第九篇:面向对象之多态与封装

Posted goulangxuan

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了第九篇:面向对象之多态与封装相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一 多态

多态指的是一类事物有多种形态

动物有多种形态:人,狗,猪(咳咳~人也是猴子进化来的,不允许反驳技术分享图片

 

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass

class People(Animal): #动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print(say hello)

class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print(say wangwang)

class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print(say aoao)

文件也有多种形态:文本文件,可执行文件

import abc
class File(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass

class Text(File): #文件的形态之一:文本文件
    def click(self):
        print(open file)

class ExeFile(File): #文件的形态之二:可执行文件
    def click(self):
        print(execute file)

 

二 多态性

一 什么是多态动态绑定(在继承的背景下使用时,有时也称为多态性)

多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例

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在面向对象方法中一般是这样表述多态性:向不同的对象发送同一条消息(!!!obj.func():是调用了obj的方法func,又称为向obj发送了一条消息func),不同的对象在接收时会产生不同的行为(即方法)。也就是说,每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息,就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现,即执行不同的函数。

比如:老师.下课铃响了(),学生.下课铃响了(),老师执行的是下班操作,学生执行的是放学操作,虽然二者消息一样,但是执行的效果不同
给你解释的清清楚楚

多态性分为静态多态性和动态多态性

静态多态性:如任何类型都可以用运算符+进行运算

动态多态性:如下

peo=People()
dog=Dog()
pig=Pig()

#peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法
#于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用
peo.talk()
dog.talk()
pig.talk()

#更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用
def func(obj):
    obj.talk()

二 为什么要用多态性(多态性的好处)

其实大家从上面多态性的例子可以看出,我们并没有增加什么新的知识,也就是说python本身就是支持多态性的,这么做的好处是什么呢?

1.增加了程序的灵活性

  以不变应万变,不论对象千变万化,使用者都是同一种形式去调用,如func(animal)

2.增加了程序额可扩展性

  通过继承animal类创建了一个新的类,使用者无需更改自己的代码,还是用func(animal)去调用  

>>> class Cat(Animal): #属于动物的另外一种形态:猫
...     def talk(self):
...         print(say miao)
... 
>>> def func(animal): #对于使用者来说,自己的代码根本无需改动
...     animal.talk()
... 
>>> cat1=Cat() #实例出一只猫
>>> func(cat1) #甚至连调用方式也无需改变,就能调用猫的talk功能
say miao

‘‘‘
这样我们新增了一个形态Cat,由Cat类产生的实例cat1,使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法,即func(cat1)
‘‘‘

写到这里,我突然想到了鸭子类型技术分享图片

没错,那我就想copy一段话了

Python崇尚鸭子类型,即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子,那么它就是鸭子’

python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如,如果想编写现有对象的自定义版本,可以继承该对象

也可以创建一个外观和行为像,但与它无任何关系的全新对象,后者通常用于保存程序组件的松耦合度。

 

其实大家一直在享受着多态性带来的好处,比如Python的序列类型有多种形态:字符串,列表,元组

 

 

2 封装

从封装本身的意思去理解,封装就好像是拿来一个麻袋,把小猫,小狗,小王八,还有李林一起装进麻袋,然后把麻袋封上口子。照这种逻辑看,封装=‘隐藏’,这种理解是相当片面的

 

一 先看如何隐藏

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来(设置成私有的)

#其实这仅仅这是一种变形操作且仅仅只在类定义阶段发生变形
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成:_类名__x的形式:

class A:
    __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
    def __init__(self):
        self.__X=10 #变形为self._A__X
    def __foo(self): #变形为_A__foo
        print(from A)
    def bar(self):
        self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

#A._A__N是可以访问到的,
#这种,在外部是无法通过__x这个名字访问到。

 

在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以将方法定义为私有

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#正常情况
>>> class A:
...     def fa(self):
...         print(from A)
...     def test(self):
...         self.fa()
... 
>>> class B(A):
...     def fa(self):
...         print(from B)
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from B
 

#把fa定义成私有的,即__fa
>>> class A:
...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa
...         print(from A)
...     def test(self):
...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa
... 
>>> class B(A):
...     def __fa(self):
...         print(from B)
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from A
View Code

 

封装其实不是单纯意义的隐藏

封装的真谛在于明确地区分内外,封装的属性可以直接在内部使用,而不能被外部直接使用,然而定义属性的目的终归是要用,外部要想用类隐藏的属性,需要我们为其开辟接口,让外部能够间接地用到我们隐藏起来的属性,那这么做的意义何在???

1:封装数据:将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口,然后我们可以在接口附加上对该数据操作的限制,以此完成对数据属性操作的严格控制。

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class Teacher:
    def __init__(self,name,age):
        # self.__name=name
        # self.__age=age
        self.set_info(name,age)

    def tell_info(self):
        print(姓名:%s,年龄:%s %(self.__name,self.__age))
    def set_info(self,name,age):
        if not isinstance(name,str):
            raise TypeError(姓名必须是字符串类型)
        if not isinstance(age,int):
            raise TypeError(年龄必须是整型)
        self.__name=name
        self.__age=age


t=Teacher(egon,18)
t.tell_info()

t.set_info(egon,19)
t.tell_info()
:(

2:封装方法:目的是隔离复杂度

封装方法举例: 

1. 你的身体没有一处不体现着封装的概念:你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来,然后为你提供一个尿的接口就可以了(接口就是你的。。。,),你总不能把膀胱挂在身体外面,上厕所的时候就跟别人炫耀:hi,man,你瞅我的膀胱,看看我是怎么尿的。

2. 电视机本身是一个黑盒子,隐藏了所有细节,但是一定会对外提供了一堆按钮,这些按钮也正是接口的概念,所以说,封装并不是单纯意义的隐藏!!!

3. 快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法,该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了

提示:在编程语言里,对外提供的接口(接口可理解为了一个入口),可以是函数,称为接口函数,这与接口的概念还不一样,接口代表一组接口函数的集合体

   

四 特性(property) 

什么是特性property

property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值

例一:BMI指数(bmi是计算而来的,但很明显它听起来像是一个属性而非方法,如果我们将其做成一个属性,更便于理解)

成人的BMI数值:
过轻:低于18.5
正常:18.5-23.9
过重:24-27
肥胖:28-32
非常肥胖, 高于32
  体质指数(BMI)=体重(kg)÷身高^2(m)
  EX:70kg÷(1.75×1.75)=22.86
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class People:
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name=name
        self.weight=weight
        self.height=height
    @property
    def bmi(self):
        return self.weight / (self.height**2)

p1=People(egon,75,1.85)
print(p1.bmi)
没错就是这样

为什么要用property

将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

除此之外,看下

ps:面向对象的封装有三种方式:
【public】
这种其实就是不封装,是对外公开的
【protected】
这种封装方式对外不公开,但对朋友(friend)或者子类(形象的说法是“儿子”,但我不知道为什么大家 不说“女儿”,就像“parent”本来是“父母”的意思,但中文都是叫“父类”)公开
【private】
这种封装对谁都不公开

 

以上是关于第九篇:面向对象之多态与封装的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

python学习第九篇python面向对象编程

第九篇9.1章

第九篇:面向对象##

面向对象之封装与多态

面向对象之:封装,多态

18-面向对象之基础