Python面向对象之为何要用类

Posted 2020-08-03

　　对于非程序员科班出身的技术人员，理解很多开发思想领域里面的事情，其实是一件挺痛苦的事情，直到接触到了Python当中的类，我才明白了什么是面向对象，更多的理解还是要通过实际的代码操练才能够慢慢的掌握。

今天记录一下什么是面向对象，在Python的编程世界里为什么要用到类。

一、面向对象

　　将大家共有的特性剥离出来进行抽象的过程就是面向对象，这是我对面向对象最直观的理解，例如我们在工厂生产汽车，每一款车都有自己的生产平台，试想一下这样的场景，A款车有100个工人在独立生产，其中20个人生产底盘，20个人研发发动机，40个人制作车架、车门，20个人负责最终的车辆组装，B款车同样有100个人干着和A款车相同的事情，如果世界是这个样子，丰田、大众也早就倒闭了，不管是任何车型，虽然每款车都有自己独立的生产平台，但是很多东西一定是具备相同属性的，例如发动机、方向盘、车座、轮胎，在小到螺丝帽等等，我们可以将这些共有的东西完全独立出来，变成每款车型的共有属性，那么100个工人可能有50个人都是负责公共部分的，节省了人力成本的同时，也节省了资源成本，例如我们要对座椅的尺寸进行调整，那么仅需要对这50个人的工作内容进行调整即可，而不需要对每款车进行独立的操作，这就是面向对象为我们带来的好处。

二、Python中的面向对象——类

　　简单的举例了面向对象的生产场景，我们再通过Python中函数式编程和类编程来对比各自的特点。

　　例如有一个简单的需求，就是开发一个邮件客户端程序，可以通过程序，自定义的发送我们想要发送的内容。

1、函数式编程

# 伪代码
def send_mail(to_user, title, content):
    smtp_host = "mail.test1.com"
    smtp_username = "test_user1"
    smtp_password = "test_password1"
    smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    smtp_obj.sendmail(to_user, title, content)

send_mail("[email protected]", "test_mail", "test_content")

　　我们通过上述伪代码简单实现了邮件发送的需求，但如果想让更多的人来使用使用这个功能，就会遇到一些问题，例如大家的smtp、用户口令都不一样，我们就要改造代码变成下面的样子。

# 伪代码
def send_mail(smtp_host, smtp_username, smtp_password, to_user, title, content):
    smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    smtp_obj.sendmail(to_user, title, content)

send_mail("mail.test1.com", "test_user1", "test_password1", "[email protected]", "test_mail", "test_content")
send_mail("mail.test2.com", "test_user2", "test_password2", "[email protected]", "test_mail", "test_content")
send_mail("mail.test3.com", "test_user3", "test_password3", "[email protected]", "test_mail", "test_content")

　　我们又通过上述方式实现了多人发送的功能，程序写到这里看起来貌似还没什么问题，但如果此时我们的程序需求又增加了，例如不只是发邮件了，同时要有接收、删除、等等功能，我们的代码又变成下面的样子。

# 伪代码
def send_mail(smtp_host, smtp_username, smtp_password, to_user, title, content):
    smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    smtp_obj.sendmail(to_user, title, content)
    
def recv_mail(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    # mail 接收代码
    ...
    
def delete_mail(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
    # mail 删除功能
    ...
    
send_mail("mail.test1.com", "test_user1", "test_password1", "[email protected]", "test_mail", "test_content")
recv_mail("mail.test1.com", "test_user1", "test_password1", recv_argv, ...)
delete_mail("mail.test1.com", "test_user1", "test_password1", delete_argv, ...)

　　我们看仅一个用户想要实现三个功能时，就需要写这么多代码，此时代码显的就有些累赘了，更致命的是如果smtp的地址变了，我要把每个功能函数的传递参数都要改一遍，这显然增加了工作成本和错误出现的几率，但我们发现每一项功能都有几个共同的属性，就是smtp地址，smtp用户，smtp密码，我们完全可以将这三个属性进行独立，通过类的封装特性来实现，即下面的面向对象式编程。

2、面向对象式编程

　　Python当中通过创建类，就可以很好的实现面向对象的编程思想，同样是上面邮件发送程序，我们来用类的方式实现。

# 伪代码
class MailTools:
    def __init__(self, smtp_host, smtp_username, smtp_password):
        self.smtp_host = smtp_host
        self.smtp_username = smtp_username
        self.smtp_password = smtp_password
        self.smtp_obj = smtplib.SMTP(smtp_host, smtp_username, smtp_password)
            
    # 发送邮件
    def send_mail(self, to_user, title, content):
        self.smtp_obj.sendmail(to_user, title, content)
        
    # 接收邮件
    def recv_mail(self, recv_argv, ...)
        # mail 接收代码

    # 删除邮件    
    def delete_mail(self, delete_argv, ...)
        # mail 删除代码
        
test_mail = MailTools("mail.test1.com", "test_user1", "test_password1")
test_mail.send_mail(...)
test_mail.recv_mail(...)
test_mail.delete_mail(...)

　　我们通过上述类代码的方式，创建了对象test_mail，然后调用它下面的send_mail、recv_mail方法等，这样的方式使得我们的代码逻辑更加清晰，如果smtp参数发生改变时，我们也仅需要修改对象实例化时的参数即可。

　　在实现简单功能时我们使用函数式编程，因为它足够简单、快速，但随着程序功能的不断升级、提供多个复杂逻辑操作时，函数式变成就显的不那么好用了，因此针对不同的代码场景，我们要用好Python中的编程方式。

Python中类的知识点：

1、"__init__" 方法为Python中的构造方法，用于初始化我们的类，也就是初始化我们希望的共有属性，同时构造方法中可以执行该类中其他的函数。

2、self是一个形式参数，为该类的实例化对象，例如 a = My_Class() 中，可以理解a就是self参数。

3、创建对象时，类的后面需要加括号，即完成类的实例化，同时Python会自动查找该类中的构造方法。

4、类中如果定义了多个功能函数，那么这些函数可以称之为该类实例化对象所拥有的方法。

5、面向对象式编程的三大特性：封装、继承、多态

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