_whole-computer metaphor would get rid of data[…]”
    ~ Alan Kay/

  • 通过 rid of data Alan Kay 意识到::共享可变状态导致的问题和耦合问题::, 原因在于共享的数据 
    By “get rid of data”, Alan Kay was surely aware of shared mutable state problems and tight coupling caused by shared data — common themes today.  
此处原文应该翻译错了, /shared data/ 指的应该是 /shared mutable state problems/ + /tight coupling/
    • 这两个问题仍然是今天的普遍问题
  • ARPA 程序员对在程序编写之前选择数据模型的需求感到沮丧
    这篇论文指出, 程序与特定数据结构高度耦合导致程序没有变化修改空间 
    Procedures that were too tightly coupled to particular data structures were not resilient to change.  
此处原文我也倾向于翻译的不准确,  `使得程序无法适应变化` 的翻译太过抽象, 指的应该是程序在外界需求变化后, 难以修改维护

封装

  • 对象可以被抽象出来并隐藏数据结构的实现方法
  • 对象的内部实现可以在不破坏软件系统其他部分的情况下进行更改
    ↓
    通过迟约束，完全不同的计算机系统可以接管对象的功能，并且软件可以继续工作
    与此同时，对象可以公开一个标准接口，该接口可以处理对象在内部使用的任何数据结构
我目前尚未能了解当时遇到的问题, 所以无法知道 OOP 被提出所要解决的问题  
但能知道的是, OOP 这个概念被提出来时, 目的是不做数据共享, 而是通过消息传递的方式

对象的代数特性

  • Alan Kay 还将对象视为代数结构，这些结构可以通过数学来证明它们的行为：
    “我的数学背景使我意识到每个对象可能有几个与之相关的代数式，可能有代数式族，而这些将会非常有用。” ~ Alan Kay
  • 允许对象提供公式化验证，确定性行为和改进的可测试性，因为代数本质上是遵循方程式规则的操作。
  • 在程序员术语中，代数就像是由函数(操作)组成的抽象，这些函数必须通过单元测试强制执行的特定规则(公理/方程式)。

联系到 JS

  • JavaScript 是针对世界对面向对象编程的误解的一种反击
  • Smalltalk 和 JavaScript 都支持：
    • 对象
    • 主类函数和闭包
    • 动态类型
    • 迟绑定（函数/方法在运行时可更改）
    • 不支持类继承的面向对象语言

引申出前文两个概念

什么是面向对象编程的必要特性(根据 Alan Kay 的说法)？

  • 封装
  • 消息传递
  • 动态绑定（程序在运行时进化/适应的能力）

什么是非必要的特性？

  • 类
  • 类继承
  • 对象_函数_数据的特殊处理
  • new关键字
  • 多态性
  • 静态类型

  • 将类识别为“类型”

  • Java 或 C# 的开发者，您可能会认为静态类型和多态性是必不可少的成分
  • 但Alan Kay 倾向于以代数形式处理共性行为
    多态是用于描述程序共性的, 特别是强类型,静态类型语言中, Alan Kay 认为, 共性应该由代数式描述
    例如: fmap :: (a -> b) -> f a -> f b, 用映射来替代多态
// isEven = Number => Boolean   
const isEven = n => n % 2 === 0;   
const nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6];   
// map takes a function`a => b` and an array of `a`s (via `this`)   
// and returns an array of `b`s.   
// in this case, `a` is `Number` and `b` is `Boolean`   
const results = nums.map(isEven);   
console.log(results); // [false, true, false, true, false, true]
  • 大多数类型系统有太多的限制，无法自由表达动态和函数想法

什么是对象

  • 多年来，对象已经被赋予大量的含义
  • JavaScript 中称之为“对象”的只是复合数据类型

  • 可以通过并且通常都会支持给 JS 的对象增加封装, 消息传递，通过方法进行行为共享，甚至子类多态, 但所有这些都是选择加入的行为。

  • 我们现在认为对象只是一个复合数据结构，并不需要其他更多的含义。
  • 但这样的定义, 并不会比函数式编程 更加 “”面向对象”

作者认为

  • 现代编程语言中的“对象”意味的比 Alan Kay 设想的要少得多
  • 这里作者用 组件 这个词来指代 Alan Kay 所表达的对象
  • 作者认为: 在 JavaScript 中操作 objects 或使用 class inheritance 并不意味着在“面向对象”
  • 真正的面向对象的含义：
  • 使用组件编程（就是 Alan Kay 所说的“对象”）
  • 必须封装组件状态
  • 使用消息传递进行对象间通信
  • 组件可以在运行时被创建_更改_替换
  • 这么去使用组件, 意味着面向对象

然后作者遵循流行用法, 将这种重新取名(因为现在的面向对象已经脱离原本意义, 但又占有了面向对象这个词)

  • 所以也许我们应该放弃面向对象并将其称为“面向消息的编程（MOP）”而不是“面向对象的编程（OOP）”

  • 好的 MOP 意味着系统是通过消息调度与其他组件通信，不是各个系统去直接操纵彼此的状态。

  • 用户操作按钮 -> 调动保存消息 -> 状态组件解析 -> 转发到状态更新处理程序 -> 向界面组件发送”状态更新”消息 -> 界面组件解析状态协调更新

  • 这些系统不需要知道系统其他部分的细节。只需要关注自身的模块化问题
  • 系统组件是可分解和可重新组合的。
  • 它们实现标准化接口，以便它们能够相互操作
  • 同一个软件系统的组件甚至都不需要位于同一台机器上。系统可以是分布式的

结论:

现在是时候让软件世界放弃失败的类继承实验了，转而接受最初定义面向对象时所秉承的数学和科学精髓。
现在是时候开始构建更灵活，更具弹性，更容易组合的软件了，让 MOP 和函数编程协调工作。

Search