Perl面向对象编程入门手册

本文和大家重点讨论一下Perl面向对象编程的概念，面向对象编程是现在的主流开发模式，本文介绍如何使用Perl的面向对象编程(OOP)特性及如何构建对象，还包括继承、方法重载和数据封装等内容。

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Perl面向对象编程

本文介绍如何使用Perl的面向对象编程(OOP)特性及如何构建对象，还包括继承、方法重载和数据封装等内容。

一、模块简介

模块(module)就是Perl包(pachage)。Perl中的对象基于对包中数据项的引用。（引用见第x章引用）。
详见http://www.metronet.com的perlmod和perlobj。
在用其它语言进行面向对象编程时，先声明一个类然后创建该类的对象（实例），特定类所有对象的行为方式是相同的，由类方法确定，可以通过定义新类或从现存类继承来创建类。已熟悉面向对象编程的人可以在此遇到许多熟悉的术语。Perl一直是一个面向对象的语言，在Perl5中，语法略有变动，更规范化了对象的使用。

下面三个定义对理解对象、类和方法在Perl中如何工作至关重要。
◆类是一个Perl包，其中含提供对象方法的类。
◆方法是一个Perl子程序，类名是其***个参数。
◆对象是对类中数据项的引用。

二、Perl中的类

再强调一下，一个Perl类是仅是一个包而已。当你看到Perl文档中提到“类”时，把它看作“包”就行了。Perl5的语法可以创建类，如果你已熟悉C++，那么大部分语法你已经掌握了。与Perl4不同的概念是用双冒号(::)来标识基本类和继承类（子类）。
面向对象的一个重要特性是继承。Perl中的继承特性与其它面向对象语言不完全一样，它只继承方法，你必须用自己的机制来实现数据的继承。
因为每个类是一个包，所以它有自己的名字空间及自己的符号名关联数组（详见第x章关联数组），每个类因而可以使用自己的独立符号名集。与包的引用结合，可以用单引号(')操作符来定位类中的变量，类中成员的定位形式如：$class'$member。在Perl5中，可用双冒号替代单引号来获得引用，如：$class'$member与$class::$member相同。

三、创建类。

本节介绍创建一个新类的必要步骤。下面使用的例子是创建一个称为Cocoa的简单的类，其功能是输出一个简单的Java应用的源码的必要部分。放心，这个例子不需要你有Java的知识，但也不会使你成为Java专家，其目的是讲述创建类的概念。
首先，创建一个名为Cocoa.pm的包文件(扩展名pm是包的缺省扩展名，意为PerlModule)。一个模块就是一个包，一个包就是一个类。在做其它事之前，先加入“1;”这样一行，当你增加其它行时，记住保留“1;”为***一行。这是Perl包的必需条件，否则该包就不会被Perl处理。
接下来，我们往包里添加方法使之成为一个类。***个需添加的方法是new()，它是创建对象时必须被调用的，new()方法是对象的构造函数。#p#

四、Perl面向对象编程之构造函数

构造函数是类的子程序，它返回与类名相关的一个引用。将类名与引用相结合称为“祝福”一个对象，因为建立该结合的函数名为bless()，其语法为：
blessYeReference[,classname]
YeReference是对被“祝福”的对象的引用，classname是可选项，指定对象获取方法的包名，其缺省值为当前包名。
创建一个构建函数的方法为返回已与该类结合的内部结构的引用，如：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$this={};#Createananonymoushash,and#selfpointstoit.    
  
  bless$this;#ConnectthehashtothepackageCocoa.    
  
  return$this;#Returnthereferencetothehash.    
  
  }    
  
     
  
  1;

{}创建一个对不含键/值对的哈希表（即关联数组）的引用，返回值被赋给局域变量$this。函数bless()取出该引用，告诉对象它引用的是Cocoa，***返回该引用。函数的返回值现在指向这个匿名哈希表。

从new()函数返回后，$this引用被销毁，但调用函数保存了对该哈希表的引用，因此该哈希表的引用数不会为零，从而使Perl在内存中保存该哈希表。创建对象可如下调用：
$cup=newCocoa;
下面语句为使用该包创建对象的例子：

 
 
 
  
  
  1#!/usr/bin/perl    
  
  2push(@INC,'pwd');    
  
  3useCocoa;    
  
  4$cup=newCocoa;

***行指出Perl解释器的位置，第二行中，将当前目录加到路径寻找列表@INC中供寻找包时使用。你也可以在不同的目录中创建你的模块并指出该绝对路径。例如，如果在/home/test/scripts/创建包，第二行就应该如下：
push(@INC,"/home/test/scripts");

在第三行中，包含上包Cocoa.pm以获取脚本中所需功能。use语句告诉Perl在@INC路径寻找文件Cocoa.pm并包含到解析的源文件拷贝中。use语句是使用类必须的。第四行调用new函数创建对象，这是Perl的妙处，也是其易混淆之处，也是其强大之处。创建对象的方法有多种，可以这样写：
$cup=cocoa->new();
如果你是C程序员，可以用双冒号强制使用Cocoa包中的new()函数，如：
$cup=Cocoa::new();
可以在构造函数中加入更多的代码，如在Cocoa.pm中，可以在每个对象创建时输出一个简单声明，还可以用构造函数初始化变量或设置数组或指针。
注意：
1、一定要在构造函数中初始化变量；
2、一定要用my函数在方法中创建变量；
3、一定不要在方法中使用local，除非真的想把变量传递给其它子程序；
4、一定不要在类模块中使用全局变量。
加上声明的Cocoa构造函数如下：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$this={};    
  
  print"\n/*\n**CreatedbyCocoa.pm\n**Useatownrisk";    
  
  print"\n**Didthiscodeevengetpassthejavaccompiler?";    
  
  print"\n**/\n";    
  
  bless$this;    
  
  return$this;    
  
  }

也可以简单地调用包内或包外的其它函数来做更多的初始化工作，如：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$this={}    
  
  bless$this;    
  
  $this->doInitialization();    
  
  return$this;    
  
  }

创建类时，应该允许它可被继承，应该可以把类名作为***个参数来调用new函数，那么new函数就象下面的语句：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$class=shift;#Gettherequestclassname    
  
  my$this={};    
  
  bless$this,$class#Useclassnametobless()reference    
  
  $this->doInitialization();return$this;    
  
  }

此方法使用户可以下列三种方式之一来进行调用：

Cocoa::new()
Cocoa->new()
newCocoa
可以多次bless一个引用对象，然而，新的将被bless的类必然把对象已被bless的引用去掉，对C和Pascal程序员来说，这就象把一个指针赋给分配的一块内存，再把同一指针赋给另一块内存而不释放掉前一块内存。总之，一个Perl对象每一时刻只能属于一个类。
对象和引用的真正区别是什么呢？Perl对象被bless以属于某类，引用则不然，如果引用被bless，它将属于一个类，也便成了对象。对象知道自己属于哪个类，引用则不属于任何类。#p#

Perl面向对象编程之实例变量

作为构造函数的new()函数的参数叫做实例变量。实例变量在创建对象的每个实例时用于初始化，例如可以用new()函数为对象的每个实例起个名字。
可以用匿名哈希表或匿名数组来保存实例变量。
用哈希表的代码如下：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$type=shift;    
  
  my%parm=@_;    
  
  my$this={};    
  
  $this->{'Name'}=$parm{'Name'};    
  
  $this->{'x'}=$parm{'x'};    
  
  $this->{'y'}=$parm{'y'};    
  
  bless$this,$type;    
  
  }

用数组保存的代码如下：

 
 
 
  
  
  subnew{    
  
  my$type=shift;    
  
  my%parm=@_;    
  
  my$this=[];    
  
  $this->[0]=$parm{'Name'};    
  
  $this->[1]=$parm{'x'};    
  
  $this->[2]=$parm{'y'};    
  
  bless$this,$type;    
  
  }

构造对象时，可以如下传递参数：
$mug=Cocoa::new('Name'=>'top','x'=>10,'y'=>20);
操作符=>与逗号操作服功能相同，但=>可读性好。访问方法如下：
print"Name=$mug->{'Name'}\n";
print"x=$mug->{'x'}\n";
print"y=$mug->{'y'}\n";

五、Perl面向对象编程之方法

Perl类的方法只不过是一个Perl子程序而已，也即通常所说的成员函数。Perl的方法定义不提供任何特殊语法，但规定方法的***个参数为对象或其被引用的包。Perl有两种方法：静态方法和虚方法。
静态方法***个参数为类名，虚方法***个参数为对象的引用。方法处理***个参数的方式决定了它是静态的还是虚的。静态方法一般忽略掉***个参数，因为它们已经知道自己在哪个类了，构造函数即静态方法。虚方法通常首先把***个参数shift到变量self或this中，然后将该值作普通的引用使用。如：

 
 
 
  
  
  1.subnameLister{    
  
  2.my$this=shift;    
  
  3.my($keys,$value);    
  
  4.while(($key,$value)=each(%$this)){    
  
  5.print"\t$keyis$value.\n";    
  
  6.}    
  
  7.}

六、方法的输出

如果你现在想引用Cocoa.pm包，将会得到编译错误说未找到方法，这是因为Cocoa.pm的方法还没有输出。输出方法需要Exporter模块，在包的开始部分加上下列两行：
requireExporter;
@ISA=qw(Exporter);
这两行包含上Exporter.pm模块，并把Exporter类名加入@ISA数组以供查找。接下来把你自己的类方法列在@EXPORT数组中就可以了。例如想输出方法closeMain和declareMain，语句如下：
@EXPORT=qw(declareMain,closeMain);
Perl类的继承是通过@ISA数组实现的。@ISA数组不需要在任何包中定义，然而，一旦它被定义，Perl就把它看作目录名的特殊数组。它与@INC数组类似，@INC是包含文件的寻找路径。@ISA数组含有类(包)名，当一个方法在当前包中未找到时就到@ISA中的包去寻找。@ISA中还含有当前类继承的基类名。

类中调用的所有方法必须属于同一个类或@ISA数组定义的基类。如果一个方法在@ISA数组中未找到，Perl就到AUTOLOAD()子程序中寻找，这个可选的子程序在当前包中用sub定义。若使用AUTOLOAD子程序，必须用useAutoload;语句调用autoload.pm包。AUTOLOAD子程序尝试从已安装的Perl库中装载调用的方法。如果AUTOLOAD也失败了，Perl再到UNIVERSAL类做***一次尝试，如果仍失败，Perl就生成关于该无法解析函数的错误。

七、方法的调用

调用一个对象的方法有两种方法，一是通过该对象的引用（虚方法），一是直接使用类名（静态方法）。当然该方法必须已被输出。

现在，我们写一个简单的Perl脚本来使用该类的方法，下面是创建一个Javaapplet源代码骨架的脚本代码：

 
 
 
  
  
  #!/usr/bin/perl    
  
  useCocoa;    
  
  $cup=newCocoa;    
  
  $cup->setImports('java.io.InputStream','java.net.*');    
  
  $cup->declareMain("Msg","java.applet.Applet","Runnable");    
  
  $cup->closeMain();    
  
     
  
  这段脚本创建了一个叫做Msg的Javaapplet，它扩展(extend)了java.applet.Applet小应用程序并使之可运行(runnable)，其中***三行也可以写成如下：    
  
  Cocoa::setImports($cup,'java.io.InputStream','java.net.*');    
  
  Cocoa::declareMain($cup,"Msg","java.applet.Applet","Runnable");    
  
  Cocoa::closeMain($cup);    
  
  其运行结果如下：    
  
  /*    
  
  **CreatedbyCocoa.pm    
  
  **Useatownrisk    
  
  */    
  
  importjava.io.InputStream;    
  
  importjava.net.*;    
  
     
  
  publicclassMsgextendsjava.applet.AppletimplementsRunnable{    
  
  }

注意：如果用->操作符调用方法（也叫间接调用），参数必须用括号括起来，如：$cup->setImports('java.io.InputStream','java.net.*');而双冒号调用如：Cocoa::setImports($cup,'java.io.InputStream','java.net.*');也可去掉括号写成：Cocoa::setImports$cup,'java.io.InputStream','java.net.*'。 #p#

八、Perl面向对象编程之重载

有时需要指定使用哪个类的方法，如两个不同的类有同名方法的时候。假设类Espresso和Qava都定义了方法grind，可以用::操作符指定使用Qava的方法：
$mess=Qava::grind("whole","lotta","bags");
Qava::grind($mess,"whole","lotta","bags");
可以根据程序的运行情况来选择使用哪个类的方法，这可以通过使用符号引用去调用来实现：
$method=$local?"Qava::":"Espresso::";
$cup->{$method}grind(@args);

九、Perl面向对象编程之析构函数

Perl跟踪对象的链接数目，当某对象的***一个应用释放到内存池时，该对象就自动销毁。对象的析构发生在代码停止后，脚本将要结束时。对于全局变量而言，析构发生在***一行代码运行之后。
如果你想在对象被释放之前获取控制权，可以定义DESTROY()方法。DESTROY()在对象将释放前被调用，使你可以做一些清理工作。DESTROY()函数不自动调用其它DESTROY()函数，Perl不做内置的析构工作。如果构造函数从基类多次bless，DESTROY()可能需要调用其它类的DESTROY()函数。当一个对象被释放时，其内含的所有对象引用自动释放、销毁。
一般来说，不需要定义DESTROY()函数，如果需要，其形式如下：

 
 
 
  
  
  subDESTROY{    
  
  #    
  
  #Addcodehere.    
  
  #    
  
  }

因为多种目的，Perl使用了简单的、基于引用的垃圾回收系统。任何对象的引用数目必须大于零，否则该对象的内存就被释放。当程序退出时，Perl的一个彻底的查找并销毁函数进行垃圾回收，进程中的一切被简单地删除。在UNIX类的系统中，这像是多余的，但在内嵌式系统或多线程环境中这确实很必要。

十、继承

类方法通过@ISA数组继承，变量的继承必须明确设定。下例创建两个类Bean.pm和Coffee.pm，其中Coffee.pm继承Bean.pm的一些功能。此例演示如何从基类（或称超类）继承实例变量，其方法为调用基类的构造函数并把自己的实例变量加到新对象中。

十一、子类方法的重载

继承的好处在于可以获得基类输出的方法的功能，而有时需要对基类的方法重载以获得更具体或不同的功能。下面在Bean.pm类中加入方法printType()，代码如下：

 
 
 
  
  
  subprintType{    
  
  my$class=shift@_;    
  
  print"ThetypeofBeanis$class->{'Bean'}\n";    
  
  }

然后更新其@EXPORT数组来输出：
@EXPORT=qw(setBeanType,printType);
现在来调用函数printType()，有三种调用方法：

$cup->Coffee::printType();
$cup->printType();
$cup->Bean::printType();
输出分别如下：

ThetypeofBeanisMixed
ThetypeofBeanisMixed
ThetypeofBeanisMixed
为什么都一样呢？因为在子类中没有定义函数printType()，所以实际均调用了基类中的方法。如果想使子类有其自己的printType()函数，必须在Coffee.pm类中加以定义：

 
 
 
  
  
  #    
  
  #Thisroutineprintsthetypeof$class->{'Coffee'}    
  
  #    
  
  subprintType{    
  
  my$class=shift@_;    
  
  print"ThetypeofCoffeeis$class->{'Coffee'}\n";    
  
  }

然后更新其@EXPORT数组：
@EXPORT=qw(setImports,declareMain,closeMain,printType);
现在输出结果变成了：

ThetypeofCoffeeisInstant
ThetypeofCoffeeisInstant
ThetypeofBeanisMixed
现在只有当给定了Bean::时才调用基类的方法，否则直接调用子类的方法。
那么如果不知道基类名该如何调用基类方法呢？方法是使用伪类保留字SUPER::。在类方法内使用语法如：$this->SUPER::function(...argumentlist...);，它将从@ISA列表中寻找。刚才的语句用SUPER::替换Bean::可以写为$cup->SUPER::printType();，其结果输出相同，为：

ThetypeofBeanisMixed #p#

十二、Perl类和对象的一些注释

OOP的***好处就是代码重用。OOP用数据封装来隐藏一些复杂的代码，Perl的包和模块通过my函数提供数据封装功能，但是Perl并不保证子类一定不会直接访问基类的变量，这确实减少了数据封装的好处，虽然这种动作是可以做到的，但却是个很坏的编程风格。
注意：
1、一定要通过方法来访问类变量。
2、一定不要从模块外部直接访问类变量。

当编写包时，应该保证方法所需的条件已具备或通过参数传递给它。在包内部，应保证对全局变量的访问只用通过方法传递的引用来访问。对于方法要使用的静态或全局数据，应该在基类中用local()来定义，子类通过调用基类来获取。有时，子类可能需要改变这种数据，这时，基类可能就不知道怎样去寻找新的数据，因此，这时***定义对该数据的引用，子类和基类都通过引用来改变该数据。
***，你将看到如下方式来使用对象和类：
usecoffee::Bean;
这句语句的含义是“在@INC数组所有目录的Coffee子目录来寻找Bean.pm”。如果把Bean.pm移到./Coffee目录，上面的例子将用这一use语句来工作。这样的好处是有条理地组织类的代码。再如，下面的语句：
useAnother::Sub::Menu;
意味着如下子目录树：
./Another/Sub/Menu.pm

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