"first-class"对象是什么？

Question

"first-class"对象是什么？

pythonlanguage-agnostic

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在给定的编程语言中，何时将对象或其他内容称为“一等公民”，原因是什么？它们与那些没有这种特性的语言有何不同？

当人们说“一切都是对象”（例如在Python中）时，他们确实意味着“一切都是一等公民”吗？

- Federico Ramponi

6个回答

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当有人说“一切皆对象”（比如在Python中），他是否真的意味着“一切都是第一类对象”？

是的。

Python中的所有东西都是一个合适的对象，即使是其他语言中的“原始类型”也是如此。

你会发现像 2 这样的对象实际上拥有相当丰富和复杂的接口。

>>> dir(2)
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', '__coerce__', '__delattr__', '__div__', '__divmod__', '__doc__', '__float__', '__floordiv__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__hash__', '__hex__', '__index__', '__init__', '__int__', '__invert__', '__long__', '__lshift__', '__mod__', '__mul__', '__neg__', '__new__', '__nonzero__', '__oct__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdiv__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__str__', '__sub__', '__truediv__', '__xor__']

因为Python中所有东西都是一等对象，所以相对而言没有太多晦涩的特殊情况。

例如，在Java中有原始类型（int、bool、double、char）不是真正的对象，这就是为什么Java必须引入Integer、Boolean、Double和Character作为一等类型。这可能对初学者来说很难教授——一个原始类型和一个类必须并存并不明显。

这也意味着一个对象的类本身也是一个对象。这与C++不同，C++中的类并不总是具有明确的运行时存在。

数字2的类型是"int"类型的对象，它有方法、属性和类型。

>>> type(2)
<class 'int'>

内置类型如int的类型是type 'type'对象。它还有方法和属性。

>>> type(type(2))
<class 'type'>

- S.Lott

1

这适用于现代Python。在旧版Python（版本1？那是在我之前）中，您无法从“int”继承。因此，“旧式”与“新式类”（在3中，不再有旧式类）的区别。 - Keith Pinson

2

这在现代Python中甚至不是真的。忽略为什么这会有用，所有位运算/布尔运算符都不是一等对象。尝试 dir(&)。仍然有语言语法的部分不能赋值给变量，也不能用作一等对象。 - Tristan Bodding-Long

20

“一等公民”指可以按照通常方式对其进行操作。大多数情况下，这只意味着您可以将这些一等公民作为参数传递给函数，或从函数中返回它们。

对于对象来说，这是不言自明的，但对于函数甚至类来说，情况并非总是如此明显:

void f(int n) { return n * 2; }

void g(Action<int> a, int n) { return a(n); }

// Now call g and pass f:

g(f, 10); // = 20

这是C#中一个示例，其中函数实际上并不是一等对象。因此，上述代码使用了一个小的解决方法（即称为Action<>的通用委托），以将函数作为参数传递。其他语言，例如Ruby或Python，允许将甚至类和代码块视为普通变量（或在Ruby的情况下，常量）。

- Konrad Rudolph

19

来自《计算机程序的构造和解释》第二讲A（1986年）中一张幻灯片上的话，该幻灯片引用了Christopher Stracey的话：

一等公民的权利和特权：

通过变量进行命名。
作为过程的参数进行传递。
作为过程的返回值进行返回。
被纳入数据结构中。

- Federico Ramponi

3

我认为这是一种用自然语言描述事物的比喻之一。该术语主要用于描述函数作为一等对象的情境。

如果您考虑面向对象的编程语言，我们可以为对象赋予各种特性，例如：继承、类定义、能够传递到代码的其他部分（方法参数）、能够存储在数据结构中等等。如果我们可以对一个通常不被视为对象的实体进行相同的操作，例如 JavaScript 中的函数，则将这些实体视为一等对象。

这里的“一等”基本上意味着不被当作二等对象（行为降级）。模拟是完美的或无法区分的。

- questzen

3

一个简单的理解方法是问：什么不是“一等公民”？

在Python中，例如像+或*这样的运算符不是一等公民。

您可以直接使用这些运算符：

2+2
"foo"+"bar"
2*3
"bla"*3

但是你不能将运算符分配给变量：

operator = +
operators = [+,*]

这也意味着：您不能将运算符作为函数参数传递，因为运算符不是一等公民。

- Martin

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可以查看英文原文，
原文链接

- Brian R. Bondy · Accepted Answer

简而言之，它意味着对象使用没有限制。它与任何其他对象相同。

一等公民是指可以被动态创建、销毁、传递给函数、作为值返回，并具有编程语言中其他变量拥有的所有权利的实体。

根据不同的语言，这可能意味着：

可以表达为匿名文字值

可存储在变量中

可以存储在数据结构中

具有固有身份（独立于任何给定名称之外）

可与其他实体进行平等比较

可作为过程/函数的参数传递

可作为过程/函数的结果返回

可在运行时构建

可打印

可读取

可在分布式进程间传输

可在运行进程之外存储

出处。

在C++中，函数本身不是一等公民对象，但是：

您可以重载'()'运算符，使对象函数成为一等公民。
函数指针是一等公民。
boost bind、lambda和function确实提供了一等公民函数。

在C++中，类不是一等公民对象，但是这些类的实例是。在Python中，类和对象都是一等公民对象。(有关类作为对象的详细信息，请参见此答案)。

以下是Javascript一等公民函数的示例：

// f: function that takes a number and returns a number
// deltaX: small positive number
// returns a function that is an approximate derivative of f
function makeDerivative( f, deltaX )
{
    var deriv = function(x)
    { 
       return ( f(x + deltaX) - f(x) )/ deltaX;
    }
    return deriv;
}
var cos = makeDerivative( Math.sin, 0.000001);
// cos(0)     ~> 1
// cos(pi/2)  ~> 0

资料来源。

不是一等对象的实体被称为二等对象。C ++中的函数是二等的，因为它们不能动态创建。

关于编辑：

编辑：当有人说“一切都是对象”（例如在Python中）时，他确实意味着“一切都是头等的”吗？

术语“对象”可以宽泛使用，并不意味着它是头等的。更合理的做法可能是称整个概念为“头等实体”。但在Python中，他们确实力求使一切成为头等的。我相信你所引述的那个人的意图是指头等的实体。