面向对象编程其实很简单——Python 面向对象（初级篇）

时间  2020-01-13
标签 面向对象 编程 其实 简单 python 初级 栏目 软件设计 繁體版
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今天看到武sir发了一篇关于python面向对象编程的博文，感受很好，从新温习了一遍封装、继承、多态，特转载一下，在看的时候，请自动忽略里面一些猥琐的字段j_0066.gifpython

在Python教学中发现，不少同窗在走到面向对象编程这块就开始蒙圈了，为了帮助你们更好的理解面向对象编程并其能将其用到本身的开发过程当中，特写此文。
编程

概述

  • 面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码服务器

  • 函数式：将某功能代码封装到函数中，往后便无需重复编写，仅调用函数便可ide

  • 面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”函数式编程

面向过程编程最易被初学者接受，其每每用一长段代码来实现指定功能，开发过程当中最多见的操做就是粘贴复制，即：将以前实现的代码块复制到现需功能处。函数

while True：
    if cpu利用率 > 90%:
        #发送邮件提醒
        链接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭链接
  
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        #发送邮件提醒
        链接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭链接
  
    if 内存占用 > 80%:
        #发送邮件提醒
        链接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭链接
随着时间的推移，开始使用了函数式编程，加强代码的重用性和可读性，就变成了这样： 
def 发送邮件(内容)
    #发送邮件提醒
    链接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭链接
  
while True：
  
    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件('CPU报警')
  
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件('硬盘报警')
  
    if 内存占用 > 80%:
        发送邮件('内存报警')

今天咱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#来讲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学习

建立类和对象

面向对象编程是一种编程方式，此编程方式的落地须要使用 “类” 和 “对象” 来实现，因此，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。spa

　　类就是一个模板，模板里能够包含多个函数，函数里实现一些功能设计

　　对象则是根据模板建立的实例，经过实例对象能够执行类中的函数3d

wKioL1Xf5G7BlIncAAO0Bg9c928619.jpg

  • class是关键字，表示类

  • 建立对象，类名称后加括号便可

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）
　　 类中定义的函数叫作 “方法”

# 建立类
class Foo:
      
    def Bar(self):
        print 'Bar'
  
    def Hello(self, name):
        print 'i am %s' %name
  
# 根据类Foo建立对象obj
obj = Foo()
obj.Bar()            #执行Bar方法
obj.Hello('wupeiqi') #执行Hello方法

诶，你在这里是否是有疑问了？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：【建立对象】【经过对象执行方法】

  • 函数编程：【执行函数】

观察上述对比答案则是确定的，而后并不是绝对，场景的不一样适合其的编程方式也不一样。

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

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。

1、封装

封装，顾名思义就是将内容封装到某个地方，之后再去调用被封装在某处的内容。

因此，在使用面向对象的封装特性时，须要：

  • 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

wKioL1Xf5Lzyh0_6AAkyqBren54354.jpg

 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

因此，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每一个对象中都封装了 name 和 age ，以前说的“内容封装到某处”其在内容里相似于下图来保存。

wKioL1Xf5N_SEplkAAJlP0-ZURY891.jpg

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种状况：

  • 经过对象直接调用

  • 经过self间接调用

一、经过对象直接调用被封装的内容

上图展现了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式能够如此调用被封装的内容：对象.属性名

class Foo:
  
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
  
obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性
  
obj2 = Foo('alex', 73)
print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
print obj2.age     # 直接调用obj2对象的age属性

二、经过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，须要经过self间接调用被封装的内容

class Foo:
   
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
   
    def detail(self):
        print self.name
        print self.age
   
obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
obj1.detail()  # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，因此，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
   
obj2 = Foo('alex', 73)
obj2.detail()  # Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)，因此，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讲，其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中，而后经过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

练习一：在终端输出以下信息

  • 小明，10岁，男，上山去砍柴

  • 小明，10岁，男，开车去东北

  • 小明，10岁，男，最爱大保健


  • 老李，90岁，男，上山去砍柴

  • 老李，90岁，男，开车去东北

  • 老李，90岁，男，最爱大保健


函数式编程
 
def kanchai(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
 
 
def qudongbei(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)
 
 
def dabaojian(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)
 
 
kanchai('小明', 10, '男')
qudongbei('小明', 10, '男')
dabaojian('小明', 10, '男')
 
 
kanchai('老李', 90, '男')
qudongbei('老李', 90, '男')
dabaojian('老李', 90, '男')
class Foo:
     
    def __init__(self, name, age ,gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
 
    def kanchai(self):
        print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)
 
    def qudongbei(self):
        print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)
 
    def dabaojian(self):
        print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)
 
 
xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
xiaoming.kanchai()
xiaoming.qudongbei()
xiaoming.dabaojian()
 
laoli = Foo('小明', 10, '男')
laoli.kanchai()
laoli.qudongbei()
laoli.dabaojian()

上述对比能够看出，若是使用函数式编程，须要在每次执行函数时传入相同的参数，若是参数多的话，又须要粘贴复制了...  ；而对于面向对象只须要在建立对象时，将全部须要的参数封装到当前对象中，以后再次使用时，经过self间接去当前对象中取值便可。


练习二：游戏人生程序

一、建立三个游戏人物，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

二、游戏场景，分别：

  • 草丛战斗，消耗200战斗力

  • 自我修炼，增加100战斗力

  • 多人游戏，消耗500战斗力

# -*- coding:utf-8 -*-
 
# #####################  定义实现功能的类  #####################
 
class Person:
 
    def __init__(self, na, gen, age, fig):
        self.name = na
        self.gender = gen
        self.age = age
        self.fight =fig
 
    def grassland(self):
        """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
 
        self.fight = self.fight - 200
 
    def practice(self):
        """注释：自我修炼，增加100战斗力"""
         
        self.fight = self.fight + 200
 
    def incest(self):
        """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
         
        self.fight = self.fight - 500
 
    def detail(self):
        """注释：当前对象的详细状况"""
 
        temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
        print temp
 
         
# #####################  开始游戏  #####################
 
cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 建立苍井井角色
dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 建立东尼木木角色
bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 建立波多多角色
 
cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏
dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
 
 
#输出当前全部人的详细状况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
 
 
cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏
dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
bo.practice() #波多多自我修炼了一次
 
#输出当前全部人的详细状况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
 
游戏人生

2、继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子能够继承父的内容。

例如：

　　猫能够：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗能够：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

若是咱们要分别为猫和狗建立一个类，那么就须要为 猫 和 狗 实现他们全部的功能，以下所示：

伪代码
 
class 猫：
 
    def 喵喵叫(self):
        print '喵喵叫'
 
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something
 
class 狗：
 
    def 汪汪叫(self):
        print '喵喵叫'
 
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something

上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具备的功能，而咱们却分别的猫和狗的类中编写了两次。若是使用 继承 的思想，以下实现：

　　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）

伪代码
  
class 动物:
 
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something
 
# 在类后面括号中写入另一个类名，表示当前类继承另一个类
class 猫(动物)：
 
    def 喵喵叫(self):
        print '喵喵叫'
         
# 在类后面括号中写入另一个类名，表示当前类继承另一个类
class 狗(动物)：
 
    def 汪汪叫(self):
        print '喵喵叫'
代码实例
 
class Animal:
 
    def eat(self):
        print "%s 吃 " %self.name
 
    def drink(self):
        print "%s 喝 " %self.name
 
    def shit(self):
        print "%s 拉 " %self.name
 
    def pee(self):
        print "%s 撒 " %self.name
 
 
class Cat(Animal):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '猫'
 
    def cry(self):
        print '喵喵叫'
 
class Dog(Animal):
     
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '狗'
         
    def cry(self):
        print '汪汪叫'
         
 
# ######### 执行 #########
 
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
 
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
 
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()

因此，对于面向对象的继承来讲，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没必要一一实现每一个方法。

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一样而已。

wKiom1Xf5I_ABe9gAAjsXx2XwzQ819.jpg学习了继承的写法以后，咱们用代码来是上述阿猫阿狗的功能：

代码实例
 
class Animal:
 
    def eat(self):
        print "%s 吃 " %self.name
 
    def drink(self):
        print "%s 喝 " %self.name
 
    def shit(self):
        print "%s 拉 " %self.name
 
    def pee(self):
        print "%s 撒 " %self.name
 
 
class Cat(Animal):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '猫'
 
    def cry(self):
        print '喵喵叫'
 
class Dog(Animal):
     
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '狗'
         
    def cry(self):
        print '汪汪叫'
         
 
# ######### 执行 #########
 
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
 
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
 
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()

那么问题又来了，多继承呢？

  • 是否能够继承多个类

  • 若是继承的多个类每一个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？

一、Python的类能够继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类

二、Python的类若是继承了多个类，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

wKiom1Xf5NfBvNpGAAXB_MoQ8sg364.jpg

  • 当类是经典类时，多继承状况下，会按照深度优先方式查找

  • 当类是新式类时，多继承状况下，会按照广度优先方式查找

经典类和新式类，从字面上能够看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是以后推荐的写法，从写法上区分的话，若是 当前类或者父类继承了object类，那么该类即是新式类，不然即是经典类。

wKioL1Xf5wSjWQoMAAIV9cAHDdk408.jpg

经典类多继承
 
class D:
 
    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，若是A类中没有，则继续去B类中找，若是B类中么有，则继续去D类中找，若是D类中么有，则继续去C类中找，若是仍是未找到，则报错
# 因此，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的过程当中，一旦找到，则寻找过程当即中断，便不会再继续找了
a.bar()
新式类多继承
 
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，若是A类中没有，则继续去B类中找，若是B类中么有，则继续去C类中找，若是C类中么有，则继续去D类中找，若是仍是未找到，则报错
# 因此，查找顺序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的过程当中，一旦找到，则寻找过程当即中断，便不会再继续找了
a.bar()

经典类：首先去A类中查找，若是A类中没有，则继续去B类中找，若是B类中么有，则继续去D类中找，若是D类中么有，则继续去C类中找，若是仍是未找到，则报错

新式类：首先去A类中查找，若是A类中没有，则继续去B类中找，若是B类中么有，则继续去C类中找，若是C类中么有，则继续去D类中找，若是仍是未找到，则报错

注意：在上述查找过程当中，一旦找到，则寻找过程当即中断，便不会再继续找了


3、多态 

 Pyhon不支持多态而且也用不到多态，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”。

Python伪代码实现Java或C#的多态
 
class F1:
    pass
 
 
class S1(F1):
 
    def show(self):
        print 'S1.show'
 
 
class S2(F1):
 
    def show(self):
        print 'S2.show'
 
 
# 因为在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型
# 为了让Func函数既能够执行S1对象的show方法，又能够执行S2对象的show方法，因此，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函数须要接收一个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
ython “鸭子类型”
 
class F1:
    pass
 
 
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)
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