python基础（11）--面向对象

时间  2019-12-14
标签 python 基础 面向对象 栏目 Python 繁體版
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1.概述java

面向过程：根据业务的逻辑从上到下写代码python

函数式：将某功能代码封装到函数中，往后便无需重复编写，仅调用函数便可程序员

面向对象：对函数进行分类和封装，让开发更快更好更强数据库

 

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制定功能，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。编程

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，开始使用了函数式变成，增长了代码的重用性和可读性，就变成了这样：服务器

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')

咱们来看一种新的编程方式：面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）函数式编程

注：java和C#只支持面向对象编程，而python即支持面向对象编程也支持函数式变成函数

 

2.建立类和对象学习

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，面向对象编程实际上是对“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

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

·class是关键字，表示类

·建立对象，类名称后加括号便可

注意：类中的函数第一个参数必须是self

　　    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()   #z执行Bar方法
obj.Hello() #执行Hello方法

是否是有疑问？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渐变

·面向对象：【建立对象】【经过对象执行方法】

·函数编程：【执行函数】

综上所述答案是确定的，但并不是绝对，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公用的数据

 

3.面向对象的三大特性

面向对象的三大特性是指：封装、继承和多台

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等特性时，须要：

·将内容封装到某处

·从某处调用北封装的内容

 

第一步：将内容封装到某处

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，每一个对象中都有name和age属性，在内存里相似于下图来保存。

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('jack', 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('tom', 19)
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

'''
输出：

　　jack
　　18
　　tom
　　19

'''

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('jack', 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 jack ；self.age 是 18

obj2 = Foo('tom', 19)
obj2.detail() #python默认会将obj2传给self参数，即：obj2.detail(obj2)，因此，此时方法内部的self=obj2，即：self.name 是 tom ； self.age 是 19

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，而后经过对对象直接或者self间接获取被封装的内容

 

练习题一：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
  • 老张...
#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')
#面向对象
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('老李', 90, '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slef间接去当前对象中取值便可。

 

练习题二：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
class Person:
    def __init__(self, name, gen, age, fig):
        self.name = name
        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('苍进空', '女', 18, 1000) #建立苍进空角色
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()   #苍进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()   #苍进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()


'''
姓名：苍进空；性别：女；年龄：18；战斗力：500
姓名：东尼木木；性别：男；年龄：20；战斗力：2000
姓名：波多多；性别：女；年龄：19；战斗力：2300
姓名：苍进空；性别：女；年龄：18；战斗力：0
姓名：东尼木木；性别：男；年龄：20；战斗力：1500
姓名：波多多；性别：女；年龄：19；战斗力：2500
'''

 

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雷，那么久须要为猫和狗实现它们全部的功能，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 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
#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('小黑家的小白猫')
c2.drink()

d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()

'''
小白家的小黑猫 吃
小黑家的小白猫 喝
胖子家的小瘦狗 吃
'''

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，还有派生类和基类，他们与子类和父类只是叫法不一样而已

 

 

多继承

  • 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，name其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先

  • 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，新的必然包含了更多的功能，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，name该类即是新式类，不然即是经典类

 

#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类中没有，则继续去D类中找，若是D类中没有，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类中没有，则继续去C类中找，若是C类中没有，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
#在上述朝赵bar方法的过程当中，一旦找到，则寻找 过程当即终端，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

python不支持java和C#这一类强类型语言中多态的写法，可是原生多态，其python崇尚“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'


# 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

Python伪代码实现Java或C#的多态
#python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)

 

 

总结

以上就是对于面向对象初级只是介绍，总结以下

  • 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
  • 类是一个模板，模板中包装了多个“函数”供使用
  • 对象，根据模板建立的实例（即：对象），实例用于调用被包装在类中的函数
  • 面向对象的三大特性：封装、继承和多态

问答专区

问题一：什么样的代码才是面向对象？

答：从简单来讲，若是程序中的全部功能都是用 类 和 对象 来实现，那么就是面向对象编程了。

问题二：函数式编程 和 面向对象 如何选择？分别在什么状况下使用？

答：须知：对于 C# 和 Java 程序员来讲不存在这个问题，由于该两门语言只支持面向对象编程（不支持函数式编程）。而对于 Python 和 PHP 等语言却同时支持两种编程方式，且函数式编程能完成的操做，面向对象均可以实现；而面向对象的能完成的操做，函数式编程不行（函数式编程没法实现面向对象的封装功能）。

因此，通常在Python开发中，所有使用面向对象 或 面向对象和函数式混合使用

面向对象的应用场景:

  1. 多函数需使用共同的值，如：数据库的增、删、改、查操做都须要链接数据库字符串、主机名、用户名和密码
  2. class SqlHelper:

    def __init__(self, host, user, pwd):

        self.host = host
        self.user = user
        self.pwd = pwd

    def 增(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库链接
        # do something
        # 关闭数据库链接

    def 删(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库链接
        # do something
        # 关闭数据库链接

    def 改(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库链接
        # do something
        # 关闭数据库链接

    def 查(self):
    # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库链接
        # do something
        # 关闭数据库链接# do something

Demo

    须要建立多个事物，每一个事物属性个数相同，可是值的需求
    如：张3、李4、杨五，他们都有姓名、年龄、血型，但其都是不相同。即：属性个数相同，但值不相同

    class Person:

    def __init__(self, name ,age ,blood_type):

        self.name = name
        self.age = age
        self.blood_type = blood_type


    def detail(self):
        temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
        print temp

zhangsan = Person('张三', 18, 'A')
lisi = Person('李四', 73, 'AB')
yangwu = Person('杨五', 84, 'A')

Demo

    问题三：类和对象在内存中是如何保存？

    答：类以及类中的方法在内存中只有一份，而根据类建立的每个对象都在内存中须要存一份，大体以下图：

    如上图所示，根据类建立对象时，对象中除了封装 name 和 age 的值以外，还会保存一个类对象指针，该值指向当前对象的类。

    当经过 obj1 执行 【方法一】 时，过程以下：

    1. 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
    2. 将对象 obj1 看成参数传给 方法的第一个参数 self 

 

本篇内容转载至武沛齐博客，只为学习使用

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