R 中的面向对象编程是什么？

面向对象编程 (OOP) 是最流行的编程语言。 借助 OOP 概念，我们可以构建模块化的代码片段，用于构建大型系统的块。 R 是一种函数式语言，我们可以使用 OOP 风格进行编程。 在 R 中，OOP 是管理大型程序复杂性的绝佳工具。

在面向对象编程中，S3 和 S4 是两个重要的系统。

S3

在 OOP 中，S3 用于重载任何函数。 这样我们就可以用不同的名称调用函数，这取决于输入参数的类型或参数的数量。

S4

S4 是 OOP 最重要的特征。 但是，这是一个限制，因为它很难调试。 S4 有一个可选的引用类。

R 中的对象和类

在 R 中，一切都是对象。 因此，程序员在 R 中编写代码时会执行 OOPS 概念。 对象是一种数据结构，它具有一些可以对其属性进行操作的方法。

在 R 中，类是对象的轮廓或设计。 类封装了数据成员以及函数。 在 R 中，有两个最重要的类，即 S3 和 S4，它们在执行 OOP 概念中起着重要的作用。

让我们逐一讨论这两个类，并提供示例，以便更好地理解。

1) S3 类

借助 S3 类，我们可以利用实现通用函数 OO 的能力。 此外，仅使用第一个参数，S3 就可以进行调度。 S3 与传统的编程语言（例如 Java、C++ 和 C#）不同，后者实现了 OO 传递消息。 这使得 S3 易于实现。 在 S3 类中，通用函数调用该方法。 S3 非常随意，没有类的正式定义。

S3 只需要程序员很少的知识。

创建 S3 类

在 R 中，我们定义一个函数，该函数将创建一个类并返回所创建类的对象。 创建一个包含相关成员的列表，确定该列表的类，然后返回该列表的副本。 以下是创建类的语法

示例

输出

以下是我们定义通用函数打印的方式。

当我们执行或运行上面的代码时，它将给我们以下输出

像 print 函数一样，我们将创建一个通用函数 GPA，以将新值分配给我们的 GPA 成员。 按照以下方式，我们将创建通用函数 GPA

创建通用函数 GPA 后，我们将为其实现默认函数

之后，我们将以下列方式为我们的 GPA 函数创建一个新方法

最后我们将运行 GPA 方法，如下所示

输出

S3 中的继承

继承意味着将一个类的特征提取到另一个类中。 在 R 的 S3 类中，通过在向量中应用 class 属性来实现继承。

对于继承，我们首先创建一个函数，该函数以下列方式创建 faculty 类的新对象

之后，我们将为通用函数 print() 定义一个方法，如下所示

现在，我们将创建一个 InternationalFaculty 类的对象，该对象将从 faculty 类继承。 此过程将通过分配类名的字符向量来完成，如下所示

所以，

当我们运行我们讨论过的上述代码时，它将生成以下输出

我们可以在上面看到，我们没有定义任何形式为 print 的方法。 InternationalFaculty ()，该方法调用 print.Faculty()。 Faculty 类的此方法被继承。

因此，我们的下一步是以以下方式定义 print.InternationalFaculty()

上面的函数将覆盖为 faculty 类定义的方法，如下所示

getS3method 和 getAnywhere 函数

R 中有两种最常见和最流行的 S3 方法函数。第一种方法是 getS3method()，第二种方法是 getAnywhere()。

S3 查找与类关联的适当方法，并且查看方法的实现方式很有用。 有时，这些方法是不可见的，因为它们隐藏在命名空间中。 我们使用 getS3method 或 getAnywhere 来解决此问题。

getS3method

getAnywhere 函数

2) S4 类

S4 类与 S3 相似，但比后者更正式。 它在两个不同的方面与 S3 不同。 首先，在 S4 中，有正式的类定义，这些定义提供了类的描述和表示。 此外，它还具有用于定义方法和泛型的特殊辅助函数。 S4 还提供多个调度。 这意味着通用函数能够根据基于类的多个参数来采用方法。

创建 S4 类

在 R 中，我们使用 setClass() 命令来创建 S4 类。 在 S4 类中，我们将指定一个函数来验证数据一致性，并指定默认值。 在 R 中，成员变量称为槽。

要创建 S3 类，我们必须定义该类及其槽。 以下是创建 S4 类的步骤

步骤 1

在第一步中，我们将创建一个名为 faculty 的新类，其中包含三个槽：name、age 和 GPA。

setClass() 函数还有许多其他可选参数，我们可以使用 ?setClass 命令来探索它们。

步骤 2

在下一步中，我们将创建 S4 类的对象。 R 提供了 new() 函数来创建 S4 类的对象。 在此新函数中，我们按照以下方式传递类名和槽的值

它将生成以下输出

使用生成器函数创建 S4 对象

setClass() 函数返回一个生成器函数。 此生成器函数有助于创建新对象。 它充当构造函数。

它将生成以下输出

现在我们可以使用上面的构造函数函数来创建新对象。 构造函数反过来使用 new() 函数来创建对象。 这只是一个包装。 让我们看一个示例，以了解如何在生成器函数的帮助下创建 S4 对象。

示例

输出

S4 类中的继承

与 S3 类一样，我们也可以在 S4 类中执行继承。 派生类将继承父类的属性和方法。 让我们开始了解如何在 S4 类中执行继承。 以下是在 S4 类中执行继承的方法

步骤 1

在第一步中，我们将使用适当的槽创建或定义类，如下所示

步骤 2

定义类后，我们的下一步是为 display() 通用函数定义类方法。 这将以下列方式完成

步骤 3

在下一步中，我们将使用参数 contains 定义派生类。 派生类的定义如下

在我们的派生类中，我们仅定义了一个属性，即 country。 其他属性将从其父类继承。

当我们执行 show(s) 时，将调用为 faculty 类定义的方法。 我们可以像在 S3 系统的情况下那样，也为基类的派生类定义方法。