面向对象编程（基础）

目录

• 面向对象编程
• 类与对象
  • 现实世界中定义类和对象
    • 定义对象
  • 程序中定义类和对象
    • 定义类
    • 定义对象
• 定制对象独有特征
  • 引入
  • 定制对象独有特征
  • 类定义阶段定制属性
• 对象的属性查找顺序
  • 属性查找
• 类与对象的绑定方法
  • 类与对象的绑定方法
  • 类的绑定对象
  • 对象的绑定方法
• 类与数据类型
  • 类与数据类型
  • list.append()方法原理
• 对象的高度整合
  • 没有对象
  • 有对象

面向对象编程

面向对象编程的核心是对象二字，对象是特征与技能的结合体。

基于面向对象编程的思想编写程序，就好比是在创造一个世界，你就是这个世界的上帝，是一种上帝式的思维方式。

优点：可扩展型强

缺点：编程的复杂度要高于面向过程

类与对象

对象是特征与技能的结合体，类就是一系列对象相似的特征与技能的结合体。

现实世界中，先有一个个具体存在的对象，随着发展才有了分类的概念，Python程序中也有类这个概念，但是Python程序中必须先定义类，然后调用类来产生对象。

现实世界中定义类和对象

定义对象

• 学生类：

  相似的特征：

  学校 = '北京大学'
  

  相似的技能：

  选课
  

程序中定义类和对象

定义类

# 注意类中定义变量使用驼峰体


class BeijingStudent():
    school = 'peking'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

定义函数时，函数只检测语法，不执行代码。但是定义类的时候，类体代码会在类定义阶段就立刻执行，并且会产生一个类的名称空间，也就是说类的本身其实就是一个容器/名称空间，是用来存放名字的，这是类的用途之一。

print(BeijingStudent.__dict__)

{'__module__': '__main__', 'school': 'peking', 'choose_course': <function BeijingStudent.choose_course at 0x000002A4E1AB5D08>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'BeijingStudent' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'BeijingStudent' objects>, '__doc__': None}

print(BeijingStudent.__dict__['school'])

peking

print(BeijingStudent.__dict__['choose_course'])

<function BeijingStudent.choose_course at 0x000002A4E1AB5D08>

try:
    BeijingStudent.__dict__['choose_course']()

except Exception as e:
    print('error:', e)

error: choose_course() missing 1 required positional argument: 'self'

print(BeijingStudent.school)

peking

BeijingStudent.choose_course(111)

is choosing course

print(BeijingStudent.choose_course)

<function BeijingStudent.choose_course at 0x000002A4E1AB5E18>

BeijingStudent.__dict__['choose_course']

<function __main__.BeijingStudent.choose_course(self)>

BeijingStudent.country = 'China'

BeijingStudent.__dict__['country']

'China'

BeijingStudent.country = 'CHINA'

BeijingStudent.__dict__['country']

'CHINA'

del BeijingStudent.school

print(BeijingStudent.__dict__)

{'__module__': '__main__', 'choose_course': <function BeijingStudent.choose_course at 0x000002A4E1AB5E18>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'BeijingStudent' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'BeijingStudent' objects>, '__doc__': None, 'country': 'CHINA'}

定义对象

调用类即可产生对象，调用类的过程，又称为类的实例化，实例化的结果称为类的对象/实例。

stu1 = BeijingStudent()  # 调用类会得到一个返回值，该返回值就是类的一个具体存在的对象/实例
print(stu1.country)

CHINA

stu2 = BeijingStudent()  # 调用类会得到一个返回值，该返回值就是类的一个具体存在的对象/实例
print(stu2.country)

CHINA

stu3 = BeijingStudent()  # 调用类会得到一个返回值，该返回值就是类的一个具体存在的对象/实例
stu3.choose_course()

is choosing course

定制对象独有特征

类中定义的函数是类的函数属性，类可以使用，但使用的就是一个普通的函数而已，意味着需要完全遵循函数的参数规则，该传几个值就传几个。

引入

class BeijingStudent:
    school = 'peking'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')


stu1 = BeijingStudent()
stu2 = BeijingStudent()
stu3 = BeijingStudent()

对于上述的学生类，如果类的属性改了，则其他对象的属性也会随之改变。

print(stu1.school)
BeijingStudent.school = 'PEKING'

peking

print(stu1.school)

PEKING

定制对象独有特征

print(stu1.__dict__)

{}

print(stu2.__dict__)

{}

对象本质类似于类，也是一个名称空间，但是对象的名称空间存放对象独有的名字，而类中存放的是对象们共有的名字。因此我们可以直接为对象单独定制名字。

stu1.name = 'tom'
stu1.age = 18
stu1.gender = 'male'

print(stu1.name, stu1.age, stu1.gender)

tom 18 male

try:
    print(stu2.name, stu2.age, stu2.gender)
except Exception as e:
    print(e)

'BeijingStudent' object has no attribute 'name'

stu2.name = 'jerry'
stu2.age = 18
stu2.gender = 'female'

print(stu2.name, stu2.age, stu2.gender)

jerry 18 female

类定义阶段定制属性

def init(obj, x, y, z):
    obj.name = x
    obj.age = y
    obj.gender = z


init(stu1, 'tom1', 19, 'male1')
print(stu1.name, stu1.age, stu1.gender)

tom1 19 male1

init(stu2, 'jerry1', 29, 'female1')
print(stu2.name, stu2.age, stu2.gender)

jerry1 29 female1

使用上述方法虽然让我们定制属性更简单，但还是太麻烦了，如果可以在实例化对象的时候自动触发定时属性，那就更方便了，因此可以使用类的__init__方法。

class BeijingStudent:
    school = 'peking'

    def __init__(self, name, age, gender):
        '''调用类时自动触发'''
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
        print('*'*20)

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')


try:
    stu1 = BeijingStudent()
except Exception as e:
    print(e)

__init__() missing 3 required positional arguments: 'name', 'age', and 'gender'

stu1 = BeijingStudent('tom', 18, 'male')

********************

• 通过上述现象可以发现，调用类时发生两件事：
  • 创造一个空对象
  • 自动触发类中__init__功能的执行，将stu1以及调用类括号内的参数一同传入

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}

对象的属性查找顺序

属性查找

• 先从对象自己的名称空间找，没有则去类中找，如果类中也没有则报错

class BeijingStudent:
    school = 'peking'
    count = 0
    aa = 10

    def __init__(self, x, y, z):  # 会在调用类时自动触发
        self.name = x
        self.age = y
        self.gender = z
        BeijingStudent.count += 1

        self.aa = 1

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

print(BeijingStudent.count)

0

stu1 = BeijingStudent('tom', 18, 'male')
print(stu1.count)

1

stu2 = BeijingStudent('jerry', 19, 'male')
print(stu2.count)

2

stu3 = BeijingStudent('shane', 25, 'male')
print(stu3.count)

3

print(BeijingStudent.count)

3

• 由于上述修改的是类属性，类属性的count已经被修改为3，所以其他实例的count都为3

print(stu1.count)
print(stu2.count)
print(stu3.count)

3
3
3

• 由于aa是私有属性，因此stu们都会用私有的aa，不会用类的aa

print(stu1.__dict__)
print(stu2.__dict__)
print(stu3.__dict__)

{'name': 'tom', 'age': 18, 'gender': 'male', 'aa': 1}
{'name': 'jerry', 'age': 19, 'gender': 'male', 'aa': 1}
{'name': 'shane', 'age': 25, 'gender': 'male', 'aa': 1}

类与对象的绑定方法

类与对象的绑定方法

class BeijingStudent:
    school = 'peking'

    def __init__(self, name, age, gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def choose_course(self):
        print(f'{self.name} is choosing course')

    def func(self):
        print('from func')

• 类名称空间中定义的数据属性和函数属性都是共享给所有对象用的

• 对象名称空间中定义的只有数据属性，而且是对象所独有的数据属性

类的绑定对象

stu1 = BeijingStudent('tom', 18, 'male')
stu2 = BeijingStudent('jerry', 19, 'male')
stu3 = BeijingStudent('shane', 25, 'male')


print(stu1.name)
print(stu1.school)

tom
peking

• 类中定义的函数是类的函数属性，类可以使用，但使用的就是一个普通的函数而已，意味着需要完全遵循函数的参数规则，该传几个值就传几个值。

print(BeijingStudent.choose_course)

<function BeijingStudent.choose_course at 0x000002A4E1C01268>

try:
    BeijingStudent.choose_course(123)
except Exception as e:
    print(e)

'int' object has no attribute 'name'

对象的绑定方法

• 类中定义的函数是共享给所有对象的，对象也可以使用，而且是绑定给对象用的
• 绑定的效果：绑定给谁，就应该由谁来调用，谁来调用就会将谁当作第一个参数自动传入

print(id(stu1.choose_course))
print(id(stu2.choose_course))
print(id(stu3.choose_course))
print(id(BeijingStudent.choose_course))

2907183244104
2907183244104
2907183244104
2907185353320

print(id(stu1.school))
print(id(stu2.school))
print(id(stu3.school))

2907185318128
2907185318128
2907185318128

print(id(stu1.name), id(stu2.name), id(stu3.name))

2907185317792 2907185319192 2907185317568

stu1.choose_course()
stu2.choose_course()
stu3.choose_course()

tom is choosing course
jerry is choosing course
shane is choosing course

• 补充：类中定义的函数，类确实可以使用，但其实类定义的函数大多情况下都是绑定给对象用的，所以在类中定义的函数都应该自带一个参数self

stu1.func()

from func

BeijingStudent.func(1)

from func

类与数据类型

类与数据类型

• Python3中统一了类与类型的概念，类就是类型

class Foo:
    pass


obj = Foo()
print(type(obj))

<class '__main__.Foo'>

lis = [1, 2, 3]
lis2 = [4, 5, 6]
print(type(lis))

<class 'list'>

• lis和lis2都是实例化的对象，因此lis使用append方法和lis2无关

lis.append(7)
print(lis)

[1, 2, 3, 7]

print(lis2)

[4, 5, 6]

list.append()方法原理

class BeijingStudent:
    school = 'peking'

    def __init__(self, name, age, gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def choose_course(self, name):
        print(f'{name} is choosing course')


stu1 = BeijingStudent('tom', 18, 'male')

stu1.choose_course(1)  # BeijingStudent.choose_course(stu1,1)

1 is choosing course

BeijingStudent.choose_course(stu1, 1)

1 is choosing course

lis = [1, 2, 3]
print(type(lis))

<class 'list'>

lis.append(4)
print(lis)

[1, 2, 3, 4]

list.append(lis, 5)
print(lis)

[1, 2, 3, 4, 5]

对象的高度整合

没有对象

• 以连接数据库举例，如果没有面对对象的思想，我们只要想要使用一个方法，就必须得这样做

import pymysql  # 连接mysql的三方库，可以pip3 install pymysql安装


def exc1(host, port, db, charset, sql):
    conn = pymysql.connect(host, port, db, charset)
    conn.execute(sql)
    return xxx


def exc2(proc_name):
    conn = pymysql.connect(host, port, db, charsett)
    conn.call_proc(sql)
    return xxx


exc1('1.1.1.1', 3306, 'db1', 'utf-8', 'select * from t1')
exc1('1.1.1.1', 3306, 'db1', 'utf-8', 'select * from t2')
exc1('1.1.1.1', 3306, 'db1', 'utf-8', 'select * from t3')
exc1('1.1.1.1', 3306, 'db1', 'utf-8', 'select * from t4')

• 由于host、port、db、charset可能是固定不变的，sql一直在变化，因此我们通过上述的方法实现不同的sql语句，非常麻烦，因此我们可以改用默认形参

def exc1(sql, host='1.1.1.1', port=3306, db='db1', charset='utf-8'):
    conn = pymysql.connect(host, port, db, charset)
    conn.execute(sql)
    return xxx


exc1('select * from t1')
exc1('select * from t2')
exc1('select * from t3')
exc1('select * from t4')

• 虽然是用默认参数简化了操作，但是对于不同引用的对象，参数并不是一成不变的，或者我们需要对exc2方法进行修改，这是非常麻烦的，因此可以考虑使用面向对象

有对象

• 有了面对对象之后，对于上述的例子，我们可以这样做

import pymysql


class Foo:
    def __init__(self, host, port, db, charset):
        self.host = host
        self.port = port
        self.db = db
        self.chartset = chartset

    def exc1(self, sql):
        conn = pymysql.connect(self.host, self.port, self.db, self.charset)
        conn.execute(sql)
        return xxx

    def exc2(self, proc_name):
        conn = pymysql.connect(self.host, self.port, self.db, self.charsett)
        conn.call_proc(sql)
        return xxx


obj1 = Foo('1.1.1.1', 3306, 'db1', 'utf-8')
obj1.exc1('select * from t1')
obj1.exc1('select * from t2')
obj1.exc1('select * from t3')
obj1.exc1('select * from t4')

obj2 = Foo('1.1.1.2', 3306, 'db1', 'utf-8')
obj2.exc1('select * from t4')

• 对于上述发生的现象，我们可以总结对象其实就是一个高度整合的产物，整合数据与专门操作该数据的方法（绑定方法）