人生苦短,我用python-- Day6 面向对象
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了人生苦短,我用python-- Day6 面向对象相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
目录大纲
面向过程 VS 面向对象
编程范式
编程是 程序员用特定的语法+数据结构+算法组成的代码来告诉计算机如何执行任务的过程 ,一个程序是程序员为了得到一个任务结果而编写的一组指令的集合,正所谓条条大路通罗马,实现一个任务的方式有很多种不同的方式, 对这些不同的编程方式的特点进行归纳总结得出来的编程方式类别,即为编程范式。 不同的编程范式本质上代表对各种类型的任务采取的不同的解决问题的思路, 大多数语言只支持一种编程范式,当然也有些语言可以同时支持多种编程范式。 两种最重要的编程范式分别是面向过程编程和面向对象编程。 ---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
面向过程编程(Procedural Programming)
Procedural programming uses a list of instructions to tell the computer what to do step-by-step.
面向过程编程依赖 - 你猜到了- procedures,一个procedure包含一组要被进行计算的步骤, 面向过程又被称为top-down languages, 就是程序从上到下一步步执行,一步步从上到下,从头到尾的解决问题 。基本设计思路就是程序一开始是要着手解决一个大的问题,然后把一个大问题分解成很多个小问题或子过程,这些子过程再执行的过程再继续分解直到小问题足够简单到可以在一个小步骤范围内解决。
这样做的问题也是显而易见的,就是如果你要对程序进行修改,对你修改的那部分有依赖的各个部分你都也要跟着修改, 举个例子,如果程序开头你设置了一个变量值 为1 , 但如果其它子过程依赖这个值 为1的变量才能正常运行,那如果你改了这个变量,那这个子过程你也要修改,假如又有一个其它子程序依赖这个子过程 , 那就会发生一连串的影响,随着程序越来越大, 这种编程方式的维护难度会越来越高。
所以我们一般认为, 如果你只是写一些简单的脚本,去做一些一次性任务,用面向过程的方式是极好的,但如果你要处理的任务是复杂的,且需要不断迭代和维护 的, 那还是用面向对象最方便了。 ---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
简而言之,大概的意思就是,面向过程编程是从上到下代码一次进行执行的,如果最上面的值有变动,会对下面的代码逻辑产生一系列的反应,因此我们认为如果写一些小的脚本编程,面向过程可以神胜任;如果是要写一堆复杂的逻辑代码,那么面向对象还是比较方便的。
面向对象编程
OOP编程是利用“类”和“对象”来创建各种模型来实现对真实世界的描述,使用面向对象编程的原因一方面是因为它可以使程序的维护和扩展变得更简单,并且可以大大提高程序开发效率 ,另外,基于面向对象的程序可以使它人更加容易理解你的代码逻辑,从而使团队开发变得更从容。
---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
面向对象的几个核心特性如下:
Class 类
一个类即是对一类拥有相同属性的对象的抽象、蓝图、原型。在类中定义了这些对象的都具备的属性(variables(data))、共同的方法,如下我们定义了一个角色(Role)类
# Author:Sean sir class Role(): def __init__(self,name,role,weapon,r_list,life_value=100,money=10000): self.r_list = r_list self.name = name self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money def shot(self): print(\'shooting...\') def got_shot(self): print("ah...,I got shot...!") def buy_gun(self,gun_name): print("just bought %s" %gun_name)
Object 对象
一个对象即是一个类的实例化后实例,一个类必须经过实例化后方可在程序中调用,一个类可以实例化多个对象,每个对象亦可以有不同的属性,就像人类是指所有人,每个人是指具体的对象,人与人之前有共性,亦有不同 ---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
所谓的对象是对一个类进行实例化后的一个物质,可以大概理解为,一个类是某些具有相同特征的物质的模板,然而一个对象是按照找个模板制作的一个物质
上帝造人,人的类是要有“五官、四肢、内脏等等而组成”,当造成了一个人后,那么这个人就是按照这个模板实例化出来的一个对象
class School( object ): def __init__(self, name, addr): self.name = name self.addr = addr self.students = [] self.teachets = [] # 为学员办理注册手续 def enroll(self, stu_obj): print(\'为学员%s办理注册手续!\' % stu_obj) self.students.append(stu_obj) # 雇佣新的老师 def hire(self, staff_obj): print( \'成功雇佣心的员工%s\' % staff_obj ) self.teachets.append( staff_obj ) # 实例化一个学校对象 school = School( \'老男孩\', \'沙河\' ) # 调用学校里面的enroll方法 school.enroll(\'asdf\') #输出 为学员asdf办理注册手续!
Encapsulation 封装
在类中对数据的赋值、内部调用对外部用户是透明的,这使类变成了一个胶囊或容器,里面包含着类的数据和方法 ---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
面向对象的程序设计中,某个类把所需要的数据(也可以说是类的属性)和对数据的操作(也可以说是类的行为)全部都封装在类中,分别称为类的成员变量和方法(或成员函数)。这种把成员变量和成员函数封装在一起的编程特性称为封装。
Inheritance 继承
一个类可以派生出子类,在这个父类里定义的属性、方法自动被子类继承 父亲和儿子的关系大概就是这样的
# 父类 class SchoolMember(object): def __init__(self, name, age, sex): self.name = name self.sex = sex self.age = age def tell(self): pass # 子类 class Teacher(SchoolMember): def __init__(self, name, age, sex, salary, course): super(Teacher, self).__init__(name, age, sex) self.salary = salary self.course = course def tell(self): print( \'\'\' ------------Teacher info of %s------------ Name:%s Age:%s Sex:%s Salary:%s Course:%s \'\'\' % (self.name, self.name, self.age, self.sex, self.salary, self.course) ) def teach(self): print(\'%s is teaching course [%s]\' % (self.name, self.course)) # 实例化一个老师对象 t1 = Teacher(\'Oldboy\', 56, \'MF\', 20000, \'python\') # 调用老师对象里面的tell方法,并在Teacher中调用父类的SchoolMember中的学校名称 t1.tell() # 输出 ------------Teacher info of Oldboy------------ Name:Oldboy Age:56 Sex:MF Salary:20000 Course:python
Polymorphism 多态
态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口,多种实现”,指一个基类中派生出了不同的子类,且每个子类在继承了同样的方法名的同时又对父类的方法做了不同的实现,这就是同一种事物表现出的多种形态。
编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程,多态就是抽象化的一种体现,把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。
对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如,你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说:“开始工作”即可,而不需要对销售人员说:“开始销售工作”,对技术人员说:“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作,他知道这一点就行了。至于每个员工,当然会各司其职,做各自的工作。
多态允许将子类的对象当作父类的对象使用,某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定
面向对象编程(Object-Oriented Programming )介绍
- 写重复代码是非常不好的低级行为
- 你写的代码需要经常变更
暂不考虑开发场地等复杂的东西,我们先从人物角色下手, 角色很简单,就俩个,恐怖份子、警察,他们除了角色不同,其它基本都 一样,每个人都有生命值、武器等。 咱们先用非OOP的方式写出游戏的基本角色
#role 1 name = \'Alex\' role = \'terrorist\' weapon = \'AK47\' life_value = 100 #rolw 2 name2 = \'Jack\' role2 = \'police\' weapon2 = \'B22\' life_value2 = 100
上面定义了一个恐怖份子Alex和一个警察Jack,但只2个人不好玩呀,一干就死了,没意思,那我们再分别创建一个恐怖分子和警察吧,
#role 1 name = \'Alex\' role = \'terrorist\' weapon = \'AK47\' life_value = 100 money = 10000 #rolw 2 name2 = \'Jack\' role2 = \'police\' weapon2 = \'B22\' life_value2 = 100 money2 = 10000 #role 3 name3 = \'Rain\' role3 = \'terrorist\' weapon3 = \'C33\' life_value3 = 100 money3 = 10000 #rolw 4 name4 = \'Eric\' role4 = \'police\' weapon4 = \'B51\' life_value4 = 100 money4 = 10000
roles = { 1:{\'name\':\'Alex\', \'role\':\'terrorist\', \'weapon\':\'AK47\', \'life_value\': 100, \'money\': 15000, }, 2:{\'name\':\'Jack\', \'role\':\'police\', \'weapon\':\'B22\', \'life_value\': 100, \'money\': 15000, }, 3:{\'name\':\'Rain\', \'role\':\'terrorist\', \'weapon\':\'C33\', \'life_value\': 100, \'money\': 15000, }, 4:{\'name\':\'Eirc\', \'role\':\'police\', \'weapon\':\'B51\', \'life_value\': 100, \'money\': 15000, }, }
- 被打中后就会掉血的功能
- 开枪功能
- 换子弹
- 买枪
- 跑、走、跳、下蹲等动作
- 保护人质(仅适用于警察)
- 不能杀同伴
- 。。。
我们可以把每个功能写成一个函数,类似如下:
def shot(by_who): #开了枪后要减子弹数 pass def got_shot(who): #中枪后要减血 who[‘life_value’] -= 10 pass def buy_gun(who,gun_name): #检查钱够不够,买了枪后要扣钱 pass
- 每个角色定义的属性名称是一样的,但这种命名规则是我们自己约定的,从程序上来讲,并没有进行属性合法性检测,也就是说role 1定义的代表武器的属性是weapon, role 2 ,3,4也是一样的,不过如果我在新增一个角色时不小心把weapon 写成了wepon , 这个程序本身是检测 不到的
- terrorist 和police这2个角色有些功能是不同的,比如police是不能杀人质的,但是terrorist可能,随着这个游戏开发的更复杂,我们会发现这2个角色后续有更多的不同之处, 但现在的这种写法,我们是没办法 把这2个角色适用的功能区分开来的,也就是说,每个角色都可以直接调用任意功能,没有任何限制。
- 我们在上面定义了got_shot()后要减血,也就是说减血这个动作是应该通过被击中这个事件来引起的,我们调用get_shot(),got_shot()这个函数再调用每个角色里的life_value变量来减血。 但其实我不通过got_shot(),直接调用角色roles[role_id][‘life_value’] 减血也可以呀,但是如果这样调用的话,那可以就是简单粗暴啦,因为减血之前其它还应该判断此角色是否穿了防弹衣等,如果穿了的话,伤害值肯定要减少,got_shot()函数里就做了这样的检测,你这里直接绕过的话,程序就乱了。 因此这里应该设计 成除了通过got_shot(),其它的方式是没有办法给角色减血的,不过在上面的程序设计里,是没有办法实现的。
- 现在需要给所有角色添加一个可以穿防弹衣的功能,那很显然你得在每个角色里放一个属性来存储此角色是否穿 了防弹衣,那就要更改每个角色的代码,给添加一个新属性,这样太low了,不符合代码可复用的原则
之前的代码改成用OOP中的“类”来实现的话如下:
class Role(object): def __init__(self,name,role,weapon,life_value=100,money=15000): self.name = name self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money def shot(self): print("shooting...") def got_shot(self): print("ah...,I got shot...") def buy_gun(self,gun_name): print("just bought %s" %gun_name) r1 = Role(\'Alex\',\'police\',\'AK47’) #生成一个角色 r2 = Role(\'Jack\',\'terrorist\',\'B22’) #生成一个角色
- 代码量少了近一半
- 角色和它所具有的功能可以一目了然看出来
class Role(object): #定义一个类, class是定义类的语法,Role是类名,(object)是新式类的写法,必须这样写,以后再讲为什么 def __init__(self,name,role,weapon,life_value=100,money=15000): #初始化函数,在生成一个角色时要初始化的一些属性就填写在这里 self.name = name #__init__中的第一个参数self,和这里的self都 是什么意思? 看下面解释 self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money
r1 = Role(\'Alex\',\'police\',\'AK47’) #生成一个角色 , 会自动把参数传给Role下面的__init__(...)方法 r2 = Role(\'Jack\',\'terrorist\',\'B22’) #生成一个角色
我们看到,上面的创建角色时,我们并没有给__init__传值,程序也没未报错,是因为,类在调用它自己的__init__(…)时自己帮你给self参数赋值了,
r1 = Role(\'Alex\',\'police\',\'AK47’) #此时self 相当于 r1 , Role(r1,\'Alex\',\'police\',\'AK47’) r2 = Role(\'Jack\',\'terrorist\',\'B22’)#此时self 相当于 r2, Role(r2,\'Jack\',\'terrorist\',\'B22’)
- 在内存中开辟一块空间指向r1这个变量名
- 调用Role这个类并执行其中的__init__(…)方法,相当于Role.__init__(r1,\'Alex\',\'police\',’AK47’),这么做是为什么呢? 是为了把\'Alex\',\'police\',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来,是为了把\'Alex\',\'police\',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来,是为了把\'Alex\',\'police\',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来,重要的事情说3次, 因为关联起来后,你就可以直接r1.name, r1.weapon 这样来调用啦。所以,为实现这种关联,在调用__init__方法时,就必须把r1这个变量也传进去,否则__init__不知道要把那3个参数跟谁关联呀。
- 明白了么哥?所以这个__init__(…)方法里的,self.name = name , self.role = role 等等的意思就是要把这几个值 存到r1的内存空间里。
def buy_gun(self,gun_name): print(“%s has just bought %s” %(self.name,gun_name) )
上面这个方法通过类调用的话要写成如下:
r1
=
Role(
\'Alex\'
,
\'police\'
,
\'AK47\'
)
r1.buy_gun(
"B21”) #python 会自动帮你转成 Role.buy_gun(r1,”B21"
)
- 上面的这个r1 = Role(\'Alex\',\'police\',\'AK47’)动作,叫做类的“实例化”, 就是把一个虚拟的抽象的类,通过这个动作,变成了一个具体的对象了, 这个对象就叫做实例
- 刚才定义的这个类体现了面向对象的第一个基本特性,封装,其实就是使用构造方法将内容封装到某个具体对象中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容
- 上面的这个r1 = Role(\'Alex\',\'police\',\'AK47’)动作,叫做类的“实例化”, 就是把一个虚拟的抽象的类,通过这个动作,变成了一个具体的对象了, 这个对象就叫做实例
- 刚才定义的这个类体现了面向对象的第一个基本特性,封装,其实就是使用构造方法将内容封装到某个具体对象中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容
---引用大王博客。http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5188179.html
实例化
构造函数
作用:在实例化一个对象时候,做一些类的初始化的工作,此方法会自动执行
class SchoolMember(object):
# 构造函数 def __init__(self, name, age, sex): self.name = name self.sex = sex self.age = age def tell(self): pass class Student(SchoolMember):
# 构造函数 def __init__(self, name, age, sex, stu_id, grade): super( Student, self ).__init__( name, age, sex ) # 这句话的意思是,集成父类的init的方法,并在此基础上增加功能 self.stu_id = stu_id self.grade = grade print(self.name, self.sex, self.age,self.stu_id,self.grade) def tell(self): print( \'\'\' ------------Student info of %s------------ Name:%s Age:%s Sex:%s Stu_id:%s Grade:%s \'\'\' % (self.name, self.name, self.age, self.sex, self.stu_id, self.grade) ) def pay_tuition(self, amount): print( \'%s has paid tution for $%s\' % (self.name, amount) ) # 输出 s1 = Student( \'sean\', 23, \'MF\', 1001, \'Python\' )
构造函数的工作过程:
如果不传入self参数的话,那么就成了name=‘sean’、sex=‘M’、age=22,但是这样赋值的时候,就成了局部变量,外部没有办法调用,如果想调用的话有的人说了
可以是用globule一下,但是这样就写死了,当在使用这个类实例化第二个方法的是,那么第一个方法就被覆盖了,其实可以说当第一个实例化完成函数结束的时候,变量就没了,所以还是需要传入一个值,把这个参数写活。
实例变量与类变量
实例变量:实例变量又称静态变量,那么类方法就是动态变量
作用域:实力本身
作用:用来描述某个具体对象的特定属性
类变量:类变量也成静态变量
作用域:类本身,包括被实例化后的实例
作用:所有通过这个类实例化出来的对象共同拥有的属性
1.同一个变量在是实例中存在同时也在类中存在,那么寻找方的优先级是先从实例变量中找,再从类变量里面查找
# Author:Sean sir class test(object): name = \'alex\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Test = test(\'sean\',22) print(Test.name) print(Test.age) # 输出 sean 22
2.修改实例变量值
# Author:Sean sir class test(object): name = \'alex\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Test = test(\'sean\',22) Test.name = \'Jack\' print(Test.name) print(Test.age) # 输出 Jack 22
3.新增加一个实例变量值
# Author:Sean sir class test(object): name = \'alex\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Test = test(\'sean\',22) Test.sex = \'M\' print(Test.name) print(Test.sex) # 输出 sean M
4.删除一个实例变量值
# Author:Sean sir class test(object): name = \'alex\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Test1 = test(\'jack\',23) print(Test1.name) print(Test1.age) Test2 = test(\'sean\',22) print(Test2.age) del Test2.age print(Test2.name) print(Test2.age) # 输出 /usr/local/bin/python3.5 /Applications/PyCharm.app/Contents/helpers/pycharm/utrunner.py /Users/sean/python/s14/课堂/d6/类作业.py true Testing started at 上午10:26 ... Traceback (most recent call last): File "/Applications/PyCharm.app/Contents/helpers/pycharm/utrunner.py", line 121, in <module> modules = [loadSource(a[0])] File "/Applications/PyCharm.app/Contents/helpers/pycharm/utrunner.py", line 43, in loadSource module = imp.load_source(moduleName, fileName) File "/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python3.5/imp.py", line 172, in load_source module = _load(spec) File "<frozen importlib._bootstrap>", line 693, in _load File "<frozen importlib._bootstrap>", line 673, in _load_unlocked File "<frozen importlib._bootstrap_external>", line 665, in exec_module File "<frozen importlib._bootstrap>", line 222, in _call_with_frames_removed File "/Users/sean/python/s14/课堂/d6/类作业.py", line 17, in <module> print(Test.age) AttributeError: \'test\' object has no attribute \'age\' jack 23 22 sean Process finished with exit code 1
5.更改一个实例变量
在一个实例中更改了类变量是不影响其他实例对类变量的调用的;内部意思是,在下面实例Test内存中加了一个sex变量等于‘改类变量’,当Test1调用sex变量的时候,发现自己的实例内存中有sex这个变量值,所以就成了‘改类变量’;Test2调用的时候,自己实例内存中没有,自然就调用类中的sex变量值喽
# Author:Sean sir class test(object): sex = \'M\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Test1 = test(\'jack\',23) Test1.sex = \'改类变量\' print(Test1.name,Test1.age,Test1.sex) Test2 = test(\'sean\',22) print(Test2.name,Test2.age,Test2.sex) # 输出 Testing started at 上午10:31 ... jack 23 改类变量 sean 22 M
6.同时更改一个类变量和一个实例变量,并且更改的这个变量在类和实例中都在
# Author:Sean sir class test(object): sex = \'M\' def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age test.sex = \'F\'人生苦短,我用Python(目录)