Python與Java在面向對象機制方面的比較

摘要：為研究分析Python語言與Java語言之間的類似性與區別，通過文獻研究法、對比分析法等研究方法，從面向對象機制方面的特性的角度對Java與Python展開比較分析，發現二者在面向對象機制方面存在較大的差異，具體體現在頂層object類、類的權限修飾符、抽象類與接口、構造函數與析構函數幾個方面，希望能夠引起業內人士的關注與重視，以促進Python語言以及Java語言在編程開發領域的進一步應用。

關鍵詞：Python；Java；面向對象；機制；比較

一、前言

Python語言以及Java語言均是當前技術條件支持下軟件開發領域面向對象的高級程序設計語言[1]。Python語言以及Java語言最大的共同點是實現了面向對象的封裝、繼承以及多態性處理。但受產生背景不同等因素的影響，導致Python語言以及Java語言分別吸收了不同的源語言特點，造成二者在面向對象機制方面存在一定的差異性。以下嘗試對Python語言以及Java語言在面向對象機制方面的特點進行綜合比較，希望引起業內重視。

二、頂層object類比較

在Python語言環境下，父子關系的頂端定義為object，object類作為所有類的父類存在，其他Python語言環境支持下的類都以直接或者間接的方式對object類對應方法以及屬性進行繼承。需要特別注意的一點是，在Python背景下，必須有明確的父類對應關系才能夠在代碼中指定，如果父類對應關系不明確，則可以省略對object類的描述。此情形下，對于建立Python語言編譯器環境下的參數以及函數關系而言，均具備繼承object類的特點。不但如此，基于object類支持，能夠對Python語言下以內置方式存在的函數關系進行基本概括，涉及_new（cls，*args，**kwargs）（創建對象時自動調用的函數）、_init（sel O（初始化或構造函數）、-st L（sell）（對象描述函數）、_del_（sel O（析構函數）。在Java語言輔助下，基于object類支持的基本定義為類對應父類關系。所有類均在Java語言支持環境下對父類object類進行集成，提示可以采用基于object類支持的方法屬性對所有類參數進行干預與使用。受此因素影響，object類支持下的編譯處理過程可以與子類保持對應關系，且支持結合實際情況采取顯式或者隱式方式存在于object中，這一特性與Python語言環境支持下的object類支持反應存在一定的相似性?；贘ava語言環境進行分析，類的幾個常見方法：如olean equals（Object obj）（比較兩個對象是否相等）、protected void finalize O（當Gc確定不存在對該對象有引用時調用此方法）、String to Strin（）（返回對象的字符串表示形式）與Python語言所處環境存在高度相似性。從這一角度上對Python語言以及Java語言頂層object類進行對比，可以發現兩者對象描述函數是存在相似性的，意味著Python下的object類具備以下幾個方面的特點：第一是身份，即object類對應存儲地址，可以通過引入id（）方法的方式進行查詢；第二是類型，即object類對象所述類型，可以采取的查詢方法為type（）；第三是值，即object類對應數據信息。在Python語言環境下，還可以借助于isinstance（）方法查詢對象是否屬于某一類型，具體代碼如下：

三、類的權限修飾符比較

在基于Java語言支持下，對應類權限修飾符為實現對類屬性以及方法訪問方式的限制，嘗試引入訪問控制關鍵字，如private以及public等，提供訪問曲線默認以及protected支持[2]。需要注意的一點是，在Java語言支持環境下，類對應private成員無法在類屬性范圍外實現調用或者被訪問，其相關操作需要在類內范疇中完成。而對于public成員而言，則可以實現在類范圍以外的訪問與調用。這一特性決定了在Java語言支持環境下，為實現對private實例變量的訪問，必須嘗試將基于public的方法引入其中，在支持變量訪問功能實現的同時，滿足數據封裝操作要求。此情形下，對于基于Java語言的類的protected成員來說，可以以類范疇為環境，支持類基礎信息的調用與訪問。但與Python環境支持下的類權限修飾符相比不同的是，在Python環境支持下，圍繞類屬性以及對應方法設置有特定的訪問權限及其操作范圍，但區分標準并非傳統意義上的關鍵詞，而是將特定約定規則引入其中。Python情景下屬性方法public具有公共特性，在Python環境下可以通過對方法屬性名或變量屬性名是否對應有下劃線“_ ”的方式進行類的合理區分（作為public、private以及protected的區分依據）。在Python環境下，數據方法對應的默認類型為public，此狀態下對應變量名以及方法均無下劃線“ _ ” 。而對于以protected類型對應的變量或者方法而言，開頭表示需要引入單下劃線“ _ ”作為區分依據，這一類僅能夠允許類或對應子類屬性進行反應。除此以外，在Python環境下可以通過方法名或變量名實例添加雙下劃線的方式提示基于private的訪問控制，支持面向本類對private進行訪問功能的順利實現。受此因素影響，訪問僅局限于本類對private的訪問。而以下劃線方式為開頭的成員變量具有獨特的私有屬性特征，難以通過外部環境實現訪問要求，因此意味著此情形下仍然需要搭載定義實例支持間接性訪問目的的順利實現。

四、抽象類與接口比較

在Java語言輔助下，面向對象應當將對抽象類接口的訪問作為重要關注對象之一。然而在Python環境下有關抽象類以及接口的機制與Java語言存在較大的差異性。從抽象類的角度上來說，其作為軟件開發中關鍵性的概念之一，需要通過對抽象類進行定義的方式，約定子類必須實現的方法[3]。但在Python環境下，則基于自帶abc模塊實現針對抽象類的定義與操作，其具體實現方式可以概括如下：

在程序設計應用前期環節中，需要引入歸一化處理方式，引入Interface機制對接口及其響應進行針對性處理。從Interface機制運行的角度上來說，基于Java語言應用視角，輔助對接口名進行定義處理，采取抽象化方式處理函數關系式，但并沒有可靠的處理方法作為基本依據，進而對函數構造關系功能的實現產生影響，子類函數關系需要作為支持，以確保接口功能的順利實現，這也可以概括為接口繼承關系的基本依據。同時需要注意的是，受到Java語言支持影響，接口繼承必須體現出良好且積極的抽象概念，在Java語言輔助下支持工作接口的兼容性功能，確保在外部調用的過程中始終保持對構造函數對象細節的關注度，以支持特定接口對應對象的全面覆蓋性。但與之對應的是，受到Python環境的影響，引入Interface機制并非對所有基于對象程序設計語言產生影響與作用，而是作為特殊案例引入Java語言設計中，以彌補傳統C++語言存在問題與不足。換句話來說，受引入Interface機制Python環境特殊性因素影響，導致自身支持多繼承關系，無須對Interface機制進行獨立處理。在Python環境作用下，可以概括性描述代碼例子，并基于用普通類對接口進行定義，以此種方式對類對應interface進行直接定義，借助于pass語句實現，后續可以引入interface子類對函數進行重寫處理，從本質上來說是基于Python語言對Java實現接口定義抽象方法的模擬。

五、構造函數與析構函數比較

在Python環境下，針對構造函數以及析構函數所采用的定義方式是基于類代碼方式[4]，對應構造函數為_init_（），對應析構函數為_del_（）。但值得注意的是，在Java語言支持下，進行構造前所采取的命名方法需要以類名代碼為基礎與依據，排除了父類構造函數對其所產生的影響，僅支持調用關系的存在。這也就意味著基于構造函數對子類對象進行創建操作期間，需要首先以調用的方式對父類構造方法進行處理，此過程中引入對Java虛擬機的應用，并按照相同方法對子類構造進行處理。受此因素影響，若父類構造函數存在調用關系但并非表現為顯式模式，則意味著系統對父類無參構造函數的調用表現形式特殊，可以以super（）的方式進行表現。但對于析構函數而言，受語言環境因素影響，導致基于Java語言的析構函數并不存在顯式特征，其原因在于Java對應語言環境設置有獨立運行的垃圾回收工作機制，若不對函數進行持續性使用，則可以搭載Java環境對對象進行自動回收處理，并避免對空間產生占用影響。但在Python環境支持下，在定義子類構造函數關系過程中，需要重寫父類構造函數方法，此過程涉及對函數構造方法的顯式調用，因此可以引入函數關系super（），以支持重寫功能的實現。但值得注意的一點是，如果子類構造函數針對_init_（）不進行重寫，那么就意味著在子類構造函數實例化的過程中，需要重新定義父類函數構造范疇下的_init_（）關系，并進行自動調用。從這一角度上來說，Java語言以及Python針對構造函數以及析構函數的處理是存在一定差異的。在Python中，析構函數對應_del_（）處于可選擇狀態下，如果不提供對應析構函數_del_（），則可支持Python對后臺默認析構函數進行調用處理。

六、結語

Python語言以及Java語言受到產生背景不同因素的影響，導致二者在實際應用中存在一定的區別與差異。Java語言去除了C語言存在的指針問題，采用面向對象的設計方法進行運行[5]。而對于Python語言而言，其產生所處環境以面向過程為主流趨勢，多數概念直接繼承C語言特點，后來才將類概念加入Python語言中。從這一角度上來說，Python語言在面向對象機制方面與Java語言存在較大差異。上述研究嘗試對Python語言與Java語言在面向對象機制方面的特點與差異進行總結，包括頂層object類比較、類的權限修飾符比較、抽象類與接口比較、構造函數與析構函數比較這幾個方面的內容，上述研究有助于把握文中提及的語言特征機制，使程序開發編寫更為規范，對軟件設計開發方案的多元化發展有積極意義，值得業內人士關注與重視[6]。

參考文獻

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[2]郭濤，郭浩.利用Python Remote Objects技術實現分布式對象應用系統[J].太原理工大學學報，2005，36（05）：536-538.

[3]亓雪冬，李霞.Python偽裝文件類對象輸入輸出重定向方法研究[J].微型電腦應用，2020，36（06）：90-92.

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[5]李前景，劉珺，米曉飛，等.面向對象與卷積神經網絡模型的GF-6 WFV影像作物分類[J].遙感學報，2021，25（02）：549-558.

[6]張敏，李萬佳.Python文本分析技術在中華文化對外傳播中的應用研究——以YouTube留言數據為例[J].西南民族大學學報（自然科學版），2022，48（05）：543-549.