编程与哲学

目录Catelog目录Catelog序言Perface真经第一章：世界Waltanschauung真经第二章：抽象Abstraction真经第三章：层次Arrangement真经第四章：继承Inheritance真经第五章：耦合Couple真经第六章：运作Moving真经第七章：建造Build真经第八章：刻画Delineate真经第九章：模式Pattern真经第十章：悟道Doctrine后记Afterword参考文献Reference序言Perface“佛曰：苦海无涯，回头是岸。——佛教用语”面向对象（Object-Oriented），这是一条令无数开发人员魂牵梦绕的短语。几乎每个软件分析师、设计师和程序员都时刻将它铭记于心，对它顶礼膜拜。然而，对大多数人来说，它又像是天边的霞光，可望而不可及，无数次伸出双手，总是抓不住这虚无缥缈的圣物。于是，我们依然每天将面向对象高高供其，却始终无法悟得其道，更不要谈娴熟运用其道法了。面向对象像一滩苦海，无数人游弋其中，却久久不得其要领；类、对象、继承、多态、接口、UML、设计模式……无数概念看得我们眼花缭乱，却也悟不透其真谛。佛教有云：苦海无涯，回头是岸。如果置身苦海中无法脱离，那么，我们是否应该提高一个层面去看这片苦海：从哲学及科学的角度，去审视面向对象。曾有人说：艺术的极致是科学，科学的极致是哲学。此话不无道理，牛顿、爱因斯坦等科学界泰斗，在其后期都不约而同地转向哲学研究。当然，这里本人无意更不敢将自己与上面两位大师相提并论，而且本人也不奢求此文能成为一篇颇有思想的佳作。只不过，本人在平时的实践和思考中，略有小得，于是，在这里拿出，和大家一起分享讨论。虽然肤浅，但希望本文能成为一丝波纹，为各位脱离苦海提供一点点的推动作用。真经第一章——世界Weltanschauung“世界观（德文：Weltanschauung）意为‘着眼世界之上’，是人们对世界的总的根本的看法。任何哲学问题的探讨，归其出发点和本源，都是世界观的问题。什么样的世界观决定了什么样的哲学观点。——马克思”1.1、看世界我们知道，哲学领域中，最根本的对立是唯物主义和唯心主义的对立，而附属其下，又有许多对立，如形而上学和辩证法的对立、可知论和不可知论的对立等等。这些对立形成了哲学的基本体系、派别和出发点。实际上，这些对立，都是世界观的对立。世界观，简而言之即如何看待这个世界。世界观是一切哲学问题的本源和出发点。同样，在程序世界里，也有着不同的世界观。而这其中最根本的对立便是过程论和对象论的对立，这个对立，衍生出了面向过程和面向对象两种方法论。于是，要真正理解面向过程和面相对象，我们就不得不先深究一下程序世界中这两种世界观。首先要提到的是，不论是过程论还是对象论，都承认一点，那就是程序世界本质上只有两种东西——数据和逻辑。数据天性喜静，构成了程序世界的本体和状态；逻辑天性好动，作用于数据，推动程序世界的演进和发展。尽管上述观点是统一的，但是在数据和逻辑的存在形式和演进形式上，过程论和对象论的观点截然不同。过程论认为：数据和逻辑是分离的、独立的，各自形成程序世界的一个方面（Aspect）。所谓世界的演变，是在逻辑作用下，数据做改变的一个过程。这种过程有明确的开始、结束、输入、输出，每个步骤有着严格的因果关系。过程是相对稳定的、明确的和预定义的，小过程组合成大过程，大过程还可以组合成更大的过程。所以，程序世界本质是过程，数据作为过程处理对象，逻辑作为过程的形式定义，世界就是各个过程不断进行的总体。对象论认为：数据和逻辑不是分离的，而是相互依存的。相关的数据和逻辑形成个体，这些个体叫做对象（Object），世界就是由一个个对象组成的。对象具有相对独立性，对外提供一定的服务。所谓世界的演进，是在某个“初始作用力”作用下，对象间通过相互调用而完成的交互；在没有初始作用力下，对象保持静止。这些交互并不是完全预定义的，不一定有严格的因果关系，对象间交互是“偶然的”，对象间联系是“暂时的”。世界就是由各色对象组成，然后在初始作用力下，对象间的交互完成了世界的演进。1.2、一道智力题引发的思考上面的描述也许有些不够直观，那么，下面我们通过一个实际的例子，直观感受一下在两种世界观下，对同一件事物是怎么看的。大家都听过这么个智力题吧：说有甲、乙、丙三人住店，一间房30。于是每人10元，共计给店老板30元住进一间房。后来店老板发现弄错了，房价应该是25元，于是给小二5元让小二退给房客。小二黑心，贪污了2元，退给甲乙丙每人1元。这样房客每人付了10-1=9元，三九27，加上小二贪污的2元，共29元，问那1元哪里去了？不知各位聪明的看官是否已经参透其中玄机。不过参不透也没有关系，这不是重点，重点是，我们现在来分别用过程论和对象论分析一下这件事。首先，我们来看看过程论是怎么看这件事情的。图1.1、过程论看世界如图1.1所示，这就是过程论下看这件事的样子。左边是过程的各个步骤，而右边红字表示在每个过程步骤的数据情况，这种数据情况反映了世界当前的状态。为简单起见，我们只考虑在这个过程中参与分配的数据。初始时甲乙丙各10元，老板和小二没有钱，这可以认为是这个过程的初始状态，这些数据是输入。随着各个步骤的进行，数据不断更新，而在每个步骤，数据如何更新、更新多少，都是由步骤严格确定的。经历五个步骤后，数据变为甲乙丙各1元，老板25元，小二2元，这就是终止状态，也是这个过程的输出。下面，再来看看对象论下如何看这件事。图1.2、对象论看世界对象论眼中，世界是由各种对象组成的，每个对象有自己的数据和逻辑，如图1.2所示。在这件事里，有五个基本对象：甲、乙、丙、小二和老板（注意，这里我们还没有提到类和抽象等概念，所以不要让固有思维跳出来，在这里要只认识对象，不认识类等概念。现在我们只讨论世界观的基本问题：程序世界的本质，至于更具体的问题，留待后面讨论）。每个对象有自己的一系列数据和逻辑，这里只列出了我们关心的部分。然后呢？没有然后了。没错，在对象论眼里，这就是这件事的本质模样，这件事所涉及的东西就是这么几个对象，本来它们各自独立，老死不相往来。只不过在“住店”这个外部驱动力下，几个对象“偶然”、“暂时”互相联系，利用其他对象提供的公开服务，完成了一些交互。在交互中，各自的数据可能会发生一些变化，但对象的本质没有变。这里也要注意，这种交互虽然在一定程度上由既定逻辑预定义，但不像过程论认为“万事万物都已注定”，在对象论下，对象间的交互是“偶然的”、“暂时的”，这次五个人因为住店这个外部驱动力交互了一次。但下次如果魏国和蜀国交战变为驱动力，他们间的交互就不是拿钱给钱了，而是刀兵相见。所以，对象论不认为“一切都已注定”。1.3、总结通过上面一个例子，不知各位是否已经明白程序世界中两种世界观看事物的不同。下面，有一些问题还要明确一下。I.过程论和对象论是两种看世界的观点，没有孰对孰错、孰好孰坏之分。II.过程论和对象论不是一种你死我活的绝对对立，而是一种辩证统一的对立，两者相互渗透、在一定情况下可以相互转化，是一种“你中有我、我中有你”的对立。如果将对象论中的所有交互提取出来而撇开对象，就变成了过程论，而如果对过程论中的数据和逻辑分类封装并建立交互关系，就变成了对象论。III.过程论相对确定，有利于明晰演进的方向，但当事物过于庞大繁杂，将很难理清思路。因为过程繁多、过程中又有子过程，容易将整个世界看成一个纷繁交错的过程网，让人无法看清。IV.对象论相对不确定，但是因为以对象为基本元素，即使很庞大的事物，也可以很好地分离关注，在研究一个对象的交互时，只需要关系与其相关的少数几个对象，不用总是关注整个流程和世界。但是，对象论也有困难。例如，如何划分对象才合理？对于同一个驱动力，为什么不同情况下参与对象和交互流程不一样？如何确定？其实，这些困难也正是面向对象技术中的困难。综上，我们知道在程序世界中，存在着过程论和对象论两种对立的世界观，并且其各有千秋，无法定夺孰好孰坏。但是，对象论似乎更有助于分析规模较大的事物。本文是探讨面向对象的，所以，在下文中，都会选择对象论作为世界观。这种以对象为本的世界观，也是本文后续一切的基础和出发点。真经第二章——抽象Abstraction“金、木、水、火、土元素，构成宇宙万物，并作为各种自然现象变化之基础——五行说”2.1、导言上文探讨了世界观问题。我们知道，要想真正理解面向对象，首先要用对象论去审视世界。而在对象论中，万事万物的本源是对象，对象是组成世界的基本元素。但是，要真正看透一个世界，只有基本元素是不行的。中国古代的朴素唯物主义哲学中，比较有代表性的是五行说。五行说认为，世界的基本元素是“金、木、水、火、土”，但若说世界只有“金、木、水、火、土”，也是不成的，所以后续有云：五行相生相克，相互交织结合，组成了大千世界。虽然从现代科学角度看，五行说并不完全准确，但其有一点事非常正确的，那就是世界首先有基本元素，然后基本元素还要衍生出各种其它东西。在第一章中，我们说了在对象论中，对象是组成世界的基本元素，但这还不能构成真正的世界。下面，我们来看看对象是如何构成和衍生出其它事物的。2.2、类是怎么来的和真实世界中构成和衍生方式不同，程序世界中，最重要的衍生方式是抽象。例如，众所周知的类（Class），就是从对象上首先抽象出来的概念。下面我们看一看类是怎么来的。从哲学角度说，先有对象，然后才有类，类和对象是“一般和特殊”这一哲学原理在程序世界中的具体体现。这可能和很多人的直觉不同，因为在具体写程序时，是先定义类，然后才能实例化对象。在这里，我们是从哲学层面进行探讨，所以，对象是本源，类的概念是衍生。为什么？因为从认识论来说，首先有具体认知能力，才能有抽象认知能力，抽象认知能力是一种高层的，人类特有的认知能力，它使我们可以从大量具体认知中，舍弃个别的、非本质的属性，提取出共同的、本质的属性，是形成概念的必要手段。还是以住店的故事为例吧。在我们的世界观中，那个故事涉及了五个对象，刚开始我们没有抽象的概念，而只是从具体认知角度对这五个对象进行认知：首先是甲，他有头、有身子、有胳膊有腿，头上有眼睛鼻子耳朵，他还有个名字叫刘备，有个身份是顾客……除了这些数据，这个对象还可以做一些事情，可以吃饭、呼吸、喝水，还能给钱和拿钱……好的，一通认知后，我们对甲这个对象有具体认知了；然后，我们对乙进行认知：他有头、有身子、有胳膊有腿，头上有眼睛鼻子耳朵，他还有个名字叫关羽，有个身份是顾客……除了这些数据，这个对象还可以做一些事情，可以吃饭、呼吸、喝水，还能给钱和拿钱……认知完了，接着是丙、小二和老板……当具体认知足够多后，我们发现一件事情：这几个对象很相似啊，有相似的数据（但具体值可能不同），有相同的逻辑，于是，我们的抽象认知能力告诉我们，这五个对象很相似，可以看做一类东西，于是，我们给出一个类，叫“人”，并且认为这五个对象都是“人”这个类的具体例子，我们叫其为实例。以后遇到类似的对象，我们都可以知道，这个对象属于“人”类。图2.1、“人”类的由来所以，类其实是抽象认知能力作用于程序世界的基本元素——对象后所衍生出来的抽象概念，是抽象思维在程序世界中物化后的产物。当然，现实世界中每个对象都有无数的数据和逻辑，但在具体到程序世界时，我们往往只关心具体场景中相关的数据和逻辑。例如，在住店场景中我们关心现金这则数据，至于这个人力气大不大无所谓；而如果上战场打仗，我们就关心攻击力和力量，现金就不重要了。2.3、为什么要有类知道了类是怎么来的，那么类的作用是什么，我们为什么需要类呢？类可以帮助我们方便地认识和定义世界中的对象。这个作用是显而易见的。例如当今世界有60几亿人，如果不会抽象思维，我们每遇到一个人，都要认知一遍：啊！这个对象有眼睛，有耳朵，有鼻子有嘴，有胳膊有腿……要是真这样，世界也太疯狂了。有了类的概念，我们就可以只记类的数据和逻辑，而对于具