• python 面向对象编程

    概述

    • 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

    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')

    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）

    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

    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

    class Foo:
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def detail(self):
        print(self.name)
        print(self.age)
 
obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
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
 
obj2 = Foo('alex', 73)
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。

    练习一：在终端输出如下信息

     
    小明，10岁，男，上山去砍柴
    小明，10岁，男，开车去东北
    小明，10岁，男，最爱大红袍
    老李，90岁，男，上山去砍柴
    老李，90岁，男，开车去东北
    老李，90岁，男，最爱大红袍
    老张...
     1 def kanchai(name, age, gender):
 2     print("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender))
 3  
 4 def qudongbei(name, age, gender):
 5     print("%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender))
 6  
 7 def dabaojian(name, age, gender):
 8     print("%s,%s岁,%s,最爱大红袍" %(name, age, gender))
 9  
10 kanchai('小明', 10, '男')
11 qudongbei('小明', 10, '男')
12 dabaojian('小明', 10, '男')
13  
14 kanchai('老李', 90, '男')
15 qudongbei('老李', 90, '男')
16 dabaojian('老李', 90, '男')
     1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self, name, age ,gender):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6         self.gender = gender
 7  
 8     def kanchai(self):
 9         print("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender))
10  
11     def qudongbei(self):
12         print("%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender))
13  
14     def dabaojian(self):
15         print("%s,%s岁,%s,最爱大红袍" %(self.name, self.age, self.gender))
16  
17 xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
18 xiaoming.kanchai()
19 xiaoming.qudongbei()
20 xiaoming.dabaojian()
21  
22 laoli = Foo('老李', 90, '男')
23 laoli.kanchai()
24 laoli.qudongbei()
25 laoli.dabaojian()
    练习二：游戏人生程序
     
    1、创建三个游戏人物，分别是：
     
    小龙女，女，18，初始战斗力1000
    郭靖，男，20，初始战斗力1800
    杨过，男，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 # #####################  定义实现功能的类  #####################
 4  
 5 class Person:
 6  
 7     def __init__(self, na, gen, age, fig):
 8         self.name = na
 9         self.gender = gen
10         self.age = age
11         self.fight =fig
12  
13     def grassland(self):
14         """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
15  
16         self.fight = self.fight - 200
17  
18     def practice(self):
19         """注释：自我修炼，增长100战斗力"""
20  
21         self.fight = self.fight + 200
22  
23     def incest(self):
24         """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
25  
26         self.fight = self.fight - 500
27  
28     def detail(self):
29         """注释：当前对象的详细情况"""
30  
31         temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
32         print temp
33  
34 # #####################  开始游戏  #####################
35  
36 long = Person('小龙女', '女', 18, 1000)    # 创建小龙女角色
37 jing = Person('郭靖', '男', 20, 1800)  # 创建郭靖角色
38 guo = Person('杨过', '男', 19, 2500)      # 创建杨过角色
39  
40 long.incest() #小龙女参加一次多人游戏
41 jing.practice()#郭靖自我修炼了一次
42 guo.grassland() #杨过参加一次草丛战斗
43  
44 #输出当前所有人的详细情况
45 long.detail()
46 jing.detail()
47 guo.detail()
48  
49 long.incest() #小龙女又参加一次多人游戏
50 jing.incest() #郭靖也参加了一个多人游戏
51 guo.practice() #杨过自我修炼了一次
52  
53 #输出当前所有人的详细情况
54 long.detail()
55 jing.detail()
56 guo.detail()

    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'
     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 class Cat(Animal):
16  
17     def __init__(self, name):
18         self.name = name
19         self.breed ＝ '猫'
20  
21     def cry(self):
22         print '喵喵叫'
23  
24 class Dog(Animal):
25  
26     def __init__(self, name):
27         self.name = name
28         self.breed ＝ '狗'
29  
30     def cry(self):
31         print '汪汪叫'
32  
33 # ######### 执行 #########
34  
35 c1 = Cat('小白家的小黑猫')
36 c1.eat()
37  
38 c2 = Cat('小黑的小白猫')
39 c2.drink()
40  
41 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
42 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 class Cat(Animal):
16  
17     def __init__(self, name):
18         self.name = name
19         self.breed ＝ '猫'
20  
21     def cry(self):
22         print('喵喵叫')
23  
24 class Dog(Animal):
25  
26     def __init__(self, name):
27         self.name = name
28         self.breed ＝ '狗'
29  
30     def cry(self):
31         print('汪汪叫')
32  
33 # ######### 执行 #########
34  
35 c1 = Cat('小白家的小黑猫')
36 c1.eat()
37  
38 c2 = Cat('小黑的小白猫')
39 c2.drink()
40  
41 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
42 d1.eat()

    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

    　　python2.x下

     

    • 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

    Python3.x经典类和新式类都是统一按广度优先来继承的

    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。

    下面的两个例子是在python2.x下

     1 class D:
 2  
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5  
 6 class C(D):
 7  
 8     def bar(self):
 9         print 'C.bar'
10  
11 class B(D):
12  
13     def bar(self):
14         print 'B.bar'
15  
16 class A(B, C):
17  
18     def bar(self):
19         print 'A.bar'
20  
21 a = A()
22 # 执行bar方法时
23 # 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
24 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
25 # 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
26 a.bar()
     1 class D(object):
 2  
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5  
 6 class C(D):
 7  
 8     def bar(self):
 9         print 'C.bar'
10  
11 class B(D):
12  
13     def bar(self):
14         print 'B.bar'
15  
16 class A(B, C):
17  
18     def bar(self):
19         print 'A.bar'
20  
21 a = A()
22 # 执行bar方法时
23 # 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
24 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
25 # 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
26 a.bar()

    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

    三、多态 

    Pyhon不支持多态并且也用不到多态，多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而Python崇尚“鸭子类型”。

    classF1:
        pass
     
    classS1(F1):
     
        defshow(self):
            print'S1.show'
     
    classS2(F1):
     
        defshow(self):
            print'S2.show'
     
    # 由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型
    # 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法，又可以执行S2对象的show方法，所以，定义了一个S1和S2类的父类
    # 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象
     
    defFunc(F1 obj):
        """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
     
        printobj.show()
     
    s1_obj=S1()
    Func(s1_obj)# 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj，执行 S1 的show方法，结果：S1.show
     
    s2_obj=S2()
    Func(s2_obj)# 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj，执行 Ss 的show方法，结果：S2.show
     

    总结

    以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍，总结如下：

    • 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
    • 类 是一个模板，模板中包装了多个“函数”供使用
    • 对象，根据模板创建的实例（即：对象），实例用于调用被包装在类中的函数
    • 面向对象三大特性：封装、继承和多态

    问答专区

    问题一：什么样的代码才是面向对象？

    答：从简单来说，如果程序中的所有功能都是用 类 和 对象 来实现，那么就是面向对象编程了。

    问题二：函数式编程 和 面向对象 如何选择？分别在什么情况下使用？

    答：须知：对于 C# 和 Java 程序员来说不存在这个问题，因为该两门语言只支持面向对象编程（不支持函数式编程）。而对于 Python 和 PHP 等语言却同时支持两种编程方式，且函数式编程能完成的操作，面向对象都可以实现；而面向对象的能完成的操作，函数式编程不行（函数式编程无法实现面向对象的封装功能）。

    所以，一般在Python开发中，全部使用面向对象 或 面向对象和函数式混合使用

    面向对象的应用场景:

    1. 多函数需使用共同的值，如：数据库的增、删、改、查操作都需要连接数据库字符串、主机名、用户名和密码

     1 class SqlHelper:
 2  
 3     def __init__(self, host, user, pwd):
 4  
 5         self.host = host
 6         self.user = user
 7         self.pwd = pwd
 8  
 9     def 增(self):
10         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
11         # do something
12         # 关闭数据库连接
13  
14     def 删(self):
15         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
16         # do something
17         # 关闭数据库连接
18  
19     def 改(self):
20         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
21         # do something
22         # 关闭数据库连接
23  
24     def 查(self):
25     # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
26         # do something
27         # 关闭数据库连接# do something

    2. 需要创建多个事物，每个事物属性个数相同，但是值的需求
    如：张三、李四、杨五，他们都有姓名、年龄、血型，但其都是不相同。即：属性个数相同，但值不相同 

     1 class Person:
 2  
 3     def __init__(self, name ,age ,blood_type):
 4  
 5         self.name = name
 6         self.age = age
 7         self.blood_type = blood_type
 8  
 9     def detail(self):
10         temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
11         print(temp)
12  
13 zhangsan = Person('张三', 18, 'A')
14 lisi = Person('李四', 73, 'AB')
15 yangwu = Person('杨五', 84, 'A')

    问题三：类和对象在内存中是如何保存？

    答：类以及类中的方法在内存中只有一份，而根据类创建的每一个对象都在内存中需要存一份，大致如下图：

    如上图所示，根据类创建对象时，对象中除了封装 name 和 age 的值之外，还会保存一个类对象指针，该值指向当前对象的类。

    当通过 obj1 执行 【方法一】 时，过程如下：

    1. 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
    2. 将对象 obj1 当作参数传给 方法的第一个参数 self 

    原文： http://python.jobbole.com/82023/

    classFoo:
     
        def__init__(self,name,age,gender):
            self.name=name
            self.age=age
            self.gender=gender
     
        defkanchai(self):
            print"%s,%s岁,%s,上山去砍柴"%(self.name,self.age,self.gender)
     
        defqudongbei(self):
            print"%s,%s岁,%s,开车去东北"%(self.name,self.age,self.gender)
     
        defdabaojian(self):
            print"%s,%s岁,%s,最爱大保健"%(self.name,self.age,self.gender)
     
    xiaoming=Foo('小明',10,'男')
    xiaoming.kanchai()
    xiaoming.qudongbei()
    xiaoming.dabaojian()
     
    laoli=Foo('老李',90,'男')
    laoli.kanchai()
    laoli.qudongbei()
    laoli.dabaojian()
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