在 Python 中“向对象发送消息”的一个很好的例子是什么？

Question

我最近观看了 Sandi Metz 的 Nothing is Something，在她的演讲中，她使用了向对象发送消息的想法，并介绍了在 Ruby 中是如何完成的。 4:10-7:30 部分将是她开始讨论该主题的一个很好的切入点（这是一个构建块，然后渗透到一半以上的谈话中）。

现在，对于一些背景知识：我没有太多用 Ruby 编写程序的经验，而且对 smalltalk 的经验为零。我的 OO 经验有些有限，而且非常陈旧。我还在 Google 中查找了 send object message python，我看到的只是通过套接字和电子邮件发送消息，这并不是我的想法。

我不知道如何在 Python 中解释这个概念，或者如何实现它。有什么想法吗？ :)

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旁注：她提到她的 OO 观点源自使用 smalltalk 的经验，所以我将其作为标签添加到这个问题中。

Answer 1

1970 年代初在 Smalltalk 中以“发送消息”开始，现在更普遍地称为“calling a method”

发送消息是礼貌地请求对象做出响应。如果它理解它收到的信息，它会礼貌地回应，并且有回应的方法。即如果消息在receiver 的protocol 中。

协议是它具有响应方法的消息列表。现在，我们将协议称为接收者的API。

Alan Kay，Smalltalk 之父，认为消息传递，而不是继承，是面向对象编程的重要方面。

Answer 2

Python 使用稍微不同的术语。它被称为“调用方法”。但这是同一回事。 （C++ 称之为“调用虚函数”。同样的区别。）

就我个人而言，我不喜欢这个术语，它过于关注实现细节，失去了“消息发送”术语的很多隐喻能力。

与 Python 还存在其他差异，其中一些最重要的差异是：

• 面向对象的数据抽象是通过约定实现的，而不是作为内置语言功能（例如 Smalltalk、Ruby）或设计模式（Scheme、ECMAScript）
• 并非所有子例程都是方法

OO 的基本思想是消息传递：您向对象发送消息，对象会做出响应。就像在现实生活中一样，您不知道对象对消息做了什么。你能看到的只是回复。对象可能自己处理消息，可能会借助他人的帮助，可能会盲目地转发消息，而实际上自己没有做任何工作。

由于您不知道对象对消息做了什么，并且您只能观察到对象的响应，因此您对对象的所有了解都是它的协议（它理解的消息以及它是如何理解的）回应他们）。你不知道它的实现，你不知道它的表示。 OO就是这样实现数据抽象、信息隐藏、数据隐藏、封装的。

此外，由于每个对象独立决定如何响应消息，因此您会得到多态性。

一种响应消息的典型方式是执行与该消息对应的方法。但这是一种实现机制，这就是我不喜欢这个术语的原因。作为一个比喻，它没有我上面提到的任何内涵。

Alan Kay has said that OO is about three things, Messaging, Data Abstraction, and Polymorphism:

对我来说，OOP 仅意味着消息传递、本地保留、保护和隐藏状态过程，以及所有事物的极端后期绑定。

他后来澄清the Big Thing is Messaging：

只是一个温和的提醒，我在上一届 OOPSLA 上努力提醒大家，Smalltalk 不仅不是它的语法或类库，它甚至与类无关。很抱歉，我很久以前就为这个主题创造了“对象”一词，因为它让很多人专注于次要的想法。

最重要的想法是“消息传递”——这就是 Smalltalk/Squeak 的核心内容（在我们的 Xerox PARC 阶段，它从未完全完成）。日本人有一个小词——ma——代表“介于两者之间的东西”——也许最接近的英语等价物是“interstitial”。制作出色且可扩展的系统的关键在于设计其模块的通信方式，而不是设计其内部属性和行为应该是什么。想想互联网——为了生存，它 (a) 必须允许许多不同类型的想法和实现超出任何单一标准，并且 (b) 允许这些想法之间不同程度的安全互操作性。

事实上，正如我上面所说的，在我看来，另外两个只是消息传递的结果。

当 Alan Kay 提出“面向对象”一词时，他深受后来成为 ARPANet 和互联网的启发：具有自己私有内存（“实例变量”）的独立机器（“对象”）通过发送消息相互通信。

William R. Cook 和他的Proposal for Simplified, Modern Definitions of "Object" and "Object Oriented" 在On Understanding Data Abstraction, Revisited 中也提出了类似的观点。

操作的动态分派是对象的基本特征。这意味着要调用的操作是对象本身的动态属性。操作不能被静态识别，并且通常没有办法确切地知道响应给定请求将执行什么操作，除非通过运行它。这与始终动态调度的一流函数完全相同。

Python 的对象系统与其他语言有点不同。 Python 最初是一种过程语言，后来添加了对象系统，目的是尽可能减少对语言的更改。 Python 中的主要数据结构是dicts（映射/哈希表），所有行为都在函数中。甚至在 Python 的 OO 功能之前，这种极简主义就已经显现出来，例如局部变量和全局变量实际上只是 dict 中的键。因此，很自然地将对象和类制作成类似于dicts 并重用该概念，对象本质上是dict 的值，而类是dict 的函数。 “方法”没有单独的概念，相反，您有将接收者作为第一个参数的函数。 （在大多数其他 OO 语言中，接收者是一个“隐藏的”第零个参数，并且可以使用特殊关键字（例如 self、this 或 me。）

Answer 3

核心思想叫Message passing。

在 python 中，您通常使用标准符号发送消息：

obj.methodname(args)

如果方法名是动态的，你可以这样做：

getattr(obj, methodname)(args)

例子：

>>> getattr("  12", "strip")()
'12'

尽管我们通常使用标准符号，但在幕后有一个属性请求，您可以通过拦截调用来观察它：

class Test(object):
    def __getattribute__(self, name):
        print "requesting attr:", name
        return object.__getattribute__(self, name)
    def test(self):
        print "Hello"

>>> Test().test()
requesting attr: test
Hello

Answer 4

本质上，“发送消息”在大多数 OO 语言中被称为调用方法。关键区别在于，在动态语言中，您不知道对象是否知道方法。所以如果你做var.jump() 你不知道var 是什么。也许它是一只兔子，它可以跳，或者它是一块石头，它不知道怎么做（Rock 类没有实现jump() 方法）。所以从概念的角度来看，发送消息是要求某个对象做某事（也许它不知道你在问什么），而调用一个方法是让你知道的那个对象做你想做的事。

在 Smalltalk 和 Ruby 中，使用另一条消息发送消息非常容易，因此如果您使用 1.send(:to_s)，它与 1.to_s 相同。而1.send(:to_s) 本身就是一条消息send，它使用参数:to_s 发送到1。所以你也可以将其扩展至1.send(:send, :to_s)。

在 Python 中，元编程是一件非常痛苦的事情。所以如果你想做同样的1.send(:to_s) 你必须使用getattr(1, "to_s")() 之类的东西。在这里，您使用getattr 获取to_s“方法”本身并使用() 调用它。 这也是糟糕的 Python 设计的一个很好的例子。你如何在 Python 中做类似1.send(:send, :to_s) 的事情？在 Ruby 中，send 是代码对象的方法。所以你也可以通过它自己发送。在 Python 中 getattr 是一个外部独立函数。

如果你真的想学习 OO 编程的概念，我建议你玩一下 Smalltalk，因为我发现它有最好的设计。 （它也不受 C++ 或其他东西的影响，因为在 70 年代它们还不存在）。有一本好书Pharo by Example 教你在pharo 中编程。还有一个 work in progress version 为环境的新版本更新。