python入门第二十一天——面向对象

Posted 2020-12-24 独孤_败天

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了python入门第二十一天——面向对象相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可
面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”

面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程中最常见的操作就是粘贴复制，即：将之前实现的代码块复制到现需功能处。

 1 while True：
 2     if cpu利用率 > 90%:
 3         #发送邮件提醒
 4         连接邮箱服务器
 5         发送邮件
 6         关闭连接
 7  
 8     if 硬盘使用空间 > 90%:
 9         #发送邮件提醒
10         连接邮箱服务器
11         发送邮件
12         关闭连接
13  
14     if 内存占用 > 80%:
15         #发送邮件提醒
16         连接邮箱服务器
17         发送邮件
18         关闭连接

面向过程

随着时间的推移，开始使用了函数式编程，增强代码的重用性和可读性，就变成了这样：

 1 def 发送邮件(内容)
 2     #发送邮件提醒
 3     连接邮箱服务器
 4     发送邮件
 5     关闭连接
 6  
 7 while True：
 8  
 9     if cpu利用率 > 90%:
10         发送邮件(\'CPU报警\')
11  
12     if 硬盘使用空间 > 90%:
13         发送邮件(\'硬盘报警\')
14  
15     if 内存占用 > 80%:
16         发送邮件(\'内存报警\')

函数式编程

今天我们来学习一种新的编程方式：面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）
注：Java和C#来说只支持面向对象编程，而python比较灵活即支持面向对象编程也支持函数式编程

创建类和对象

面向对象编程是一种编程方式，此编程方式的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现，所以，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能
对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数

class是关键字，表示类
创建对象，类名称后加括号即可

ps：类中的函数第一个参数必须是self（详细见：类的三大特性之封装）
　　 类中定义的函数叫做 “方法”

# 创建类
class Foo:
     
    def Bar(self):
        print \'Bar\'
 
    def Hello(self, name):
        print \'i am %s\' %name
 
# 根据类Foo创建对象obj
obj = Foo()
obj.Bar()            #执行Bar方法
obj.Hello(\'wupeiqi\') #执行Hello方法

诶，你在这里是不是有疑问了？使用函数式编程和面向对象编程方式来执行一个“方法”时函数要比面向对象简便

面向对象：【创建对象】【通过对象执行方法】
函数编程：【执行函数】

观察上述对比答案则是肯定的，然后并非绝对，场景的不同适合其的编程方式也不同。

总结：函数式的应用场景 --> 各个函数之间是独立且无共用的数据

self 就指向创建的实例本身

面向对象三大特性

面向对象的三大特性是指：封装、继承和多态。

一、封装

封装，顾名思义就是将内容封装到某个地方，以后再去调用被封装在某处的内容。

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

将内容封装到某处
从某处调用被封装的内容

第一步：将内容封装到某处

self 是一个形式参数，当执行 obj1 = Foo(\'wupeiqi\', 18 ) 时，self 等于 obj1

当执行 obj2 = Foo(\'alex\', 78 ) 时，self 等于 obj2

所以，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每个对象中都有 name 和 age 属性，在内存里类似于下图来保存。

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种情况：

通过对象直接调用
通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名

 1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6  
 7 obj1 = Foo(\'wupeiqi\', 18)
 8 print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
 9 print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性
10  
11 obj2 = Foo(\'alex\', 73)
12 print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
13 print obj2.age     # 直接调用obj2对象的age属性

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，需要通过self间接调用被封装的内容

 1 class Foo:
 2   
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6   
 7     def detail(self):
 8         print self.name
 9         print self.age
10   
11 obj1 = Foo(\'wupeiqi\', 18)
12 obj1.detail()  # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
13   
14 obj2 = Foo(\'alex\', 73)
15 obj2.detail()  # Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78

综上所述，对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到对象中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

__init__ 方法也叫构造方法

1 class Bar:
2     def __init__(self):
3         print(\'456456456\')
4     def foo(self,arg):
5         print(self.name,self.age,self.gender,arg)
6 
7 z1=Bar()

结果： 456456456

注意：特殊方法“__init__”前后分别有两个下划线！！！

注意到__init__方法的第一个参数永远是self，表示创建的实例本身，因此，在__init__方法内部，就可以把各种属性绑定到self，因为self就指向创建的实例本身。

有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了，必须传入与__init__方法匹配的参数，但self不需要传，Python解释器自己会把实例变量传进去

二、继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容。

例如：

　　猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为猫和狗实现他们所有的功能，如下所示：

 1 class 猫：
 2 
 3     def 喵喵叫(self):
 4         print \'喵喵叫\'
 5 
 6     def 吃(self):
 7         # do something
 8 
 9     def 喝(self):
10         # do something
11 
12     def 拉(self):
13         # do something
14 
15     def 撒(self):
16         # do something
17 
18 class 狗：
19 
20     def 汪汪叫(self):
21         print \'喵喵叫\'
22 
23     def 吃(self):
24         # do something
25 
26     def 喝(self):
27         # do something
28 
29     def 拉(self):
30         # do something
31 
32     def 撒(self):
33         # do something

上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用继承的思想，如下实现：

　　动物：吃、喝、拉、撒

　　猫：喵喵叫（猫继承动物的功能）

　　狗：汪汪叫（狗继承动物的功能）

 1 class 动物:
 2 
 3     def 吃(self):
 4         # do something
 5 
 6     def 喝(self):
 7         # do something
 8 
 9     def 拉(self):
10         # do something
11 
12     def 撒(self):
13         # do something
14 
15 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
16 class 猫(动物)：
17 
18     def 喵喵叫(self):
19         print \'喵喵叫\'
20         
21 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
22 class 狗(动物)：
23 
24     def 汪汪叫(self):
25         print \'喵喵叫\'
26 
27 伪代码

 1 class Animal:
 2 
 3     def eat(self):
 4         print "%s 吃 " %self.name
 5 
 6     def drink(self):
 7         print "%s 喝 " %self.name
 8 
 9     def shit(self):
10         print "%s 拉 " %self.name
11 
12     def pee(self):
13         print "%s 撒 " %self.name
14 
15 
16 class Cat(Animal):
17 
18     def __init__(self, name):
19         self.name = name
20         self.breed ＝ \'猫\'
21 
22     def cry(self):
23         print \'喵喵叫\'
24 
25 class Dog(Animal):
26     
27     def __init__(self, name):
28         self.name = name
29         self.breed ＝ \'狗\'
30         
31     def cry(self):
32         print \'汪汪叫\'
33         
34 
35 # ######### 执行 #########
36 
37 c1 = Cat(\'小白家的小黑猫\')
38 c1.eat()
39 
40 c2 = Cat(\'小黑的小白猫\')
41 c2.drink()
42 
43 d1 = Dog(\'胖子家的小瘦狗\')
44 d1.eat()

所以，对于面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。

注：除了子类和父类的称谓，你可能看到过派生类和基类，他们与子类和父类只是叫法不同而已。

学习了继承的写法之后，我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能：

 1 class Animal:
 2 
 3     def eat(self):
 4         print "%s 吃 " %self.name
 5 
 6     def drink(self):
 7         print "%s 喝 " %self.name
 8 
 9     def shit(self):
10         print "%s 拉 " %self.name
11 
12     def pee(self):
13         print "%s 撒 " %self.name
14 
15 
16 class Cat(Animal):
17 
18     def __init__(self, name):
19         self.name = name
20         self.breed ＝ \'猫\'
21 
22     def cry(self):
23         print \'喵喵叫\'
24 
25 class Dog(Animal):
26     
27     def __init__(self, name):
28         self.name = name
29         self.breed ＝ \'狗\'
30         
31     def cry(self):
32         print \'汪汪叫\'
33         
34 
35 # ######### 执行 #########
36 
37 c1 = Cat(\'小白家的小黑猫\')
38 c1.eat()
39 
40 c2 = Cat(\'小黑的小白猫\')
41 c2.drink()
42 
43 d1 = Dog(\'胖子家的小瘦狗\')
44 d1.eat()
45 
46 代码实例

那么问题又来了，多继承呢？

是否可以继承多个类
如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？

1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类

2、Python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先

当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先方式查找
当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先方式查找

经典类和新式类，从字面上可以看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推荐的写法，从写法上区分的话，如果 当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。

 1 class D:
 2 
 3     def bar(self):
 4         print \'D.bar\'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print \'C.bar\'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print \'B.bar\'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print \'A.bar\'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
28 # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
29 a.bar()

class D(object):

    def bar(self):
        print \'D.bar\'


class C(D):

    def bar(self):
        print \'C.bar\'


class B(D):

    def bar(self):
        print \'B.bar\'


class A(B, C):

    def bar(self):
        print \'A.bar\'

a = A()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()

新式类多继承

经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错

新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错

注意：在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

在子类中调用父类的方法：两种调用父类的方法：

第一：

 1 #!/usr/bin/env python3
 2 #-*- coding:utf-8 -*-
 3 \'\'\'
 4 Administrator 
 5 2018/7/20 
 6 \'\'\'
 7 class Father:
 8     def 喝酒(self):
 9         print("喝酒")
10     def 吃鸡(self):
11         print("我在吃鸡")
12 
13 
14 class Son(Father):
15     def 大保健(self):
16         print(\'我要大保健\')
17     def 吃鸡(self):
18         super(Son,self).吃鸡()#执行父类中的方法
19         print("我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡")
20 
21 a=Son()
22 
23 a.吃鸡()

结果：

"D:\\Program Files (x86)\\python36\\python.exe" F:/python从入门到放弃/7.20/面向对象2.py
我在吃鸡
我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡

Process finished with exit code 0

第二种：

 1 #!/usr/bin/env python3
 2 #-*- coding:utf-8 -*-
 3 \'\'\'
 4 Administrator 
 5 2018/7/20 
 6 \'\'\'
 7 class Father:
 8     def 喝酒(self):
 9         print("喝酒")
10     def 吃鸡(self):
11         print("我在吃鸡")
12 
13 
14 class Son(Father):
15     def 大保健(self):
16         print(\'我要大保健\')
17     def 吃鸡(self):
18         # super(Son,self).吃鸡()#执行父类中的方法
19         print("我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡")
20         Father.吃鸡(self)
21 
22 
23 a=Son()
24 
25 a.吃鸡()

结果：

"D:\\Program Files (x86)\\python36\\python.exe" F:/python从入门到放弃/7.20/面向对象2.py
我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡
我在吃鸡

Process finished with exit code 0

三、多态

Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法，但是原生多态，其Python崇尚“鸭子类型”。

练习二：游戏人生程序

1、创建三个游戏人物，分别是：

苍井井，女，18，初始战斗力1000
东尼木木，男，20，初始战斗力1800
波多多，女，19，初始战斗力2500

2、游戏场景，分别：

草丛战斗，消耗200战斗力
自我修炼，增长100战斗力
多人游戏，消耗500战斗力

 1 #-*- coding:utf-8 -*-
 2 \'\'\'
 3 Administrator 
 4 2018/7/23 
 5 \'\'\'
 6 class Person:
 7     def __init__(self,name,gender,age,fight):
 8         self.name=name
 9         self.gender=gender
10         self.age=age
11         self.fight=fight
12 
13     def grassland(self):
14         \'\'\'
15         草丛战斗，消耗200战斗力
16         :return:
17         \'\'\'
18         self.fight=self.fight-200
19         self.detail()
20 
21     def practice(self):
22         \'\'\'
23         自我修炼，增长100战斗力
24         :return:
25         \'\'\'
26         self.fight=self.fight+200
27         self.detail()
28 
29     def incest(self):
30         \'\'\'
31         多人游戏，消耗500战斗力
32         :return:
33         \'\'\'
34         self.fight=self.fight-500
35         self.detail()
36 
37     def detail(self):
38         \'\'\'
39         当前对象的详细情况
40         :return:
41         \'\'\'
42         temp=\'\'\'
43         姓名：%s
44         性别：%s
45         年龄：%s
46         战斗力：%s
47         \'\'\'%(self.name,self.gender,self.age,self.fight)
48         print(temp)
49 
50 
51 
52 
53 if __name__=="__main__":
54     y_n=input("是否创建角色 y/s")
55     以上是关于python入门第二十一天——面向对象的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 python入门第十一天_函数
 Spring入门第二十一课
 更新
 Python学习之旅
 python 开发之路
 Python开发之路