在R语言中，面向对象编程（OOP）是一个重要的概念，它帮助开发者以更自然、更模块化的方式构建复杂的数据处理和分析应用。R语言提供了两种主要的类系统：S3类和S4类。这两种类系统各有特点，适用于不同的编程场景。本文将详细介绍S3和S4类的基本概念、创建方式、属性访问以及它们之间的主要区别。
S3类
S3类是R语言中最简单的面向对象编程机制，其本质上是一种命名约定，而不是严格定义的类系统。S3类基于tagged list（标记列表），每个对象都是一个列表，其中包含用于标识对象类型的class属性。
创建S3类
S3类的创建非常简单，通常从一个列表开始，然后通过class()函数给这个列表添加一个或多个类名。
# 创建一个列表
person <- list(name="xiao ming", age=16, gender="M")
# 查看初始类名
class(person)
# [1] "list"
# 添加类名
class(person) <- append(class(person), "people")
# 查看修改后的类名
class(person)
# [1] "list" "people"
访问S3类属性
S3类的属性访问通过$符号进行。
person$name
# [1] "xiao ming"
person$age
# [1] 16
S3类的特点
- 简单性：S3类的实现非常简单，易于理解和使用。
- 灵活性：可以动态地添加或修改对象的类名。
- 安全性不足：由于S3类没有严格的类型检查和封装，因此可能不够安全。
S4类
S4类是R语言中更加严格和复杂的面向对象编程机制。相比S3类，S4类具有更严格的类定义和方法约定，以及更安全的属性访问方式。
创建S4类
S4类的创建使用setClass()函数，该函数允许你定义类的名称、属性（slots）、属性类型以及可能的继承关系。
# 加载pryr包（用于显示S4对象类型）
if (!requireNamespace("pryr", quietly = TRUE))
install.packages("pryr")
library(pryr)
# 创建一个S4类
setClass("Person", slots=list(name="character", age="numeric"))
# 实例化
father <- new("Person", name="F", age=44)
# 查看实例属性
father
# An object of class "Person"
# Slot "name":
# [1] "F"
# Slot "age":
# [1] 44
# 查看实例的类别
class(father)
# [1] "Person"
# attr(,"package")
# [1] ".GlobalEnv"
访问S4类属性
S4类的属性访问通过@符号进行。
father@name
# [1] "F"
father@age
# [1] 44
S4类的特点
- 严格性：S4类具有严格的类定义和方法约定，提供了更强的类型检查和封装。
- 安全性：由于S4类对属性和方法进行了严格的定义和验证，因此更加安全。
- 复杂性：相比S3类，S4类的实现更为复杂，适用于需要更严格对象模型和方法定义的场景。
S3与S4类的比较
- 设计理念：S3类基于命名约定，简单灵活；S4类基于严格的类定义，更加复杂和安全。
- 属性访问：S3类通过
$访问属性，S4类通过@访问属性。 - 适用场景：S3类适用于简单的应用场景，S4类适用于需要更严格对象模型和方法定义的场景。
