10. 面向对象编程
10.3 抽象：简化复杂性

基本概念

抽象是计算机科学和编程中的一个基本概念，它允许开发人员在面对复杂问题时，通过强调有关联的细节、同时隐藏不必要的细节，来将复杂的问题简单化。在 Python 中，抽象同样在创建清晰的、可维护的和高效的代码方面发挥着关键作用。

在本节中，我们将讲解什么是抽象，它如何在 Python 中使用，以及在软件开发中的重要性。

那么，“抽象”这个概念到底指的是什么？

就核心概念而言，抽象主要指的是以简化的方式表示复杂的系统或对象，侧重于它们的基本特征，同时隐藏非必要的细节。抽象作为一个强大的思维模型，使开发人员能够从高层次着眼，而不会被繁琐的细节所困扰。

让我们看两个例子。

示例 1：生活中的抽象

想象一辆汽车。当我们驾驶时，我们并不需要了解发动机、传动系统或电气系统的复杂细节。相反，我们只与抽象的控制元素打交道，如方向盘、踏板和换挡杆。这些控制元素提供了一个简化的界面，隐藏了汽车内部工作的复杂性。

示例 2：编程中的抽象

在编程中，抽象包括创建类、函数或模块，这些类、函数或模块封装了复杂的逻辑。例如，表示数据库连接的 Python 类抽象了与数据库连接的底层细节，允许开发人员使用简单的方法，如connect()和execute_query()来与之交互，而无需编写繁琐的底层代码。

Python 中的抽象

下面，让我们看看“抽象”这个概念是如何在 Python 中应用的。

  1. 类和对象：
    Python 的面向对象编程（OOP）范式鼓励使用类和对象来抽象现实世界的实体。类定义了对象的结构和行为，使开发人员能够使用更高层次的抽象。

    class Dog:
    def __init__(self, name, breed):
        self.name = name
        self.breed = breed
 
    def bark(self):
        print(f"{self.name} 说汪汪!")
 
# 创建Dog类的实例
my_dog = Dog("巴迪", "金毛寻回犬")
my_dog.bark()  # 抽象：您不需要知道 'bark' 在内部是如何工作的。

  2. 函数抽象：
    如我们在第六章中所描述的，在 Python 中，函数可以将一系列语句抽象成可重用的代码块。函数隐藏了具体的实现细节，从而使开发人员只需要关注它的输入和输出。

    def 计算面积(长度, 宽度):
    return 长度 * 宽度
 
# 抽象：您不需要知道用于计算面积的公式。

  3. 标准库抽象：
    Python 的标准库提供了许多高级抽象。例如，requests库抽象了 HTTP 通信，使得更容易发送和接收网络上的数据。

    import requests
 
response = requests.get("https://www.example.com")
# 抽象：您不需要了解网络协议的复杂细节。

总结

综上所述，抽象，作为 Python 和软件开发中的重要概念，可以帮助程序员将复杂的问题简单化，同时增强代码的可读性，并促进代码的重用。不仅如此，将繁琐的细节隐藏在抽象层之下，这让大规模的团队合作成为可能。

在 Python 中，“抽象”的概念和思维模式渗透在类、函数、库和模块的各个层面。通过应用抽象，我们可以编写出干净优雅的代码。

记住，抽象是将复杂问题简单化的最重要的工具。

10.2 类10.4 多态