跟光磊学Python开发-面向对象入门

跟光磊学Python开发-面向对象入门

跟光磊学Python开发

面向对象概述

当前主流的软件开发思想有两种:面向过程和面向对象，面向过程出现的比较早，典型的面向过程的语言是C语言，能够高效的开发中小型软件，但是很难适用于如今主流的大中型项目开发场景。
面向对象出现的更晚一些，面向对象是基于面向过程发展而来的。典型的代表语言有C++/Java/Python，更加适合大型软件开发的应用场景。

对于面向过程的编程思想:需要实现一个功能的时候，看重的是开发的步骤和过程，每一个步骤都需要自己亲力亲为。
对于面向对象的编程思想：需要实现一个功能的时候，看中的不是过程和步骤，而是关心谁帮我做这个事情，注重结果。

面向对象的编程思想有三大特征:封装、继承、多态

类和对象

类和对象是面向对象编程的两个重要概念
类是对现实事物的特征和行为的抽象，用来描述特征信息以及功能等，不能实际使用，对象是类的描述创造出来的，可以实际使用。
例如苹果公司出iphone12设计图纸，然后富士康根据iphone12的设计图纸制造手机，其中iphone12的设计图纸就是类，而富士康根据设计图纸造出来的手机就是对象。

类的组成

类(Class) 由三部分组成

• 类的名称：类名
• 类的属性：也就是特征
• 类的方法：也就是行为

例如之前写的商品管理系统中的商品就可以定义成一个Product，商品类主要有编号(id)、名称(name)和价格(price)三个属性，同时有增加商品、修改商品、查询商品、查看商品列表等方法。

类的定义

Python中类的定义有两种格式，分别是经典类和新式类

经典类的定义格式

class 类名:
	方法别表

使用经典类的定义格式定义产品信息类

class ProductInfoClass:

    def init_product(self):
        """
        初始化产品
        :return:
        """

        pass

    def search_product_by_id(self, product_id):
        """
        根据产品ID查询产品
        :param product_id:
        :return:
        """
        pass

新式类的定义格式

class 类名(object):
	方法列表

使用新式类定义产品信息类

"""
新式类定义
"""


class ProductInfoNew(object):
    def init_product(self):
        """
        初始化产品
        :return:
        """
        print("执行初始化产品方法")
        pass

    def search_product_by_id(self, product_id):
        """
        根据产品ID查询产品
        :param product_id:
        :return:
        """
        print(f"执行根据产品ID查询产品,产品ID是{product_id}")
        pass

• 类名的命名规则遵守驼峰命名法，例如ProductInfo
• object 是所有Python类的顶级父类
• 方法的第一个参数通常是self,表示实例对象本身，其作用是一个变量指向了实例对象

创建对象

类定义完后，就可以创建多个对象，当对象创建完成后，就可以使用对象调用类中定义的属性和方法。

Python创建对象的语法格式如下

对象名 = 类名(参数列表)

实例对象时，会在内存中分配一块唯一的内存空间，这个空间就是对象的位置，然后将这个地址返回给对象名。

# 实例对象
iphone12 = ProductInfoNew()
# 打印对象的信息
print(iphone12)

# 调用对象的方法
iphone12.init_product()
iphone12.search_product_by_id(1)

# 创建多个对象

huawei_mate40 = ProductInfoNew()
print(huawei_mate40)

huawei_mate40.search_product_by_id(2)

程序运行结果

动态绑定属性

在实例化对象以后，可以为该对象动态绑定属性。
动态为对象绑定属性时，给哪个对象绑定了属性，只有哪个对象有该属性，其他对象是没有该属性。
如果在方法中引用了该属性，那么没有该属性的对象调用方法时会报错

"""
动态绑定属性
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-06 21:10:07
@since python3.9.1
"""


class ProductInfo(object):
    def search_product_by_id(self, product_id):
        """
        根据产品ID查询产品
        :param product_id:
        :return:
        """
        # self.name使用动态绑定的name属性，当对象调用该方法时对象必须有name属性，
        # 否则会出现AttributeError: 'ProductInfo' object has no attribute 'name'错误
        print(f"执行根据产品ID查询产品,产品ID是{product_id},产品的名称是{self.name}")
        pass


# 动态绑定属性
# 为对象动态添加name属性
iphone12 = ProductInfo()
iphone12.name = "iphone12"
iphone12.search_product_by_id(1)

# 如果ProductInfo对象不绑定属性，调用方法时会报错
huawei_mate40 = ProductInfo()
huawei_mate40.search_product_by_id(2)

程序运行结果

初始化方法绑定属性

由于在方法中使用了动态绑定的属性后，所有对象都需要动态绑定属性，否则没有属性的对象调用犯法时会报错。

Python提供了一个__init__方法，这个方法是一个魔法方法，命名规则是init前后都有两个下划线。
魔法方法是Python中设定好的、具有特定功能的方法，一般这种方法不需要手动调用，系统会自动调用执行。
而__init__方法会在创建对象时自动调用,这个方法调用时为对象执行初始化操作。

绑定属性时，使用self.属性名=属性值,由于在创建对象时，可以指定参数，此时的参数会传递给__init__方法的形参。通过形参给属性值赋值

"""
初始化方法__init__绑定属性
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-06 21:20:07
@since python3.9.1
"""


class ProductInfo(object):

    def __init__(self, name, price):
        """
        该方法在创建对象时自动调用
        """
        print("execute init method")
        print(self)
        # 绑定属性
        self.name = name
        self.price = price

    def show_attribute_info(self):
        """
        显示属性信息
        :return:
        """
        # self 表示当前对象
        print(self.name)
        print(self.price)


# 创建对象时，可以使用__init__方法中绑定的属性
iphone12 = ProductInfo("iphone12 pro max", 12999.99)
print(iphone12)
iphone12.show_attribute_info()

mate40_pro = ProductInfo("mate40 pro plus", 8999.99)
print(mate40_pro)
# 在调用方法时，方法的第一个参数self是不用传参，这个参数由解释器自动调用该方法的对象传递过去
mate40_pro.show_attribute_info()

程序运行结果

__str__方法

__str__方法也是一个魔法方法，其作用是格式化对象，该方法必须返回一个字符串，当使用str()方法做类型转换或者是使用print()打印对象时会自动调用。

默认实例化对象后如果没有实现__str__方法时打印对象时默认打印<模块名.类名. object at Ox...>

"""
__str__方法的使用
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-06 21:54:52
@since python3.9.1
"""


class ProductInfo(object):

    def __init__(self, id, name, price):
        """
        该方法在创建对象时自动调用
        """
        # 绑定属性
        self.id = id
        self.name = name
        self.price = price

    def show_attribute_info(self):
        """
        显示属性信息
        :return:
        """
        # self 表示当前对象
        print(self.name)
        print(self.price)


iphone12 = ProductInfo(1, "iphone12 pro max", 12999)
print(iphone12)

程序运行结果

如果为了格式化输出对象的属性值，可以实现__str__方法

    def __str__(self):
        """
        该函数必须有一个返回值，并且这个返回值只能是字符串
        如果对象需要按照一定的格式进行格式化，那么可以在这里进行处理，处理完成后将这个格式化字符串返回，
        让str()方法在执行时，得到该对象转换的字符串类型
        :return:
        """
        s = str("商品的id:" + str(self.id).ljust(10) + "商品的名称:" + str(self.name).ljust(20) + "商品的价格:" + str(self.price).ljust(30))
        return s

程序运行结果

__del__方法

__del__方法用于在销毁对象时使用，回收对象占用的资源使用的方法。该方法也是自动调用，当调用del 对象时，也会调用该方法。

python的内存管理由引用计数实现，不需要程序员手动销毁对象，当引用计数为0时系统会自动销毁对象，回收资源。

""""
__del__方法的使用
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-06 22:15:27
@since python3.9.1
"""


class ProductInfo(object):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __del__(self):
        """
        当对象没有引用指向，会自动调用该方法
        :return:
        """

        # 将当前对象持有的其他对象手动销毁
        del self.name
        print("delete ProductInfo object")


iphone12 = ProductInfo("iphone12")
# 执行  del iphone12 会自动调用__del__方法，将这个对象销毁，回收内存资源
del iphone12

print("End")
# 删除后的对象无法再使用
print(iphone12)

程序运行结果

__del__方法在打印End后被执行

程序运行结果

实例属性和实例方法

实例就等价于对象

在Python中万物皆对象，而实例属性和实例方法只能在类的实例对象创建以后通过对象.属性和对象.方法的方式来访问。不能通过类名来调用实例属性和实例方法，因为类对象存在时，实例对象不一定存在，类是一个抽象的概念。

"""
实例属性和实例方法
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-08 11:33:54
@since python3.9.1
"""


class Account(object):

    def __init__(self, name, balance):
        """
        定义两个公有属性
        公有属性可以在外部访问
        :param name:
        :param balance:
        """
        self.name = name
        self.balance = balance

    def __str__(self):
        s = f"账户名称:{self.name} 账号余额:{self.balance}"
        return s

    def get_account_info(self):
        """
        获取账户信息
        :return:
        """
        print("获取账户信息:")
		# 使用self调用实例方法
        print(self.__str__())


# 创建Account类的对象
tony = Account("tony", 99999999)

# 通过对象访问实例属性
print(tony.name)
print(tony.balance)

# 通过对象访问实例方法
tony.get_account_info()

程序运行结果

类对象和类属性

Python中一切皆对象，类也是对象，称为类对象。

当在类中定义一个类属性时，相当于这个类的全局变量，该类的所有对象都可以使用该类的属性，这样可以在所有的对象中间进行数据共享。
类对象和类属性归数于类，而不是归属于类的对象，因此类属性通常使用类访问，而不是对象访问。 类属性虽然可以使用实例对象引用，但是不能修改，如果通过对象修改类属性，等价于给对象绑定属性。
一般情况下类属性使用类对象调用,调用格式是类对象.类属性

"""
类对象、类属性
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-08 11:41:03
@since python3.9.1
"""


class UserInfo(object):
    # 类中定义的属性，就是类的全局变量
    default_register_resource = "app"

    def show_default_register_resource(self):
        """
        查看默认的注册来源
        :return:
        """
        # 实例方法访问类属性，直接通过类名.类属性名
        print(UserInfo.default_register_resource)


# 多个对象的注册来源是一样的
tony = UserInfo()
print("默认的注册来源", tony.default_register_resource)

jack = UserInfo()
print("默认的注册来源", jack.default_register_resource)

# 给jack对象绑定default_register_resource属性
jack.default_register_resource = "web"

print("通过对象修改类属性", jack.default_register_resource)

print("通过对象修改类属性", tony.default_register_resource)

# 类属性可以使用实例对象引用，但是不能修改，一般情况下类属性使用类对象调用,调用格式是类对象.类属性

#
tony.show_default_register_resource()

程序运行结果

类方法和静态方法

类方法和静态方法的应用场景都是设计工具类时使用，类方法和静态方法都是通过类对象调用，而不是通过实例对象调用。

类方法是由类对象调用，类方法的定义格式如下

@classmethod
def 方法名(cls,参数列表):
	pass

@classmethod 是一个装饰器，用于表示下面的方法是一个类方法
cls表示类对象参数，调用方法时该参数由解释器自动传入

类方法的调用格式：类对象.类方法名，需要注意的是类方法中不能使用self，但是可以使用cls,该参数用于表示当前类对象，这个参数也是解释器自动传递的。类方法的参数可以实现各个类方法进行共享数据。
类方法的应用场景：如果(工具)类包含了类方法，一般不会去实例对象，直接使用类对象操作，例如数学函数类。

"""
类方法的定义和使用
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-09 10:36:52
@since python3.9.1
"""

"""
自定义工具类
"""
class MyMath(object):
    # @classmethod 是一个装饰器，用于表示下面的方法是一个类方法
    @classmethod
    def my_max(cls, *args):
        """
        求最大值的方法
        cls参数由解释器自动将类对象传入
        :param args:
        :return:
        """
        max_value = args[0]
        for i in args:
            if i > max_value:
                max_value = i
        return max_value


# 类方法直接由类名调用
max_value = MyMath.my_max(1, 2, 4, 5, 7, 8, 9, 6, 3)
print("最大值", max_value)

程序运行结果

静态方法实际上就是放在类中的普通函数，静态方法和类方法作用类似，但是静态方法不接受任何默认参数，例如self和cls，不需要在创建对象的情况下直接使用类对象调用静态方法，

静态方法的定义格式如下

@staticmethod
def 方法名(参数列表)
	pass

静态方法的调用方式：类对象.静态方法名(参数列表)

静态方法的定义和调用

"""
静态方法的定义和使用
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-09 11:09:36
@since python3.9.1
"""

"""
编码工具类，只是模拟编码和解码
"""
class EncodeUtil(object):

    @staticmethod
    def encode_data(data, format):
        print(f"开始对{data}以{format}格式进行编码")

    @staticmethod
    def decode_data(data, format):
        print(f"开始对{data}以{format}格式进行解码")


# 静态方法的调用
EncodeUtil.encode_data("hello world","utf-8")
EncodeUtil.decode_data("hello world","utf-8")

程序运行结果

__dict__属性

__dict__属性是一个魔法属性，通过该属性可以看到对象的成员

"""
属性和方法的保存位置
@author tony 18601767221@163.com
@version 2021-02-09 09:55:28
@since python3.9.1
"""


class Storage(object):

    def __init__(self, name):
        self.__name = name
        self.age = 18

    def show(self):
        print("公有对象方法")

    def __display(self):
        print("私有对象方法")


tony = Storage("tony")
jack = Storage("jack")

# 查看当前对象的属性和方法 __dict__ 是一个魔法实属性，保存当前对象的所有成员
# 查看Storage类对象的所有成员
print("Storage.__dict__ ->", Storage.__dict__)
# 查看tony对象的所有成员：包含属性
print("tony.__dict__ ->", tony.__dict__)
print("jack.__dict__ ->", jack.__dict__)

程序运行结果

通过程序的运行结果可以看出，成员对象存储了属性，而类对象存储了方法等信息。