数据结构考研，数据结构考研真题
你编写的是数据结构还是对象
写Java的人都会自豪的说我是面向对象编程（或许没有那么自豪）。但我们在实际大型网络项目中进行开发的时候，我们最经常编写的各种对象，他们设计的是否真的妥当。
如果你学过C语言的话应该知道，C语言中允许用户自己指定多个数据并用struct关键字将数据组合为一个整体，而称这种数据结构为结构体。，例如定义一个学生信息结构体：
struct student
{
char name[20];
int age;
};
我们不难发现因为C语言是面向过程的，结构体中只能有各种数值，并没有可以执行的函数。那么，如果我们换成java来创建一个学生对象呢？看起来可能是这样的:
public class Student {
public char[] name;
public int age;
}
如果我们用默认的无参构造方法去尝试实例化一个Student类，那么显然我们会得到一个student对象。那么问题就出现了，我们在Java中创建的这个student对象其本质上和C语言中的student结构体似乎没有区别，甚至在访问其中的成员时都是直接使用的student.num。
而在实际工作中我们一般不直接将Student类中的属性设置为公共类型(public)，而是为其添加了赋值器与取值器(get()和set()方法)，例如:
public class Student {
private char[] name;
private int age;
public char[] getName() {
return name;
}
public void setName(char[] name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
或者我们使用Lombok来简化编写：
@Data
public class Student {
private char[] name;
private int age;
}
但上面两种的写法本质上是一样的。他们的改进是将将属性设置为了私有的(private)，进而让其他人不能直接依赖这些变量，而是通过赋值器与取值器来进行。一般来说这样做有两个好处：
- 有利于代码的可维护性。可以方便地在对属性访问前后添加必要的操作。
- 可以在对类进行继承时通过方法覆盖而隐藏属性。
尽管理想如此，但我们会发现很多时候都是在无继承的情况下，使用了不加额外操作的赋值器与取值器。而这样的赋值器与取值器由于会直接将私有变量暴露出去，所以其本质上与public的属性功能是一样的（此处不讨论框架依赖等情况），进而就会发现它与C语言的结构体也是一致的。也就是说：
如果类中只有私有属性与无额外功能的赋值器与取值器，那么我们认为这样的类本质上只是数据结构，而非对象。
对象的意义
上文说到，如果直接将对象中的私有属性暴露出来外部的话，那它本质上是一个数据结构，而非对象。那我们在设计对象的时候应该考虑什么呢？
屏蔽细节。
我认为，对于对象的设计，核心的理念就是屏蔽对象内部的细节，使用户无需了解数据的具体实现就能操作数据本体。而这些操作的“方法“便是由数据提供的。举个例子：
public class PointA{
public double x;
public double y;
}
public interface PointB{
double getX();
double getY();
void setCartesian(double x, double y);
double getR();
double getTheta();
void setPolar(double r, double theta);
}
我们可以看出，PointA类提供了一个数据结构用于描述一个点。而PointB接口则是提供了两组方法，使得用户可以按照极坐标系或者笛卡尔坐标系来设置数据内容。
对于PointA来说，不论你实际在处理坐标系的时候是哪种坐标系，你同样可以直接操作其中的属性来执行逻辑。但由于暴露了实现，所以在使用PointA的时候，我们必须要了解多个概念，例如：
- PointA中的所有属性：x、y
- x与y必须同时存在。
我们在使用PointA的时候，因为使用了其中暴露出来的实现，所以就只有了解了实现的内容后才能进行类的使用。当前只有两个属性，而如果是一个拥有大量属性的类，则这种情况会导致业务开发效率降低很多。
而再看PointB，其本身已经是抽象出来的接口了，接口本身也没有额外的属性。尽管没有属性，但是一组去值器也准确无误地呈现了一种数据结构。但是你不用关心其底层是用一个x，y实现的，还是其他方法实现的。而进一步的，PointB还通过方法完整的描述了数据的存取逻辑：需要原子性的设置两个数据，但是取值的时候可以分别进行获取（PointA也是这个逻辑，但是在类中无法体现出来）。
同样的，我们再看一下下面的例子：
public class counterA{
double getCurrentCount();
double getTotalCount();
}
public class counterB{
double getPercentage();
}
两个例子看起来counterA中我们可以获取更全的数据，但是如果我们只关心进度的话，那么countB中的方法则是正好满足我们需要的。实际上counterA中的数据，我们看起来是取值器，而即便我们拿出来了，数据是否正常也是我们需要关心的，而countB的话则只提供了一个抽象的方法，而我们并不需要知道方法的实现细节。所以：
对于对象设计来说，并不只直接根据模型进行字段设计再添加上赋值器、取值器就可以了的。仍旧要需要提供最合适的、最少细节的方法给用户。
应该用哪个呢
尽管上文似乎是说：数据结构不太好。但事实上，我们可以换一个角度来描述：
- 数据结构将数据细节暴露出来了，没有提供方法。
- 对象提供了首相方法，但是数据在抽象备好。
简单来说就是，数据结构没方法，对象无法拿到细节。那么根据两种数据类型的设计方式就可以进行确定。
面向过程
由于数据结构没有方法，则我们在使用数据结构的时候，不同的数据结构都是直接从中取值，然后再进行业务流程的处理。但相对来说，由于数据结构中没有方法，当希望添加一种新的处理方式的时候，那我们就可以在进行“面向过程编程”的部分添加一个新的方法，而这方法的添加则不需要对已有的数据结构进行调整。但是相反的，这种方法处理的时候不便于添加新的数据结构，因为需要修改所有的方法。
面向对象
而如果是面向对象编程，则我们可以通过类的继承关系，在核心方法中使用多态来实现功能。而一般来说，如果要新增一个子类，则我们就新的实现接口就可以。但是如果我们是要新增接口方法，则要将所有的子类都进行调整。
从上述分析来看，面向对象与面向过程两种方式互为补充。在任何一个复杂的心痛中，我们都不可能只增加子实现类或者只新增方法能力。所以我们就要评估自己项目的变动方向：
- 如果需求导致方法调整比较多，则可以尝试面向过程编程。
- 如果需求导致新增子类比较过，则可以用面向堆成编程。
或者说，面向对象不容易处理的其实面向过程就能落地，反之亦然。
最后
作为Java的开发人员都会说自己是面向对象编程，但事实上很多场景下的对象本质上是数据结构。对象可以在功能调用的时候屏蔽细节，但在实际的开发中，使用数据结构的方式也是有实际的优势应用场景的。
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