Python学习之——面向对象

文章目录

• 面向对象
• 类
• 类的结构
• 类的定义
• 对象
• 面向对象的特征
• 消息与方法
• 对象的三个内置方法
• self
• 总结
• 面向对象的三大特征
• 继承
• 多态
• 封装

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面向对象

• 概述：
  • 面向对象——Object Oriented
  • 理念——将真实世界的事物模块化
  • 优势——提供软件的可重用性、可读性
  • OOA——Object Oriented Analysis
  • OOD——Object Oriented Design
  • OOP——Object Oriented Program

类

• 具有相同或相似性质的对象的抽象就是类
• 对象的抽象是类，类的实例化就是对象
• 类的属性——对象状态的抽象，用数据结构来描述
• 类的操作——对象行为的抽象，用操作名和实现该操作的方法来描述

• 一个类定义完，只有创建了该类的对象后，这个类才有意义
• 在类的内部给对象添加属性（init）

类的结构

客观世界有若干类，类之间有一定的结构关系

• 整体——部分：组装结构，与的关系
• 一般——具体：分类结构，或的关系

类的定义

class 类名 [可选参数]：
	定义初始化内容
	定义初始化方法

• class创建类的关键字
• 类名：遵守标识符的命名规则
• 方法：自定义函数

对象

• 进行研究的任何事、物——具体的事物或抽象的规则、计划、事件
• 对象的状态——用数据值来描述状态
• 对象的行为——用操作来改变对象的状态
• 对象实现了数据与操作的结合

• Python在创建一个对象时
  • 会自动给这个对象在内存中分配存储空间
  • 会自动执行初始化函数init
  • init专门为对象添加属性的方法，初始化属性的方法
  • 当一个对象不再使用时，使用del()方法进行销毁
  • Python解释器会自动执行del()方法
• 一般在输出对象变量时，会输出对象变量在内存的地址
• 在输出对象变量时，使用str()方法输出特定的信息
  • str()方法必须返回一个字符串
• __xxx__()这样的函数为内置函数

面向对象的特征

• 对象的唯一性
• 继承性
• 抽象性——进行分类就是把一致性的数据（属性）和行为（操作）的对象抽象成类
• 多态性——相同的操作或者函数作用与不同的对象时，会获得不同的结构

消息与方法

• 消息：对象之间进行通信的结构
• 方法：类中操作的实现过程

对象的三个内置方法

• 使用类名创建一个对象时，会自动执行以下操作：

  • 在内存中给对象分配存储空间
  • 调用init方法，给对象的属性设置初始值的方法
  • 调用del方法，一个对象在内存中销毁前，的自动调用的方法
  • str方法，返回对象的描述信息，print函数输出使用

• 可在定义的过程中将对象初始化

• 每当创建一个对象时，该函数会自动执行，并且self必须为第一个参数

__init(self)__

>>> class Ball:
	def __init__(self,name):  #name为形参
		self.name=name  #在类的内部添加属性
	def kick(self):
		print("I'm %s. Nice to meet you!"%self.name)

		
>>> a=Ball('Bad')
>>> a.kick()
I'm Bad. Nice to meet you!
>>> b=Ball()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#13>", line 1, in <module>
    b=Ball()
TypeError: __init__() missing 1 required positional argument: 'name'
>>> 

self

• 类——房屋设计的图纸
• 对象——由房屋设计图纸实例化后的对象（多个房子）
• self——每个具体对象（房子）的门牌号

• 哪个对象在调用属性和方法，self就是指的哪个对象
• self是一个指向实例本身的引用，用于访问类中的属性和方法，对象会把自身作为第一个参数传递给self
• self相当于C/C++中的this指针
• 在定义的时候，把self写在第一个参数

>>> class Ball:
	def setName(self,name):
		self.name=name
	def kick(self):
		print("I'm %s. Nice to meet you!"%self.name)

>>> a=Ball()
>>> a.setName("Bad")
>>> b=Ball()
>>> b.setName("Jay")
>>> a.kick()
I'm Bad. Nice to meet you!
>>> b.kick()
I'm Jay. Nice to meet you!

练习：

1. 编写一个python程序，创建三个类Person、 Teacher、 Student，这三个类中，Person是Teacher和Student的父类。类中的方法可以自己任意指定，用这三个类演示Python类的继承关系。

>>> class Person:
	def __init__(self):
		print("I AM BAD BOY!")

		
>>> class Teacher(Person):  #继承Person类
	pass

>>> class Student(Person):  #继承Person类
	pass

>>> jack=Teacher()  #调用父类方法
I AM BAD BOY!
>>> jerry=Student()
I AM BAD BOY!
>>> 

2. 定义一个学生类:

• 有下面的类属性：
  • 姓名
  • 年龄
  • 成绩（语文，数学，英语)[每课成绩的类型为整数]
• 类方法：
  • 获取学生的姓名：get_name() 返回类型
  • str2 获取学生的年龄：get_age() 返回类型int
  • 返回3门科目中最高的分数：get_course() 返回类型int
    定义好类以后，定义一个对象进行测试

>>> class Student:
	def __init__(self,name,age,scores):
		self.name=name
		self.age=age
		self.scores=scores
	def get_name(self):
		return self.name
	def get_age(self):
		return self.age
	def get_scores(self):
		return max(self.scores)  #获得最大值

>>> stu1=Student("Bad",21,[85,86,87])
>>> print("Name:%s"%(stu1.get_name()))
Name:Bad
>>> print("Age:%s"%(stu1.get_age()))
Age:21
>>> print("The highest score in the three courses is %s"%(stu1.get_scores()))
The highest score in the three courses is 87

总结

1. 对象=属性（静态，变量）+方法（动态，函数）
2. 面向过程编程、面向对象编程
3. Python无处不对象
4. 封装、继承、多态

面向对象的三大特征

继承

• 概述：
  • 继承是面向对象编程最重要的特性之一
  • 类能继承所有公有成员或者受保护成员
  • 基类、父类（被继承的类）
  • 子类、派生类（新的类）
  • 通过继承能够实现代码的重用
  • 可以通过类来理顺类与类之间的关系

>>> class Mylist(list):  #定义类
	pass

>>> list=Mylist()
>>> list.append(3)
>>> list.append(4)
>>> list.append(5)
>>> list
[3, 4, 5]

class ClassName(baseclasslist):
	"类的帮助信息"
	statement

• ClassName用于指定类名
• Baseclasslist基类、父类名，类之间用逗号隔开。不指定则使用Python对象的根类object
• statement类的主体，由变量、方法和属性定义语句组成

>>> class Parent:  #定义父类
	def hello(self):
		print("I AM Bad!")

>>> class child(Parent):  #定义子类
	pass

>>> a=Parent()  #访问父类
>>> a.hello()
I AM Bad!
>>> b=child()  #调用父类方法
>>> b.hello()
I AM Bad!

方法重写

• 覆盖，子类与父类同名方法
• 拓展，在父类的方法基础上，实现子类特有的代码功能（super()）

>>> class Fruit:
	color="red"
	def harvest(self,color):
		print("The fruit is "+color)
		print("The fruit is already harvested")
		print("The fruit is "+Fruit.color+"!")

>>> class Orange(Fruit):
	color="orange"
	def __init__(self):
		print("
I AM Orange")
	def harvest(self,color):
		print("The Orange is"+color)
		print("The Orange is already harvested")
		print("The Orange is"+Fruit.color+"!")

• 父类的成员都会被子类继承
• 当父类中的某个方法不完全适用于子类时，需要在子类中重写父类的方法

子类调用父类__init__()方法

>>> class Fruit:
	def __init__(self,color="green"):
		Fruit.color=color
	def harvest(self):
		print("The fruit is "+Fruit.color+"!")

>>> class Apple(Fruit):
	def __init__(self):
		print("I AM Apple!")

>>> apple=Apple()
I AM Apple!
>>> apple.harvest()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#93>", line 1, in <module>
    apple.harvest()
  File "<pyshell#87>", line 5, in harvest
    print("The fruit is "+Fruit.color+"!")
AttributeError: type object 'Fruit' has no attribute 'color'
>>>

• 子类中定义__init__()，就不会自动调用父类的__init__()方法
• 在子类中使用父类的__init__()方法，必须进行初始化
• 需要在子类中使用super就()调用父类的__init__()方法

>>> class Fruit:
	def __init__(self,color="green"):
		Fruit.color=color
	def harvest(self):
		print("The fruit is "+Fruit.color+"!")

>>> class Apple(Fruit):
	def __init__(self):
		print("I AM Apple!")
		super().__init__()  #使用super（）调用父类__init__()方法

>>> apple=Apple()
I AM Apple!
>>> apple.harvest()

多继承

• 在多继承中，要避免出现方法相同时的多继承关系
• __mro__方法搜索顺序
• 查看mroprint(类名.__mro__)

>>> class A:
	def sample(self):
		print("I AM BAD!")
	def demo(self):
		print("Hello World!")

>>> class B:
	def sample(self):
		print("I AM BAD BOY!")
	def demo(self):
		print("You Are Han Han!")

>>> class C(A,B):
	pass

>>> c=C()
>>> c.sample()
I AM BAD!
>>> c.demo()
Hello World!
# 查看方法的查找顺序
>>> print(C.__mro__)  #方法搜索顺序，查看mro
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)
>>> 

多态

>>> class A:
	def fun(self):
		print("I AM BAD!")

>>> class B:
	def fun(self):
		print("I AM BOY!")

>>> a=A()
>>> b=B()
>>> a.fun()
I AM BAD!
>>> b.fun()
I AM BOY!

封装

• 面向对象技术的三大特征之一
• 类内部的定义属性和方法，在类的外部可直接调用属性和方法来操作数据，从而隐藏类内部的复杂逻辑
• Python没有特定的封装关键字，而是通过特定的名称实现对属性和方法的封装
• 在Python中，为了保证类内部的某些属性、方法不被外部所访问，可在属性、方法名中添加：
  • __name__（前后双下划线）定义特殊方法，一般是Python定义的名字
  • _name（单下划线）表示protected（保护）类型，只允许类本身与子类进行访问
  • __name（双下划线）private（私有）类型，只允许定义该方法的类本身进行访问
    • 不能通过类的对象进行访问
    • 可通过“对象名.类名__name”访问
    • 可通过“类名.__name”访问

>>> class Person:  #定义Person类
	name="Bad"

>>> p=Person()  #定义对象
>>> p.name
'Bad'
>>> class Person():  #定义私有类
	__name="Bad"

>>> p=Person()  #定义对象
>>> p.__name  #访问
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#23>", line 1, in <module>
    p.__name
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__name'
>>> p.name  #访问
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#24>", line 1, in <module>
    p.name
AttributeError: 'Person' object has no attribute 'name'
>>> 

>>> class Person:  #定义私有类
	__name="Bad"
	def getname(self):
		return self.__name

>>> p=Person()
>>> p.getname()
'Bad'
>>> p._Person__name
'Bad'

 

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本文作者： 坏坏

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