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  • python(23):面向对象2

    一、保护对象的属性

    如果有一个对象,当需要对其进行修改属性时,有2种方法

    (1)对象名.属性名 = 数据 ---->直接修改

    (2)对象名.方法名() ---->间接修改

    为了更好的保存属性安全,即不能随意修改,一般的处理方式为:将属性定义为私有属性,添加一个可以调用的方法,供调用。

    class People(object):
        def __init__(self, name):
            self.__name = name
    
        def getName(self):
            return self.__name
    
        def setName(self, newName):
            if len(newName) >= 5:
                self.__name = newName
            else:
                print("error:名字长度需要大于或者等于5")
    
    
    xiaoming = People("dongGe")
    print(xiaoming.__name)
    
    
    class People(object):
        def __init__(self, name):
            self.__name = name
    
        def getName(self):
            return self.__name
    
        def setName(self, newName):
            if len(newName) >= 5:
                self.__name = newName
            else:
                print("error:名字长度需要大于或者等于5")
    
    xiaoming = People("dongGe")
    xiaoming.setName("wanger")
    print(xiaoming.getName())
    xiaoming.setName("lisi")
    print(xiaoming.getName())

    总结

    Python中没有像C++中public和private这些关键字来区别公有属性和私有属性。

    它是以属性命名方式来区分,如果在属性名前面加了2个下划线'__',则表明该属性是私有属性,否则为公有属性(方法也是一样,方法名前面加了2个下划线的话表示该方法是私有的,否则为公有的)。

     

    二、__del__()方法

    创建对象后,python解释器默认调用__init__()方法;

    当删除一个对象时,python解释器也会默认调用一个方法,这个方法为__del__()方法

    import time
    class Animal(object):
        # 初始化方法
        # 创建完对象后会自动被调用
        def __init__(self, name):
            print('__init__方法被调用')
            self.__name = name
    
        # 析构方法
        # 当对象被删除时,会自动被调用
        def __del__(self):
            print("__del__方法被调用")
            print("%s对象马上被干掉了..."%self.__name)
    
    # 创建对象
    dog = Animal("哈皮狗")
    
    # 删除对象
    del dog
    
    cat = Animal("波斯猫")
    cat2 = cat
    cat3 = cat
    
    print("---马上 删除cat对象")
    del cat
    print("---马上 删除cat2对象")
    del cat2
    print("---马上 删除cat3对象")
    del cat3
    
    print("程序2秒钟后结束")
    time.sleep(2)

    总结:

    当有1个变量保存了对象的引用时,此对象的引用计数就会加1

    当使用del删除变量指向的对象时,如果对象的引用计数不是1,比如3,那么此时只会让这个引用计数减1,即变为2,当再次调用del时,变为1,如果再调用1次del,此时会真的把对象进行删除。

     

    三、继承

    1. 继承的概念

    在程序中,继承描述的是事物之间的所属关系,例如猫和狗都属于动物,程序中便可以描述为猫和狗继承自动物;同理,波斯猫和巴厘猫都继承自猫,而沙皮狗和斑点狗都继承狗。

     

    2. 单继承

    demo1:

    # 定义一个父类,如下:
    class Cat(object):
        def __init__(self, name, color="白色"):
            self.name = name
            self.color = color
    
        def run(self):
            print("%s--在跑"%self.name)
    
    
    # 定义一个子类,继承Cat类如下:
    class Bosi(Cat):
        def setNewName(self, newName):
            self.name = newName
    
        def eat(self):
            print("%s--在吃"%self.name)
    
    
    bs = Bosi("印度猫")
    print('bs的名字为:%s'%bs.name)
    print('bs的颜色为:%s'%bs.color)
    bs.eat()
    bs.setNewName('波斯')
    bs.run()

    注意:

    虽然子类没有定义__init__方法,但是父类有,所以在子类继承父类的时候这个方法就被继承了,所以只要创建Bosi的对象,就默认执行了那个继承过来的__init__方法。

    子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字。父类的属性、方法,会被继承给子类。

    demo2:

    class Animal(object):
        def __init__(self, name='动物', color='白色'):
            self.__name = name
            self.color = color
    
        def __test(self):
            print(self.__name)
            print(self.color)
    
        def test(self):
            print(self.__name)
            print(self.color)
    
    
    class Dog(Animal):
        def dogTest1(self):
            #print(self.__name) #不能访问到父类的私有属性
            print(self.color)
    
        def dogTest2(self):
            #self.__test() #不能访问父类中的私有方法
            self.test()
    
    A = Animal()
    #print(A.__name) #程序出现异常,不能访问私有属性
    print(A.color)
    #A.__test() #程序出现异常,不能访问私有方法
    A.test()
    print("------分割线-----")
    D = Dog(name = "小花狗", color = "黄色")
    D.dogTest1()
    D.dogTest2()

    私有的属性,不能通过对象直接访问,但是可以通过方法访问

    私有的方法,不能通过对象直接访问

    私有的属性、方法,不会被子类继承,也不能被访问

    一般情况下,私有的属性、方法都是不对外公布的,往往用来做内部的事情,起到安全的作用

     

    3.多继承

    (1)多继承

    所谓多继承,即子类有多个父类,并且具有它们的特征

    Python中多继承的格式如demo1:

    # 定义一个父类
    class A:
        def printA(self):
            print('----A----')
    
    # 定义一个父类
    class B:
        def printB(self):
            print('----B----')
    
    # 定义一个子类,继承自A、B
    class C(A,B):
        def printC(self):
            print('----C----')
    
    
    obj_C = C()
    obj_C.printA()
    obj_C.printB()
    
    '''
    运行结果:
    ----A----
    ----B----
    '''

    demo2:

    #coding=utf-8
    
    class base(object):
        def test(self):
            print('----base test----')
    
    class A(base):
        def test(self):
            print('----A test----')
    
    # 定义一个父类
    class B(base):
        def test(self):
            print('----B test----')
    
    # 定义一个子类,继承自A、B
    class C(A,B):
        pass
    
    obj_C = C()
    obj_C.test()
    
    print(C.__mro__) #可以查看C类的对象搜索方法时的先后顺序

     

    四、重写父类方法与调用父类方法

    1. 重写父类方法

    所谓重写,就是子类中,有一个和父类相同名字的方法,在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法

    #coding=utf-8
    
    class Cat(object):
        def sayHello(self):
            print("halou-----1")
    
    class Bosi(Cat):
        def sayHello(self):
            print("halou-----2")
    
    bosi = Bosi()
    bosi.sayHello()

     

    2. 调用父类的方法

    #coding=utf-8
    
    class Cat(object):
        def __init__(self,name):
            self.name = name
            self.color = 'yellow'
    
    class Bosi(Cat):
        def __init__(self,name):
            # 调用父类的__init__方法1(python2)
            #Cat.__init__(self,name)
    
            # 调用父类的__init__方法2(python3)
            #super(Bosi,self).__init__(name)
    
            # 调用父类的__init__方法3(python3)
            super().__init__(name)
    
        def getName(self):
            return self.name
    
    
    bosi = Bosi('xiaohua')
    print(bosi.name)
    print(bosi.color)

     

    五、多态

    多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中,而Python崇尚“鸭子类型”。

    所谓多态:定义时的类型和运行时的类型不一样,此时就成为多态

    Python伪代码实现Java或C#的多态
     

    class F1(object):
        def show(self):
            print 'F1.show'
    
    class S1(F1):
        def show(self):
            print 'S1.show'
    
    class S2(F1):
        def show(self):
            print 'S2.show'
    
    # 由于在Java或C#中定义函数参数时,必须指定参数的类型
    # 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法,又可以执行S2对象的show方法,所以,定义了一个S1和S2类的父类
    # 而实际传入的参数是:S1对象和S2对象
    
    def Func(F1 obj):
        """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
        print obj.show()
    
    
    s1_obj = S1()
    Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj,执行 S1 的show方法,结果:S1.show
    
    s2_obj = S2()
    Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj,执行 Ss 的show方法,结果:S2.show

     Python “鸭子类型”:

    class F1(object):
        def show(self):
            print 'F1.show'
    
    class S1(F1):
        def show(self):
            print 'S1.show'
    
    class S2(F1):
        def show(self):
            print 'S2.show'
    
    def Func(obj):
        print obj.show()
    
    s1_obj = S1()
    Func(s1_obj)
    
    s2_obj = S2()
    Func(s2_obj)

     

    六、类属性、实例属性

    在前面的例子中我们接触到的就是实例属性(对象属性)。顾名思义,类属性就是类对象所拥有的属性,它被所有类对象的实例对象所共有,在内存中只存在一个副本,这个和C++中类的静态成员变量有点类似。对于公有的类属性,在类外可以通过类对象和实例对象访问

    1.类属性

    class People(object):
        name = 'Tom'  #公有的类属性
        __age = 12     #私有的类属性
    
    p = People()
    print(p.name)           #正确
    print(People.name)      #正确
    print(p.__age)            #错误,不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
    print(People.__age)        #错误,不能在类外通过类对象访问私有的类属性

     

    2.实例属性(对象属性)

    class People(object):
        address = '山东' #类属性
        def __init__(self):
            self.name = 'xiaowang' #实例属性
            self.age = 20 #实例属性
    
    p = People()
    p.age =12 #实例属性
    print(p.address) #正确
    print(p.name)    #正确
    print(p.age)     #正确
    
    print(People.address) #正确
    print(People.name)    #错误
    print(People.age)     #错误

     

    3.通过实例(对象)去修改类属性

    class People(object):
        country = 'china' #类属性
    
    print(People.country)
    p = People()
    print(p.country)
    p.country = 'japan'
    print(p.country)      #实例属性会屏蔽掉同名的类属性
    print(People.country)
    del p.country    #删除实例属性
    print(p.country)

    总结:

    如果需要在类外修改类属性,必须通过类对象去引用然后进行修改。如果通过实例对象去引用,会产生一个同名的实例属性,这种方式修改的是实例属性,不会影响到类属性,并且之后如果通过实例对象去引用该名称的属性,实例属性会强制屏蔽掉类属性,即引用的是实例属性,除非删除了该实例属性。

     

    七、静态方法和类方法

    1. 类方法

    是类对象所拥有的方法,需要用修饰器@classmethod来标识其为类方法,对于类方法,第一个参数必须是类对象,一般以cls作为第一个参数(当然可以用其他名称的变量作为其第一个参数,但是大部分人都习惯以'cls'作为第一个参数的名字,就最好用'cls'了),能够通过实例对象和类对象去访问。

    class People(object):
        country = 'china'
        #类方法,用classmethod来进行修饰
        @classmethod
        def getCountry(cls):
            return cls.country
    
    p = People()
    print p.getCountry()    #可以用过实例对象引用
    print People.getCountry()    #可以通过类对象引用

     类方法还有一个用途就是可以对类属性进行修改:

    class People(object):
        country = 'china'
        #类方法,用classmethod来进行修饰
        @classmethod
        def getCountry(cls):
            return cls.country
    
        @classmethod
        def setCountry(cls,country):
            cls.country = country
    
    p = People()
    print p.getCountry()    #可以用过实例对象引用
    print People.getCountry()    #可以通过类对象引用
    p.setCountry('japan')   
    print p.getCountry()   
    print People.getCountry()
    
    #结果显示在用类方法对类属性修改之后,通过类对象和实例对象访问都发生了改变

    2. 静态方法

    需要通过修饰器@staticmethod来进行修饰,静态方法不需要多定义参数

    class People(object):
        country = 'china'
    
        @staticmethod
        #静态方法
        def getCountry():
            return People.country
    
    print People.getCountry()

    总结:

    从类方法和实例方法以及静态方法的定义形式就可以看出来,类方法的第一个参数是类对象cls,那么通过cls引用的必定是类对象的属性和方法;而实例方法的第一个参数是实例对象self,那么通过self引用的可能是类属性、也有可能是实例属性(这个需要具体分析),不过在存在相同名称的类属性和实例属性的情况下,实例属性优先级更高。静态方法中不需要额外定义参数,因此在静态方法中引用类属性的话,必须通过类对象来引用。

     

    八、应用:老王开枪

    1.应有的类

    (1)人类:属性、姓名、血量、持有的枪;方法:安子弹、安弹夹、拿枪(持有抢)、开枪

    (2)子弹类:属性、杀伤力;方法:伤害敌人(让敌人掉血)

    (3)弹夹类:属性、容量(子弹存储的最大值)、当前保存的子弹;方法:保存子弹(安装子弹的时候)、弹出子弹(开枪的时候)。

    (4)枪类:属性、弹夹(默认没有弹夹,需要安装);方法:连接弹夹(保存弹夹)、射子弹

     

    2.参考代码

    #人类
    class Ren:
        def __init__(self,name):
            self.name = name
            self.xue = 100
            self.qiang = None
    
        def __str__(self):
            return self.name + "剩余血量为:" + str(self.xue)
    
        def anzidan(self,danjia,zidan):
            danjia.baocunzidan(zidan)
    
        def andanjia(self,qiang,danjia):
            qiang.lianjiedanjia(danjia)
    
        def naqiang(self,qiang):
            self.qiang = qiang
    
        def kaiqiang(self,diren):
            self.qiang.she(diren)
    
        def diaoxue(self,shashangli):
            self.xue -= shashangli
    
    #弹夹类
    class Danjia:
        def __init__(self, rongliang):
            self.rongliang = rongliang
            self.rongnaList = []
    
        def __str__(self):
            return "弹夹当前的子弹数量为:" + str(len(self.rongnaList)) + "/" + str(self.rongliang)
    
        def baocunzidan(self,zidan):
            if len(self.rongnaList) < self.rongliang:
                self.rongnaList.append(zidan)
    
        def chuzidan(self):
            #判断当前弹夹中是否还有子弹
            if len(self.rongnaList) > 0:
                #获取最后压入到单间中的子弹
                zidan = self.rongnaList[-1]
                self.rongnaList.pop()
                return zidan
            else:
                return None
    
    #子弹类
    class Zidan:
        def __init__(self,shashangli):
            self.shashangli = shashangli
    
        def shanghai(self,diren):
            diren.diaoxue(self.shashangli)
    
    #枪类
    class Qiang:
        def __init__(self):
            self.danjia = None
    
        def __str__(self):
            if self.danjia:
                return "枪当前有弹夹"
            else:
                return "枪没有弹夹"
    
        def lianjiedanjia(self,danjia):
            if not self.danjia:
                self.danjia = danjia
    
        def she(self,diren):
            zidan = self.danjia.chuzidan()
            if zidan:
                zidan.shanghai(diren)
            else:
                print("没有子弹了,放了空枪....")
    
    
    #创建一个人对象
    laowang = Ren("老王")
    
    #创建一个弹夹
    danjia = Danjia(20)
    print(danjia)
    
    #循环的方式创建一颗子弹,然后让老王把这颗子弹压入到弹夹中
    i=0
    while i<5:
        zidan = Zidan(5)
        laowang.anzidan(danjia,zidan)
        i+=1
    
    #测试一下,安装完子弹后,弹夹中的信息
    print(danjia)
    
    #创建一个枪对象
    qiang = Qiang()
    print(qiang)
    
    #让老王,把弹夹连接到枪中
    laowang.andanjia(qiang,danjia)
    print(qiang)
    
    #创建一个敌人
    diren = Ren("敌人")
    print(diren)
    
    #让老王拿起枪
    laowang.naqiang(qiang)
    
    #老王开枪射敌人
    laowang.kaiqiang(diren)
    print(diren)
    print(danjia)
    
    laowang.kaiqiang(diren)
    print(diren)
    print(danjia)
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