- 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。
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
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:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
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)
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
- 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
self 就指向创建的实例本身
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
1 class Foo: 2 3 def __init__(self, name, age): 4 self.name = name 5 self.age = age 6 7 def detail(self): 8 print self.name 9 print self.age 10 11 obj1 = Foo('wupeiqi', 18) 12 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 13 14 obj2 = Foo('alex', 73) 15 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。
__init__ 方法也叫构造方法
1 class Bar: 2 def __init__(self): 3 print('456456456') 4 def foo(self,arg): 5 print(self.name,self.age,self.gender,arg) 6 7 z1=Bar()
结果: 456456456
注意:特殊方法“__init__”前后分别有两个下划线!!!
注意到__init__
方法的第一个参数永远是self
,表示创建的实例本身,因此,在__init__
方法内部,就可以把各种属性绑定到self
,因为self
就指向创建的实例本身。
有了__init__
方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与__init__
方法匹配的参数,但self
不需要传,Python解释器自己会把实例变量传进去
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' 26 27 伪代码
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 16 class Cat(Animal): 17 18 def __init__(self, name): 19 self.name = name 20 self.breed = '猫' 21 22 def cry(self): 23 print '喵喵叫' 24 25 class Dog(Animal): 26 27 def __init__(self, name): 28 self.name = name 29 self.breed = '狗' 30 31 def cry(self): 32 print '汪汪叫' 33 34 35 # ######### 执行 ######### 36 37 c1 = Cat('小白家的小黑猫') 38 c1.eat() 39 40 c2 = Cat('小黑的小白猫') 41 c2.drink() 42 43 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') 44 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 16 class Cat(Animal): 17 18 def __init__(self, name): 19 self.name = name 20 self.breed = '猫' 21 22 def cry(self): 23 print '喵喵叫' 24 25 class Dog(Animal): 26 27 def __init__(self, name): 28 self.name = name 29 self.breed = '狗' 30 31 def cry(self): 32 print '汪汪叫' 33 34 35 # ######### 执行 ######### 36 37 c1 = Cat('小白家的小黑猫') 38 c1.eat() 39 40 c2 = Cat('小黑的小白猫') 41 c2.drink() 42 43 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') 44 d1.eat() 45 46 代码实例
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
- 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。
1 class D: 2 3 def bar(self): 4 print 'D.bar' 5 6 7 class C(D): 8 9 def bar(self): 10 print 'C.bar' 11 12 13 class B(D): 14 15 def bar(self): 16 print 'B.bar' 17 18 19 class A(B, C): 20 21 def bar(self): 22 print 'A.bar' 23 24 a = A() 25 # 执行bar方法时 26 # 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 27 # 所以,查找顺序:A --> B --> D --> C 28 # 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 29 a.bar()
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() 新式类多继承
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
在子类中调用父类的方法:两种调用父类的方法:
第一:
1 #!/usr/bin/env python3 2 #-*- coding:utf-8 -*- 3 ''' 4 Administrator 5 2018/7/20 6 ''' 7 class Father: 8 def 喝酒(self): 9 print("喝酒") 10 def 吃鸡(self): 11 print("我在吃鸡") 12 13 14 class Son(Father): 15 def 大保健(self): 16 print('我要大保健') 17 def 吃鸡(self): 18 super(Son,self).吃鸡()#执行父类中的方法 19 print("我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡") 20 21 a=Son() 22 23 a.吃鸡()
结果:
"D:Program Files (x86)python36python.exe" F:/python从入门到放弃/7.20/面向对象2.py 我在吃鸡 我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡 Process finished with exit code 0
第二种:
1 #!/usr/bin/env python3 2 #-*- coding:utf-8 -*- 3 ''' 4 Administrator 5 2018/7/20 6 ''' 7 class Father: 8 def 喝酒(self): 9 print("喝酒") 10 def 吃鸡(self): 11 print("我在吃鸡") 12 13 14 class Son(Father): 15 def 大保健(self): 16 print('我要大保健') 17 def 吃鸡(self): 18 # super(Son,self).吃鸡()#执行父类中的方法 19 print("我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡") 20 Father.吃鸡(self) 21 22 23 a=Son() 24 25 a.吃鸡()
结果:
"D:Program Files (x86)python36python.exe" F:/python从入门到放弃/7.20/面向对象2.py 我才不要吃鸡。我讨厌吃鸡 我在吃鸡 Process finished with exit code 0
三、多态
Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法,但是原生多态,其Python崇尚“鸭子类型”。
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
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #-*- coding:utf-8 -*- 2 ''' 3 Administrator 4 2018/7/23 5 ''' 6 class Person: 7 def __init__(self,name,gender,age,fight): 8 self.name=name 9 self.gender=gender 10 self.age=age 11 self.fight=fight 12 13 def grassland(self): 14 ''' 15 草丛战斗,消耗200战斗力 16 :return: 17 ''' 18 self.fight=self.fight-200 19 self.detail() 20 21 def practice(self): 22 ''' 23 自我修炼,增长100战斗力 24 :return: 25 ''' 26 self.fight=self.fight+200 27 self.detail() 28 29 def incest(self): 30 ''' 31 多人游戏,消耗500战斗力 32 :return: 33 ''' 34 self.fight=self.fight-500 35 self.detail() 36 37 def detail(self): 38 ''' 39 当前对象的详细情况 40 :return: 41 ''' 42 temp=''' 43 姓名:%s 44 性别:%s 45 年龄:%s 46 战斗力:%s 47 '''%(self.name,self.gender,self.age,self.fight) 48 print(temp) 49 50 51 52 53 if __name__=="__main__": 54 y_n=input("是否创建角色 y/s") 55 if y_n=='y': 56 name=input("请输入姓名:") 57 gender=input("请输入性别") 58 age=input("请输入年龄") 59 fight=int(input("请输入初始战斗力")) 60 npc=Person(name,gender,age,fight)#创建一个任务 61 npc.detail() 62 print("请选择游戏场景") 63 while True: 64 info=""" 65 1、 草丛战斗 66 2、自我修炼 67 3、多人游戏 68 """ 69 print(info) 70 n=str(input("请输入需要进入的游戏场景")) 71 npc_s={ 72 "1":npc.grassland, 73 "2":npc.practice, 74 "3":npc.incest 75 } 76 if n in npc_s: 77 npc_s[n]()