python面向对象(一)

概述

  • 面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
  • 函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可
  • 面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”

面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程中最常见的操作就是粘贴复制，即：将之前实现的代码块复制到现需功能处。

 1 while True：
 2     if cpu利用率 > 90%:
 3         #发送邮件提醒
 4         连接邮箱服务器
 5         发送邮件
 6         关闭连接
 7  
 8     if 硬盘使用空间 > 90%:
 9         #发送邮件提醒
10         连接邮箱服务器
11         发送邮件
12         关闭连接
13  
14     if 内存占用 > 80%:
15         #发送邮件提醒
16         连接邮箱服务器
17         发送邮件
18         关闭连接

随着时间的推移，开始使用了函数式编程，增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
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接
 
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')

今天我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#来说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

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

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）
　　 类中定义的函数叫做 “方法”

 1 # 创建类
 2 class Foo:
 3      
 4     def Bar(self):
 5         print 'Bar'
 6  
 7     def Hello(self, name):
 8         print 'i am %s' %name
 9  
10 # 根据类Foo创建对象obj
11 obj = Foo()
12 obj.Bar()            #执行Bar方法
13 obj.Hello('wupeiqi') #执行Hello方法　

诶，你在这里是不是有疑问了？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：【创建对象】【通过对象执行方法】
  • 函数编程：【执行函数】

观察上述对比答案则是肯定的，然后并非绝对，场景的不同适合其的编程方式也不同。

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。

一、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

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

所以，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每个对象中都有 name 和 age 属性，在内存里类似于下图来保存。

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种情况：

  • 通过对象直接调用
  • 通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名

 1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6  
 7 obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
 8 print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
 9 print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性
10  
11 obj2 = Foo('alex', 73)
12 print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
13 print obj2.age     # 直接调用obj2对象的age属性
View Code

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，需要通过self间接调用被封装的内容

 1 class Foo:
 2   
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6   
 7     def detail(self):
 8         print self.name
 9         print self.age
10   
11 obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
12 obj1.detail()  # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
13   
14 obj2 = Foo('alex', 73)
15 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 alex ； self.age 是 78
View Code

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。

实例一：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... 
     1 def kanchai(name, age, gender):
 2     print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
 3 
 4 
 5 def qudongbei(name, age, gender):
 6     print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)
 7 
 8 
 9 def dabaojian(name, age, gender):
10     print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)
11 
12 
13 kanchai('小明', 10, '男')
14 qudongbei('小明', 10, '男')
15 dabaojian('小明', 10, '男')
16 
17 
18 kanchai('老李', 90, '男')
19 qudongbei('老李', 90, '男')
20 dabaojian('老李', 90, '男')
21 
22 函数式编程
    函数式编程
     1 class Foo:
 2     
 3     def __init__(self, name, age ,gender):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6         self.gender = gender
 7 
 8     def kanchai(self):
 9         print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)
10 
11     def qudongbei(self):
12         print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)
13 
14     def dabaojian(self):
15         print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)
16 
17 
18 xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
19 xiaoming.kanchai()
20 xiaoming.qudongbei()
21 xiaoming.dabaojian()
22 
23 laoli = Foo('老李', 90, '男')
24 laoli.kanchai()
25 laoli.qudongbei()
26 laoli.dabaojian()
27 
28 面向对象
    面向对象

  • 实例二：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 
       1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 
 3 # #####################  定义实现功能的类  #####################
 4 
 5 class Person:
 6 
 7     def __init__(self, na, gen, age, fig):
 8         self.name = na
 9         self.gender = gen
10         self.age = age
11         self.fight =fig
12 
13     def grassland(self):
14         """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
15 
16         self.fight = self.fight - 200
17 
18     def practice(self):
19         """注释：自我修炼，增长100战斗力"""
20         
21         self.fight = self.fight + 200
22 
23     def incest(self):
24         """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
25         
26         self.fight = self.fight - 500
27 
28     def detail(self):
29         """注释：当前对象的详细情况"""
30 
31         temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
32         print temp
33 
34         
35 # #####################  开始游戏  #####################
36 
37 cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色
38 dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色
39 bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色
40 
41 cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏
42 dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
43 bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
44 
45 
46 #输出当前所有人的详细情况
47 cang.detail()
48 dong.detail()
49 bo.detail()
50 
51 
52 cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏
53 dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
54 bo.practice() #波多多自我修炼了一次
55 
56 #输出当前所有人的详细情况
57 cang.detail()
58 dong.detail()
59 bo.detail()
60 
61 游戏人生
      游戏人生

    • 二、继承

      继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容。

      例如：

      　　猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

      　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

      如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能，如下所示：

    •  1 class 猫：
 2 
 3     def 喵喵叫(self):
 4         print '喵喵叫'
 5 
 6     def 吃(self):
 7         # do something
 8 
 9     def 喝(self):
10         # do something
11 
12     def 拉(self):
13         # do something
14 
15     def 撒(self):
16         # do something
17 
18 class 狗：
19 
20     def 汪汪叫(self):
21         print '喵喵叫'
22 
23     def 吃(self):
24         # do something
25 
26     def 喝(self):
27         # do something
28 
29     def 拉(self):
30         # do something
31 
32     def 撒(self):
33         # do something
34 
35 伪代码
      伪代码

      上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想，如下实现：

      　　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）

       1 class 动物:
 2 
 3     def 吃(self):
 4         # do something
 5 
 6     def 喝(self):
 7         # do something
 8 
 9     def 拉(self):
10         # do something
11 
12     def 撒(self):
13         # do something
14 
15 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
16 class 猫(动物)：
17 
18     def 喵喵叫(self):
19         print '喵喵叫'
20         
21 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
22 class 狗(动物)：
23 
24     def 汪汪叫(self):
25         print '喵喵叫'
26 
27 class 动物:
28 
29     def 吃(self):
30         # do something
31 
32     def 喝(self):
33         # do something
34 
35     def 拉(self):
36         # do something
37 
38     def 撒(self):
39         # do something
40 
41 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
42 class 猫(动物)：
43 
44     def 喵喵叫(self):
45         print '喵喵叫'
46         
47 # 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
48 class 狗(动物)：
49 
50     def 汪汪叫(self):
51         print '喵喵叫'
52 
53 伪代码
      伪代码
       1 class Animal:
 2 
 3     def eat(self):
 4         print "%s 吃 " %self.name
 5 
 6     def drink(self):
 7         print "%s 喝 " %self.name
 8 
 9     def shit(self):
10         print "%s 拉 " %self.name
11 
12     def pee(self):
13         print "%s 撒 " %self.name
14 
15 
16 class Cat(Animal):
17 
18     def __init__(self, name):
19         self.name = name
20         self.breed ＝ '猫'
21 
22     def cry(self):
23         print '喵喵叫'
24 
25 class Dog(Animal):
26     
27     def __init__(self, name):
28         self.name = name
29         self.breed ＝ '狗'
30         
31     def cry(self):
32         print '汪汪叫'
33         
34 
35 # ######### 执行 #########
36 
37 c1 = Cat('小白家的小黑猫')
38 c1.eat()
39 
40 c2 = Cat('小黑的小白猫')
41 c2.drink()
42 
43 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
44 d1.eat()
45 
46 代码实例
      代码实例

      所以，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。

      学习了继承的写法之后，我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能：

       1 class Animal:
 2 
 3     def eat(self):
 4         print "%s 吃 " %self.name
 5 
 6     def drink(self):
 7         print "%s 喝 " %self.name
 8 
 9     def shit(self):
10         print "%s 拉 " %self.name
11 
12     def pee(self):
13         print "%s 撒 " %self.name
14 
15 
16 class Cat(Animal):
17 
18     def __init__(self, name):
19         self.name = name
20         self.breed ＝ '猫'
21 
22     def cry(self):
23         print '喵喵叫'
24 
25 class Dog(Animal):
26     
27     def __init__(self, name):
28         self.name = name
29         self.breed ＝ '狗'
30         
31     def cry(self):
32         print '汪汪叫'
33         
34 
35 # ######### 执行 #########
36 
37 c1 = Cat('小白家的小黑猫')
38 c1.eat()
39 
40 c2 = Cat('小黑的小白猫')
41 c2.drink()
42 
43 d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
44 d1.eat()
45 
46 代码实例
      代码实例

      那么问题又来了，多继承呢？

      • 是否可以继承多个类
      • 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？

      1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类

      2、Python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。

       

       1 class D:
 2 
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print 'C.bar'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print 'B.bar'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print 'A.bar'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 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
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
28 # 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
29 a.bar()
30 
31 经典类多继承
      经典类多继承
       1 class D(object):
 2 
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print 'C.bar'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print 'B.bar'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print 'A.bar'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 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
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
28 # 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
29 a.bar()
30 
31 新式类多继承
      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

      三、多态 

       Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法，但是原生多态，其Python崇尚“鸭子类型”。

       1 class F1:
 2     pass
 3 
 4 
 5 class S1(F1):
 6 
 7     def show(self):
 8         print 'S1.show'
 9 
10 
11 class S2(F1):
12 
13     def show(self):
14         print 'S2.show'
15 
16 
17 # 由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型
18 # 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
19 # 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象
20 
21 def Func(F1 obj):
22     """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
23     
24     print obj.show()
25     
26 s1_obj = S1()
27 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
28 
29 s2_obj = S2()
30 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
31 
32 Python伪代码实现Java或C#的多态
      Python伪代码实现Java或C#的多态
       1 class F1:
 2     pass
 3 
 4 
 5 class S1(F1):
 6 
 7     def show(self):
 8         print 'S1.show'
 9 
10 
11 class S2(F1):
12 
13     def show(self):
14         print 'S2.show'
15 
16 def Func(obj):
17     print obj.show()
18 
19 s1_obj = S1()
20 Func(s1_obj) 
21 
22 s2_obj = S2()
23 Func(s2_obj) 
24 
25 Python “鸭子类型”
      Python “鸭子类型”

      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
posted @ 2018-08-27 19:56  一二九  阅读(141)  评论(0)  编辑  收藏  举报