Python基础之面向对象1
一、概述
- 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
- 类变量:类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
- 数据成员:类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
- 方法重写:如果从父类继承的方法不能满足子类的需求,可以对其进行改写,这个过程叫方法的覆盖(override),也称为方法的重写。
- 实例变量:定义在方法中的变量,只作用于当前实例的类。
- 继承:即一个派生类(derived class)继承基类(base class)的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如,有这样一个设计:一个Dog类型的对象派生自Animal类,这是模拟"是一个(is-a)"关系(例图,Dog是一个Animal)。
- 实例化:创建一个类的实例,类的具体对象。
- 方法:类中定义的函数。
- 对象:通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员(类变量和实例变量)和方法。
二、创建类和对象
- 面向对象编程是一种编程方式,此编程方式的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现,所以,面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。
- 类就是一个模板,模板里可以包含多个函数,函数里实现一些功能
- 对象则是根据模板创建的实例,通过实例对象可以执行类中的函数
- class是关键字,表示类
- 创建对象,类名称后加括号即可
# 创建类 class Foo: def buy(self): print("This is buy.") def Hello(self, name): print("This is hello.") # 根据类Foo创建对象obj obj = Foo() obj.buy() #执行Bar方法 obj.Hello('nick') #执行Hello方法
类的创建方式 现在有2种 方式一: 1 class Foo: 2 def func(self): 3 print('from func') 方式二: 1 def func(self): 2 print('from func') 3 x=1 4 Foo=type('Foo',(object,),{'func':func,'x':1}) (符串形式类名 继承类 函数属性 数据属性
类和对象在内存中是如何保存的?
类以及类中的方法在内存中只有一份,而根据类创建的每一个对象都在内存中需要存一份,大致如下图:
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。
a.封装
封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。
所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:
- 将内容封装到某处
- 从某处调用被封装的内容
1、将内容封装到某处
self 是一个形式参数,当执行 obj = Foo('nick', 18 ) 时,self 等于 obj
当执行 obj2 = Foo('jenny', 21 ) 时,self 等于 obj2
2、从某处调用被封装的内容
调用被封装的内容时,有两种情况:
- 通过对象直接调用
- 通过self间接调用
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class Foo: def __init__( self , name, age): self .name = name self .age = age obj = Foo( 'nick' , 18 ) print obj.name # 直接调用obj对象的name属性 print obj.age # 直接调用obj对象的age属性 obj2 = Foo( 'jenny' , 21 ) 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 |
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class Foo: def __init__( self , name, age): self .name = name self .age = age def detail( self ): print self .name print self .age obj = Foo( 'nick' , 18 ) obj.detail() # Python默认会将obj传给self参数,即:obj.detail(obj),所以,此时方法内部的 self = obj,即:self.name 是 nick ;self.age 是 18 obj2 = Foo( 'jenny' , 21 ) obj2.detail() # Python默认会将obj2传给self参数,即:obj1.detail(obj2),所以,此时方法内部的 self = obj2,即:self.name 是 jenny ; self.age 是 21 |
b.继承
对于面向对象的继承来说,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不必一一实现每个方法。
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同而已。
# 继承 # 基类 class Animals: def __init__(self,name): self.name = name def eat(self): print(self.name,"吃") # 派生类 class dog(Animals): def tell(self): print("汪星人") dog = dog("啊黄") dog.tell() dog.eat()
继承 __init__
派生类默认不继承基类__init__,需要用super声明
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class A: def __init__( self ): self .name = "nick" class B(A): def __init__( self ): self .age = 18 super (B, self ).__init__() #super首先找到B的父类A,然后把类B的对象self转换为类A的对象,然后“被转换”的类A对象调用自己的__init__函数 # A.__init__(self) #指定运行A中__init__,不推荐 obj = B() print (obj.__dict__) |
多继承:
- Python的类可以继承多个类,Java和C#中则只能继承一个类
- Python3的类继承多个类的寻找方法的方式,Python 3中没有经典类、新式类之分
# 多继承 class A: def f1(self): print("A") class B(A): def f(self): print("B") class C(A): def f(self): print("C") class D(B): def f(self): print("D") class E(C): def f1(self): print("E") class F(D,E): def f(self): print("F") f1 = F() f1.f1()
Python2的类如果继承了多个类,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
- 当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找
- 当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找
经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类
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,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错 # 所以,查找顺序:A --> B --> D --> C # 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了 a.bar() 经典类多继承
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,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错 # 所以,查找顺序:A --> B --> C --> D # 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了 a.bar() 新式类多继承
经典类:首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错
新式类:首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错
注意:在上述查找过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
函数方法里调用函数方法执行顺序
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# 函数方法里调用函数方法执行顺序 class D: def buy( self ): self .f1() #调用 f1() def f1( self ): print ( "This is D f1." ) class C(D): def f1( self ): print ( "This is C f1." ) class B: def f1( self ): print ( "This is B f1." ) class A(B, C): pass obj = A() obj.buy() |
c. 组合
组合:就是把几个有一个共同的属性的组合到一块 作用 1:做关联 2:小的组成大的
例:如手脚等 组合起来 -----》人
class Hand: pass class Foot: pass class Trunk: pass class Head: pass class Person: def __init__(self,id_num,name,hand,foot,trunk,head): self.id_num=id_num self.name=name self.hand=Hand() self.foot=Foot() self.trunk=Trunk() self.head=Head()
c.多态
class F1: pass 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伪代码实现Java或C#的多态
# 多态 的实现? class H2o: def __init__(self,name,temperature): self.name=name self.temperature=temperature def turn_ice(self): if self.temperature <0: print("%s°,%s这个温度太低已经结冰了"%(self.temperature,self.name)) elif self.temperature>100: print("%s°,%s这个温度太高水为气态" % (self.temperature, self.name)) elif self.temperature>0: print("%s°,%s这个温度水是液态" % (self.temperature, self.name)) class Water(H2o): pass class Ice(H2o): pass class Steam(H2o): pass w1=Water("水",22) i1=Ice("冰",-33) s1=Steam("蒸汽",180)
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
综上所述,对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。
练习一:在终端输出如下信息
- 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...
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') 函数式编程
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() 面向对象
果使用函数式编程,需要在每次执行函数时传入相同的参数,如果参数多的话,又需要粘贴复制了... ;而对于面向对象只需要在创建对象时,将所有需要的参数封装到当前对象中,之后再次使用时,通过self间接去当前对象中取值即可。
练习二:游戏人生程序
1、创建三个游戏人物,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
2、游戏场景,分别:
- 草丛战斗,消耗200战斗力
- 自我修炼,增长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,增长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:当前对象的详细情况""" 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) # 创建苍井井角色 dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800) # 创建东尼木木角色 bo = Person('波多多', '女', 19, 2500) # 创建波多多角色 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 #输出当前所有人的详细情况 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 #输出当前所有人的详细情况 cang.detail() dong.detail() bo.detail() 游戏人生
总结:
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍,总结如下:
- 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,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
- 面向对象三大特性:封装、继承和多态