Python之面向对象编程

面向对象编程 —— Object Oriented Programming 简写 OOP

1、 面向对象基本概念　　

1.1 、过程和函数

　　过程 是早期的一个编程概念

　　过程 类似于函数，只能执行，但是没有返回值

　　函数 不仅能执行，还可以返回结果

1.2 、面向过程 和 面向对象 基本概念

1.2.1、 面向过程 —— 怎么做？

　　①把完成某一个需求的 所有步骤 从头到尾 逐步实现

　　②根据开发需求，将某些 功能独立 的代码 封装 成一个又一个 函数

　　③最后完成的代码，就是顺序地调用 不同的函数

特点：

　　①注重 步骤与过程，不注重职责分工

　　②如果需求复杂，代码会变得很复杂

　　③开发复杂项目，没有固定的套路，开发难度很大！

1.2.2、面向对象 —— 谁来做？

相比较函数，面向对象 是 更大 的 封装，根据 职责 在 一个对象中 封装 多个方法

　　①在完成某一个需求前，首先确定 职责 —— 要做的事情（方法）

　　②根据 职责 确定不同的 对象，在 对象 内部封装不同的 方法（多个）

　　③最后完成的代码，就是顺序地让 不同的对象 调用 不同的方法

特点：

　　①注重 对象和职责，不同的对象承担不同的职责

　　②更加适合应对复杂的需求变化，是专门应对复杂项目开发，提供的固定套路

　　③需要在面向过程基础上，再学习一些面向对象的语法

2、类和对象

2.1 、类

　　类 是对一群具有相同特征或者行为的事物的一个统称，是抽象的，不能直接使用

　　特征 被称为 属性

　　行为 被称为 方法

　　类 就相当于制造飞机时的图纸，是一个 模板，是 负责创建对象的

2.2 、对象

　　对象 是 由类创建出来的一个具体存在，可以直接使用

　　由 哪一个类 创建出来的 对象，就拥有在 哪一个类 中定义的属性和方法

　　对象 就相当于用 图纸制造 的飞机

　　在程序开发中，应该先有类，再有对象

2.3、类和对象的关系

　　类是模板，对象是根据类这个模板创建出来的，应该先有类，再有对象

　　类只有一个，而对象可以有很多个

　　不同的对象之间属性可能会各不相同

　　类中定义了什么属性和方法，对象中就有什么属性和方法，不可能多，也不可能少

2.4、类的设计

在使用面向对象开发前，应该首先分析需求，确定一下，程序中需要包含哪些类！

在程序开发中，要设计一个类，通常需要满足以下三个要素：

　　类名 这类事物的名字，满足大驼峰命名法

　　属性 这类事物具有什么样的特征

　　方法 这类事物具有什么样的行为

 大驼峰命名法：　

　　①每一个单词的首字母大写

　　②单词与单词之间没有下划线

2.5、类名的确定

名词提炼法 分析 整个业务流程，出现的 名词，通常就是找到的类

2.6、属性和方法的确定

　　对 对象的特征描述，通常可以定义成 属性

　　对象具有的行为（动词），通常可以定义成 方法

3、面向对象基础语法

3.1、内置函数

在 Python 中 对象几乎是无所不在的，在Python,一切皆对象

在 Python 中可以使用以下两个方法验证：

　　①在 标识符 / 数据 后输入一个 .，然后按下 TAB 键，iPython 会提示该对象能够调用的 方法列表

　　②使用内置函数 dir 传入 标识符 / 数据，可以查看对象内的 所有属性及方法

序号	方法名	类型	作用
01	__new__	方法	创建对象时，会被 自动 调用
02	__init__	方法	对象被初始化时，会被 自动 调用
03	__del__	方法	对象被从内存中销毁前，会被 自动 调用
04	__str__	方法	返回对象的描述信息，print 函数输出使用

提示 利用好 dir() 函数，在学习时很多内容就不需要死记硬背了

3.2、定义简单的类（只包含方法）

面向对象 是 更大 的 封装，在 一个类中 封装 多个方法，这样 通过这个类创建出来的对象，就可以直接调用这些方法了！

3.2.1 、定义只包含方法的类

在 Python 中要定义一个只包含方法的类，语法格式如下：

class 类名:

    def 方法1(self, 参数列表):
        pass
    
    def 方法2(self, 参数列表):
        pass

方法的定义格式和函数 几乎一样，区别在于第一个参数必须是 self(self代表对象自己，稍后详细介绍)

注意：类名的命名规则要遵循大驼峰命名法

3.2.2、 创建对象

当一个类定义完成之后，要使用这个类来创建对象，语法格式如下：

对象变量 = 类名()

3.2.3、第一个面向对象程序

需求

• 小猫 爱 吃 鱼，小猫 要 喝 水

分析

　　①定义一个猫类 Cat

　　②定义两个方法 eat 和 drink

　　③按照需求 —— 不需要定义属性

class Cat:
    """这是一个猫类"""

    def eat(self):
        print("小猫爱吃鱼")

    def drink(self):
        print("小猫在喝水")

tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()

3.3、方法中的self参数

3.3.1案例改造 —— 给对象增加属性

在 Python 中，要 给对象设置属性，非常的容易，只需要在 类的外部的代码 中直接通过 . 设置一个属性即可，但是不推荐使用！因为：对象属性的封装应该封装在类的内部。

tom.name = 'Tom'

3.3.2、使用 self 在方法内部输出每一只猫的名字

哪一个对象 调用的方法，方法内的 self 就是 哪一个对象的引用

在类封装的方法内部，self 就表示 当前调用方法的对象自己，调用方法时，程序员不需要传递 self 参数，在方法内部，可以通过 self.访问对象的属性，也可以通过 self.调用其他的对象方法。

在 类的外部，通过 变量名. 访问对象的 属性和方法

在 类封装的方法中，通过 self. 访问对象的 属性和方法

class Cat:

    def eat(self):
        print("%s 爱吃鱼" % self.name)

tom = Cat()
tom.name = "Tom"
tom.eat()

lazy_cat = Cat()
lazy_cat.name = "大懒猫"
lazy_cat.eat()

3.4、初始化方法

 3.4.1 之前代码存在的问题 —— 在类的外部给对象增加属性

将案例代码进行调整，先调用方法 再设置属性，观察一下执行效果

class Cat:

    def eat(self):
        print("%s 爱吃鱼"%self.name )

tom = Cat()

tom.eat()
tom.name = 'Tom'   # 先调用方法，在设置属性
print(tom)

程序执行报错如下：

AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'

属性错误： ‘Cat’对象没有‘name’属性

提示：

　　在日常开发中，不推荐在 类的外部 给对象增加属性，如果在运行时，没有找到属性，程序会报错，对象应该包含有哪些属性，应该 封装在类的内部

3.4.2 初始化方法

　　当使用 类名() 创建对象时，会 自动 执行以下操作：

　　　　①为对象在内存中 分配空间 —— 创建对象

　　　　②为对象的属性 设置初始值 —— 初始化方法(init)

　　这个 初始化方法 就是 __init__ 方法，__init__ 是对象的内置方法

　　　　__init__ 方法是 专门 用来定义一个类 具有哪些属性的方法！

　　在 Cat 中增加 __init__ 方法，验证该方法在创建对象时会被自动调用　　

class Cat:
    """这是一个猫类"""

    def __init__(self):
        print("初始化方法")

3.5、在初始化方法内部定义属性

在 __init__ 方法内部使用 self.属性名 = 属性的初始值 就可以 定义属性

定义属性之后，再使用 Cat 类创建的对象，都会拥有该属性 

class Cat:

    def __init__(self):

        print("这是一个初始化方法")
        
        # 定义用 Cat 类创建的猫对象都有一个 name 的属性
        self.name = "Tom"

    def eat(self):
        print("%s 爱吃鱼" % self.name)

# 使用类名()创建对象的时候，会自动调用初始化方法 __init__
tom = Cat()

tom.eat()

3.6、改造初始化方法 —— 初始化的同时设置初始值

在开发中，如果希望在 创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对 __init__ 方法进行 改造

　　①把希望设置的属性值，定义成 __init__ 方法的参数

　　②在方法内部使用 self.属性 = 形参 接收外部传递的参数

　　③在创建对象时，使用 类名(属性1, 属性2...) 调用

class Cat:

    def __init__(self, name):
        print("初始化方法 %s" % name)
        self.name = name
    ...
    
tom = Cat("Tom")
...

lazy_cat = Cat("大懒猫")
...

4、内置方法和属性

序号	方法名	类型	作用
01	__del__	方法	对象被从内存中销毁前，会被 自动 调用
02	__str__	方法	返回对象的描述信息，print 函数输出使用

4.1、__del__ 方法

在 Python 中，当使用 类名() 创建对象时，为对象 分配完空间后，自动 调用 __init__ 方法，当一个 对象被从内存中销毁 前，会 自动 调用 __del__ 方法

4.1.1、应用场景

　　__init__ 改造初始化方法，可以让创建对象更加灵活

　　__del__ 如果希望在对象被销毁前，再做一些事情，可以考虑一下 __del__ 方法

4.1.2、生命周期 

　　一个对象从调用 类名() 创建，生命周期开始

　　一个对象的 __del__ 方法一旦被调用，生命周期结束

在对象的生命周期内，可以访问对象属性，或者让对象调用方法　

class Cat:

    def __init__(self, new_name):

        self.name = new_name

        print("%s 来了" % self.name)

    def __del__(self):

        print("%s 去了" % self.name)

# tom 是一个全局变量
tom = Cat("Tom")  >> Tom 来了
print(tom.name)

# del 关键字可以删除一个对象
del tom  >> Tom 去了

4.2 、__str__ 方法和__repr__方法

　　在 Python 中，使用 print 输出 对象变量，默认情况下，会输出这个变量 引用的对象 是 由哪一个类创建的对象，以及 在内存中的地址（十六进制表示）

　　如果在开发中，希望使用 print 输出 对象变量 时，能够打印 自定义的内容，就可以利用 __str__ 这个内置方法了

　　__str__ 方法必须返回一个字符串

class Cat:

    def __init__(self, new_name):

        self.name = new_name

        print("%s 来了" % self.name)

    def __del__(self):

        print("%s 去了" % self.name)

    def __str__(self):
        return "我是小猫：%s" % self.name

tom = Cat("Tom")
print(tom)

Tom 来了
我是小猫：Tom
Tom 去了

 　　如果 __str__() 没有被定义，那么就会使用 __repr__() 来代替输出

class Cat:

    def __init__(self, new_name):

        self.name = new_name

        print("%s 来了" % self.name)

    def __del__(self):

        print("%s 去了" % self.name)

    def __repr__(self):
        return "我是小猫：%s" % self.name

tom = Cat("Tom")
print(tom)