【python基础知识】面向对象介绍

it2023-06-15  69

【python基础知识】面向对象介绍

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一、面向过程 VS 面向对象

1.概述

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。

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。

2.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。

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

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

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

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

Polymorphism 多态

​ 多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。


简单的演示一下创建的对象!

class Dog: #为了传名字,这里的self是为了接受变量名,从而找到轨迹。 def __init__(self,name): self.name = name def bulk(self): print("%s:哈哈哈哈!" % self.name) d1 = Dog("李先鹏") d2 = Dog("王子鸣") d3 = Dog("颜越") d1.bulk() d2.bulk() d3.bulk()

把一个类变成具体对象的过程叫做实例化。

类变量的用途?大家共同用的属性,节省开销。

析构函数:在实例释放、销毁的时候自动执行的,通常用于做一些收尾工作,如关闭一些数据库连接打开的临时文件。

class Role: def __init__(self, name, role, weapon, life_value=100, money=15000): self.name = name # 静态属性 实例变量的作用域就是实例本身 self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money def __del__(self): print("%s 彻底死了"%self.name) def shot(self):#动态属性 类的方法,功能 print("shooting...") def got_shot(self): print("ah...,I got shot...") def buy_gun(self, gun_name): print("%s just bought %s" % (self.name,gun_name)) r1 = Role('lxp', 'police', 'AK47') #生成一个角色(实例化,初始化一个类,相当于制造了一个对象,通过变量来长期保存这个变量!) r2 = Role('Jack', 'terrorist', 'B22') #生成一个角色 r1.buy_gun("ak47") r1.got_shot()

运行结果:

可见析构函数如果不调用的话,将会在程序最后被执行,同时,我们可以提前执行该函数。

私有方法,私有属性----------->加两个下划线,把变量隐藏,对外不可见。如果想要看见私有属性,则可以定义一个内部方法,通过内部来访问。

如将生命值变成私有属性,则直接可以看出不能访问,需要访问的时候需要在类的内部写一个方法来对私有属性来访问。

def show_status(self): print("name:%s weapon:%s life_bale:%s" % (self.name, self.weapon, self.__life_value ))

二、封装

封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性。

封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。

三、继承

面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”。继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。

通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”。

被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。

继承的过程,就是从一般到特殊的过程。

要实现继承,可以通过“继承”(Inheritance)和“组合”(Composition)来实现。

在某些 OOP 语言中,一个子类可以继承多个基类。但是一般情况下,一个子类只能有一个基类,要实现多重继承,可以通过多级继承来实现。

继承概念的实现方式主要有2类:实现继承、接口继承。

Ø 实现继承是指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力;

Ø 接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力(子类重构爹类方法);

在考虑使用继承时,有一点需要注意,那就是两个类之间的关系应该是“属于”关系。例如,Employee 是一个人,Manager 也是一个人,因此这两个类都可以继承 Person 类。但是 Leg 类却不能继承 Person 类,因为腿并不是一个人。

抽象类仅定义将由子类创建的一般属性和方法。

OOP开发范式大致为:划分对象→抽象类→将类组织成为层次化结构(继承和合成) →用类与实例进行设计和实现几个阶段。

class People: def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age def eat(self): print("%s is eating..."%self.name) def talk(self): print("%s is talking..." %self.name) def sleep(self): print("%s is sleeping..." %self.name) class Man(People): def __init__(self,name,age,money): #People.__init__(self,name,age) super(Man,self).__init__(name,age) self.money = money #写自己的方法 def piao(self): print("%s is piaoing"%self.name) # def sleep(self): People.sleep(self) print("man is sleeping...") class Wemon(People): def get_birth(self): print("%s is born a baby..."% self.name) m1 = Man("lxp",22,444) w1 = Wemon("Yy",21) m1.eat() m1.sleep()

这里还有在子类之间实例化是要区分的,子类之间的方法是不能够互相调用的。父类的初始化可以通过People.__init __ 来调用,子类特有的需要在子类定义,不能定义在父类之间。其实一般父类的参数不会太多,所以这些普通的技巧很实用。

People.__init__(self,name,age) super(Man,self).__init__(name,age)

下面的写法方便以后的修改,这样相对以一种调用方法来说更加简单。这也就是新式类多继承的方式的一种。

{广度优先、深度优先}这两个概念表示继承的顺序问题,需要简单理解就可以。

经典类是按深度优先来继承的,新式类是按官渡优先来继承的

经典类和新式类都是统一按广度优先来继承的

继承实例:

class School(object): def __init__(self,name,addr): self.name = name self.addr = addr self.students = [] self.stuff = [] def enroll(self,stu_obj): print("为学员%s办理注册手续"%stu_obj.name) self.students.append(stu_obj) def hire(self,stuff_obj): print("雇佣新员工%s" % stuff_obj.name) self.stuff.append(stuff_obj) class SchoolMember(object): def __init__(self,name,age,sex): self.name = name self.age = age self.sex = sex def tell(self): pass 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(''' -----info of Teacher:%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)) class Student(SchoolMember): def __init__(self,name,age,sex,stu_id,grade): super(Student,self).__init__(name,age,sex) self.salary = stu_id self.course = grade def tell(self): print(''' -----info of Teacher:%s---- Name:%s Age:%s Sex:%s stu_id:%s grade:%s ''' % (self.name, self.name, self.age, self.sex, self.salary, self.course) ) def pay_tuition(self,amount): print("%s has paid tuition for $%s"%(self.name,amount)) school = School("老男孩IT","沙河") t1 = Teacher("01dboy",56,"MF",200000,"Linunx") t1 = Teacher("01dboy",56,"M",2000,"Python") s1 = Student("Lxp",36,"MF",1001,"Python") s2 = Student("Yy",12,"F",1002,"Linunx") t1.tell() s1.tell() school.hire(t1) school.enroll(s1) school.enroll(s2) print(school.students) print(school.stuff) school.stuff[0].teach() for stu in school.students: print(stu.pay_tuition(5000))

四、多态(一种接口,多种实现)

​ 态性(polymorphisn)是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术,赋值之后,父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说,就是一句话:允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。

那么,多态的作用是什么呢?

​ 我们知道,封装可以隐藏实现细节,使得代码模块化;继承可以扩展已存在的代码模块(类);它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重用!多态的作用,就是为了类在继承和派生的时候,保证使用“家谱”中任一类的实例的某一属性时的正确调用。

class Animal: def __init__(self, name): # Constructor of the class self.name = name def talk(self): # Abstract method, defined by convention only pass #raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method") @staticmethod def animal_talk(obj): obj.talk() class Cat(Animal): def talk(self): print('Meow!') class Dog(Animal): def talk(self): print('Woof! Woof!') d = Dog("陈荣华") #d.talk() c = Cat("徐良伟") #c.talk() # # def animal_talk(obj): # obj.talk() Animal.animal_talk(c) Animal.animal_talk(d)

mal_talk(obj): obj.talk()

class Cat(Animal): def talk(self): print(‘Meow!’)

class Dog(Animal): def talk(self): print(‘Woof! Woof!’)

d = Dog(“陈荣华”) #d.talk()

c = Cat(“徐良伟”) #c.talk()

def animal_talk(obj):

obj.talk()

Animal.animal_talk© Animal.animal_talk(d)

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