• python 面向对象编程（初级篇）

    飞机票

    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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    while True：
        if cpu利用率 > 90%:
            #发送邮件提醒
            连接邮箱服务器
            发送邮件
            关闭连接
      
        if 硬盘使用空间 > 90%:
            #发送邮件提醒
            连接邮箱服务器
            发送邮件
            关闭连接
      
        if 内存占用 > 80%:
            #发送邮件提醒
            连接邮箱服务器
            发送邮件
            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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    def 发送邮件(内容)
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
      
    while True：
      
        if cpu利用率 > 90%:
            发送邮件('CPU报警')
      
        if 硬盘使用空间 > 90%:
            发送邮件('硬盘报警')
      
        if 内存占用 > 80%:
            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）
    注：Java和C#来说只支持面向对象编程，而python比较灵活即支持面向对象编程也支持函数式编程

    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

    271420286872390.jpg

    • 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”

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    # 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

    271641407509817.jpg

     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，每个对象中都封装了 name 和 age ，之前说的“内容封装到某处”其在内容里类似于下图来保存。

    271653303446704.jpg

    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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    class Foo:
      
        def __init__(self, name, age):
            self.name = name
            self.age = age
      
    obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
    print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
    print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性
      
    obj2 = Foo('alex', 73)
    print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
    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

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    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，最爱大保健

    • 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，最爱大保健

    • 老张...

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    函数式编程
     
    def kanchai(name, age, gender):
        print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
     
     
    def qudongbei(name, age, gender):
        print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)
     
     
    def dabaojian(name, age, gender):
        print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)
     
     
    kanchai('小明', 10, '男')
    qudongbei('小明', 10, '男')
    dabaojian('小明', 10, '男')
     
     
    kanchai('老李', 90, '男')
    qudongbei('老李', 90, '男')
    dabaojian('老李', 90, '男')
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    class Foo:
         
        def __init__(self, name, age ,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
     
        def kanchai(self):
            print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)
     
        def qudongbei(self):
            print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)
     
        def dabaojian(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('小明', 10, '男')
    laoli.kanchai()
    laoli.qudongbei()
    laoli.dabaojian()

    上述对比可以看出，如果使用函数式编程，需要在每次执行函数时传入相同的参数，如果参数多的话，又需要粘贴复制了...  ；而对于面向对象只需要在创建对象时，将所有需要的参数封装到当前对象中，之后再次使用时，通过self间接去当前对象中取值即可。

    练习二：游戏人生程序

    1、创建三个游戏人物，分别是：

    • 苍井井，女，18，初始战斗力1000

    • 东尼木木，男，20，初始战斗力1800

    • 波多多，女，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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46
    47
    48
    49
    50
    51
    52
    53
    54
    55
    56
    57
    58
    59
    60
    61
    # -*- coding:utf-8 -*-
     
    # #####################  定义实现功能的类  #####################
     
    class Person:
     
        def __init__(self, na, gen, age, fig):
            self.name = na
            self.gender = gen
            self.age = age
            self.fight =fig
     
        def grassland(self):
            """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
     
            self.fight = self.fight - 200
     
        def practice(self):
            """注释：自我修炼，增长100战斗力"""
             
            self.fight = self.fight + 200
     
        def incest(self):
            """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
             
            self.fight = self.fight - 500
     
        def detail(self):
            """注释：当前对象的详细情况"""
     
            temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
            print temp
     
             
    # #####################  开始游戏  #####################
     
    cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色
    dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色
    bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色
     
    cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏
    dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
    bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
     
     
    #输出当前所有人的详细情况
    cang.detail()
    dong.detail()
    bo.detail()
     
     
    cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏
    dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
    bo.practice() #波多多自我修炼了一次
     
    #输出当前所有人的详细情况
    cang.detail()
    dong.detail()
    bo.detail()
     
    游戏人生

     

    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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    伪代码
     
    class 猫：
     
        def 喵喵叫(self):
            print '喵喵叫'
     
        def 吃(self):
            # do something
     
        def 喝(self):
            # do something
     
        def 拉(self):
            # do something
     
        def 撒(self):
            # do something
     
    class 狗：
     
        def 汪汪叫(self):
            print '喵喵叫'
     
        def 吃(self):
            # do something
     
        def 喝(self):
            # do something
     
        def 拉(self):
            # do something
     
        def 撒(self):
            # 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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    伪代码
     
    class 动物:
     
        def 吃(self):
            # do something
     
        def 喝(self):
            # do something
     
        def 拉(self):
            # do something
     
        def 撒(self):
            # do something
     
    # 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
    class 猫(动物)：
     
        def 喵喵叫(self):
            print '喵喵叫'
             
    # 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
    class 狗(动物)：
     
        def 汪汪叫(self):
            print '喵喵叫'
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46
    代码实例
     
    class Animal:
     
        def eat(self):
            print "%s 吃 " %self.name
     
        def drink(self):
            print "%s 喝 " %self.name
     
        def shit(self):
            print "%s 拉 " %self.name
     
        def pee(self):
            print "%s 撒 " %self.name
     
     
    class Cat(Animal):
     
        def __init__(self, name):
            self.name = name
            self.breed ＝ '猫'
     
        def cry(self):
            print '喵喵叫'
     
    class Dog(Animal):
         
        def __init__(self, name):
            self.name = name
            self.breed ＝ '狗'
             
        def cry(self):
            print '汪汪叫'
             
     
    # ######### 执行 #########
     
    c1 = Cat('小白家的小黑猫')
    c1.eat()
     
    c2 = Cat('小黑的小白猫')
    c2.drink()
     
    d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
    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。

    272229566093488.jpg

    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
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46
    代码实例
     
    class Animal:
     
        def eat(self):
            print "%s 吃 " %self.name
     
        def drink(self):
            print "%s 喝 " %self.name
     
        def shit(self):
            print "%s 拉 " %self.name
     
        def pee(self):
            print "%s 撒 " %self.name
     
     
    class Cat(Animal):
     
        def __init__(self, name):
            self.name = name
            self.breed ＝ '猫'
     
        def cry(self):
            print '喵喵叫'
     
    class Dog(Animal):
         
        def __init__(self, name):
            self.name = name
            self.breed ＝ '狗'
             
        def cry(self):
            print '汪汪叫'
             
     
    # ######### 执行 #########
     
    c1 = Cat('小白家的小黑猫')
    c1.eat()
     
    c2 = Cat('小黑的小白猫')
    c2.drink()
     
    d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
    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

    272315068126604.jpg

    • 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

    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。

    272341313127410.jpg

    272341553282314.jpg

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    经典类多继承
     
    class D:
     
        def bar(self):
            print 'D.bar'
     
     
    class C(D):
     
        def bar(self):
            print 'C.bar'
     
     
    class B(D):
     
        def bar(self):
            print 'B.bar'
     
     
    class A(B, C):
     
        def bar(self):
            print 'A.bar'
     
    a = A()
    # 执行bar方法时
    # 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
    # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
    # 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
    a.bar()
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    新式类多继承
     
    class D(object):
     
        def bar(self):
            print 'D.bar'
     
     
    class C(D):
     
        def bar(self):
            print 'C.bar'
     
     
    class B(D):
     
        def bar(self):
            print 'B.bar'
     
     
    class A(B, C):
     
        def bar(self):
            print 'A.bar'
     
    a = A()
    # 执行bar方法时
    # 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
    # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
    # 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
    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”。

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    Python伪代码实现Java或C#的多态
     
    class F1:
        pass
     
     
    class S1(F1):
     
        def show(self):
            print 'S1.show'
     
     
    class S2(F1):
     
        def show(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
     
    def Func(F1 obj):
        """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
         
        print obj.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
     
     
     
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    Python “鸭子类型”
     
    class F1:
        pass
     
     
    class S1(F1):
     
        def show(self):
            print 'S1.show'
     
     
    class S2(F1):
     
        def show(self):
            print 'S2.show'
     
    def Func(obj):
        print obj.show()
     
    s1_obj = S1()
    Func(s1_obj) 
     
    s2_obj = S2()
    Func(s2_obj)

    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
    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

    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 
  • 相关阅读:
    工作中常用git命令总结
    工作中，实用map给数组去重的详解
    关于OC中的block自己的一些理解（一）
    存储过程专题(Oracle)
    ORACLE事物隔离级别和脏读、幻读、不可重复读区别
    C#客户端Json转DataTable
    C# Newtonsoft.Json JObject常用方法
    C#中的内部函数(子函数)
    C# Dev GridView当前行
    C#从数据库中加载照片的
  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/zyber/p/9578974.html
Copyright © 2020-2023  润新知