Python第十三章面向对象

第十三章面向对象

13.1 类的定义

class 类名称:
	类的属性
	类的行为

class是关键字，表示要定义类了
类的属性，即定义在类中的变量（成员变量）
类的行为，即定义在类中的函数（成员方法）

创建类的语法

对象 = 类名称()

13.1.1 成员变量

class Student:
    name = None
    age = None
    sex = None


student = Student()
student.name = "jack"
student.age = 18
student.sex = "male"

print(student.name)  # jack
print(student.age)  # 18
print(student.sex)  # male

13.1.2 成员方法

class Student:
    name = None

    def say_hi(self):
        print(f"hi, my name is {self.name}")


student = Student()
student.name = "jack"

student.say_hi()  # hi, my name is jack

在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微区别：

def 方法名(self, param1, param2, ..., paramN):
	方法体

可以看到，在方法定义的参数列表中，有一个：self关键字

self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。

它用来表示类对象自身的意思
当我们使用类对象调用方法的是，self会自动被python传入（也就是调用方法的时候不需要传入self，传入后面的参数即可）
在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用self

比如

def say_hi(self):
    print(f"hi, my name is {self.name}")

调用成员方法的时候忽略self参数

student.say_hi()

13.2 特殊成员方法

下面几种方法是每个类的内置方法，也称为魔术方法

方法	功能
`__init__`	构造方法，可用于创建类对象的时候设置初始化行为
`__str__`	用于实现类对象转字符串的行为
`__lt__`	用于2个类对象进行小于或大于比较
`__le__`	用于2个类对象进行小于等于或大于等于比较
`__eq__`	用于2个类对象进行相等比较

【说明】实际上的魔术方法有很多，这里只学习最常用的几个

13.2.1 构造方法

Python类可以使用：__init__()方法，称之为构造方法。

class Student:
    name = None
    age = None
    sex = None


student = Student()
student.name = "jack"
student.age = 18
student.sex = "male"

上述代码太复杂了，可以使用构造方法__init__()

可以实现：

在创建类对象（构造类）的时候，会自动执行。
在创建类对象（构造类）的时候，将传入参数自动传递给__init__方法使用。

class Student:
    name = None
    age = None
    sex = None

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        print("constructor method")

    def say_hi(self):
        print(f"hi, my name is {self.name}, my age is {self.age}, my sex is {self.sex}")


student = Student("jack", 18, "female")
print(student.name)  # jack
print(student.age)  # 18
print(student.sex)  # female
student.say_hi()  # hi, my name is jack, my age is 18, my sex is female

【注意】不要将init写成int

在构造函数里面赋值的变量可以不必在类中声明了，在构造函数中直接定义 + 声明

class Student:
    # 成员变量不用写
    # name = None
    # age = None
    # sex = None

    def __init__(self, name, age, sex):
        # 构造方法里面声明 + 初始化
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        print("constructor method")

    def say_hi(self):
        print(f"hi, my name is {self.name}, my age is {self.age}, my sex is {self.sex}")


student = Student("jack", 18, "female")
print(student.name)  # jack
print(student.age)  # 18
print(student.sex)  # female
student.say_hi()  # hi, my name is jack, my age is 18, my sex is female

如果显示定义了构造函数，那么默认的无参构造函数就没有了

student2 = Student() # 错误：TypeError: Student.__init__() missing 3 required positional arguments: 'name', 'age', and 'sex'

13.2.2 字符串方法

默认情况下：当类对象需要被转换成字符串的时候，会被转换成内存地址

student = Student()
print(student)  # <__main__.Student object at 0x00000150609B7010>

可以使用__str__方法设置转换的字符串

class Student:

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

    def __str__(self):
        return f"name:{self.name}, age:{self.age}, sex:{self.sex}"

student = Student("jack", 18, "male")
print(student)  # name:jack, age:18, sex:male

13.2.3 小于比较方法

默认情况下，对象是不允许比较的

student1 = Student("jack", 18, "male")
student2 = Student("mary", 19, "female")
print(student1 < student2)  # TypeError: '<' not supported between instances of 'Student' and 'Student'

使用__lt__来比较

class Student:
    
    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

    # 定义了<的比较规则
    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age

student1 = Student("jack", 18, "male")
student2 = Student("mary", 19, "female")
print(student1 < student2)  # True
print(student1 > student2)  # False

【说明】比较大于符号的魔术方法是：gt__不过，实现了__lt，__gt__就没必要实现了

13.2.4 ≤、=比较方法

≤对应的是__le__，=对应的是__eq__

class Student:

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        print("constructor method")

    def __le__(self, other):
        return self.age <= other.age

    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age

student1 = Student("jack", 18, "male")
student2 = Student("mary", 19, "female")
print(student1 <= student2)  # True
print(student1 == student2)  # False

13.3 面向对象三大特性

面向对象编程，是许多编程语言都支持的一种编程思想。简单理解是：基于模板（类）去创建实体（对象），使用对象完成功能开发。

面向对象包含3大主要特性：封装、继承、多态

13.3.1 封装

封装表示的是，将现实世界事物的：属性、行为，封装到类中，描述为：成员变量、成员方法，从而完成程序对现实世界事物的描述

(1) 私有成员

既然现实事物有不公开的属性和行为，那么作为现实事物在程序中映射的类，也应该支持。

类中提供了私有成员的形式来支持。

私有成员变量
私有成员方法

【说明】私有成员包括变量和方法

定义私有成员的方式非常简单，只需要：

私有成员变量：变量名以__开头（2个下划线）
私有成员方法：方法名以__开头（2个下划线）

即可完成私有成员的设置

1、私有成员无法访问

class Phone:
    IMEI = None  # 序列号
    producer = None  # 厂商

    __current_voltage = None  # 当前电压

    def call_by_5g(self):
        print("5g通话已开始")

    def __keep_single_core(self):
        print("让CPU一但和模式运行以节省电量")


phone = Phone()
phone.__keep_single_core()  # 不能使用私有方式
phone.__current_voltage = 13  # 不能访问私有变量
print(phone.__current_voltage)

2、在成员方法内，可以访问私有方法

class Phone:
    IMEI = None  # 序列号
    producer = None  # 厂商

    __current_voltage = 10  # 当前电压

    def call_by_5g(self):
        if self.__current_voltage >= 1:
            self.__keep_single_core()
        print("5g通话已开始")

    def __keep_single_core(self):
        print("让CPU一但和模式运行以节省电量")


phone = Phone()
phone.call_by_5g()  # 5g通话已开始

13.3.2 继承

(1) 继承语法

继承的语法

class 子类名(父类名):
	类内容体

继承分为：单继承和多继承

继承表示：将从父类那里继承（复制）来成员变量和成员方法（不含私有）（私有的成员不会继承）

1、单继承

class Father:
    name = "father"

    def father_name(self):
        print(f"father_name is {self.name}")


class Son(Father):
    name = "son"

    def son_name(self):
        print(f"son_name is {self.name}")


son = Son()
son.father_name()  # father_name is son
son.son_name()  # son_name is son

2、多继承

class 子类名(父类1, 父类2, 父类3... 父类N):
	类内容体

下面是一个案例

class Phone:
    IMEI = None  # 序列号
    producer = None  # 厂商

    def call_by_5g(self):
        print("5g通信")


class NFCReader:
    nfc_type = "第五代"
    producer = "HM"

    def read_card(self):
        print("读取NFC卡")

    def write_card(self):
        print("写入NFC卡")


class RemoteControl:
    rc_type = "红外遥控"

    def control(self):
        print("红外遥控开启")


class MyPhone(Phone, NFCReader, RemoteControl):
    pass  


xiaomi = MyPhone()
xiaomi.call_by_5g()  # 5g通信
xiaomi.read_card()  # 读取NFC卡
xiaomi.write_card()  # 写入NFC卡
xiaomi.control()  # 红外遥控开启

【说明】pass是占位语句，用来保证函数（方法）或类定义的完整性，表示无内容，空的意思

3、多继承的变量覆盖问题

多个父类中，如果有同名的成员，那么默认以继承顺序（从左到右）为优先级。也就是最左边的优先级最高

如上面的例子，Phone和NFCReader都有producer的变量，最后只有是最左边的Phone的变量有效

print(xiaomi.producer) # None

(2) 重写父类成员

class Father:
    var = "father"

    def func(self):
        print("father method")


class Son(Father):
    var = "son"

    # 覆盖了父类方法
    def func(self):
        print("son method")


son = Son()
son.func()  # son method
print(son.var)  # son

(3) 调用父类同名成员

一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员

如果需要使用被复写的父类的成员，需要特殊的调用方式:

方式1：调用父类成员

使用成员变量：父类名.成员变量
使用成员方法：父类名.成员方法(self)

方式2：使用super()调用父类成员

使用成员变量：super().成员变量
使用成员方法：super().成员方法()

【说明】只能在子类内调用父类的同名成员（不能在类外）。子类的类对象直接调用会调用子类复写的成员

1、父类名调用

class Father:
    var = "father"

    def func(self):
        print("father method")


class Son(Father):
    var = "son"

    # 覆盖了父类方法
    def func(self):
        # print("son method")
        Father.func(self)  # father method，这里得传入self
        print(Father.var)  # father


son = Son()
son.func()

2、super()调用

class Father:
    var = "father"

    def func(self):
        print("father method")


class Son(Father):
    var = "son"

    # 覆盖了父类方法
    def func(self):
        # print("son method")
        super().func()  # father method，不用传入self参数
        print(super().var)  # father


son = Son()
son.func()  # son method

13.3.3 多态

多态，指的是：多种状态，即完成某个行为时，使用不同的对象会得到不同的状态。

class Animal:
    def speak(self):
        pass


class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("wangwang")


class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("miaomiao")


def make_noise(animal: Animal):
    animal.speak()


dog = Dog()
cat = Cat()

make_noise(dog)  # wangwang
make_noise(cat)  # miaomiao

多态常作用在继承关系上，比如

函数(方法)形参声明接收父类对象
实际传入父类的子类对象进行工作

即：以父类做定义声明、以子类做实际工作，用以获得同一行为, 不同状态

上述例子可以看到父类Animal的speak方法是空实现

class Animal:
    def speak(self):
        pass

这种设计的含义是：

父类用来确定有哪些方法
具体的方法实现，由子类自行决定

这种写法，就叫做抽象类（也可以称之为接口）

抽象类：含有抽象方法的类称之为抽象类
抽象方法：方法体是空实现的（pass）称之为抽象方法

【说明】含有pass的方法是抽象方法，含有抽象方法的类就是抽象类

抽象类的作用：多用于做顶层设计（设计标准），以便子类做具体实现；也是对子类的一种软性约束，要求子类必须复写（实现）父类的一些方法；并配合多态使用，获得不同的工作状态。

【说明】抽象类(接口)是很能体现多态的一点，父类都设置为抽象方法，都交由子类实现

class AC:
    def cool_wind(self):
        """制冷"""
        pass

    def hot_wind(self):
        """制热"""
        pass

    def swing_l_r(self):
        """左右摇摆"""
        pass


class Midea_AC(AC):
    def cool_wind(self):
        print("美的空调制冷")

    def hot_wind(self):
        print("美的空调制热")

    def swing_l_r(self):
        print("美的空调左右摇摆")


class GREE_AC(AC):
    def cool_wind(self):
        print("格力空调变频省电制冷")

    def hot_wind(self):
        print("格力空调变频省电制热")

    def swing_l_r(self):
        print("格力空调静音左右摆风")


def make_cool(ac: AC):
    ac.cool_wind()


midea_ac = Midea_AC()
gree_ac = GREE_AC()

make_cool(midea_ac)  # 美的空调制冷
make_cool(gree_ac)  # 格力空调变频省电制冷

13.4 面向对象练习

【说明】本例题重在讲解Python中的面向对象思维

某公司，有2份数据文件，现需要对其进行分析处理，计算每日的销售总额(所有地区的销售额加起来)并以柱状图表的形式进行展示。

两份文件如下

# 2011-1-data.txt, 文本文件，中间用,隔开
2011-01-01,4b34218c-9f37-4e66-b33e-327ecd5fb897,1689,湖南省
2011-01-01,4b34218c-9f37-4e66-b33e-327ecd5fb897,1689,湖南省
2011-01-01,5b6a6417-9a16-4243-9704-255719074bff,2353,河北省
2011-01-01,ae240260-68a9-4e59-b4c9-206be4c08a8d,2565,湖北省
2011-01-01,c833e851-880f-4e05-9de5-b547f5ffc5e1,2877,山东省
...
2011-01-02,4681b5fe-b1e9-468b-a6f5-9f98f5daa841,1931,山西省
2011-01-02,d1a62946-f470-4782-9461-fde425c759e2,2416,江苏省
2011-01-02,6d49171f-4522-4561-a191-4514e3d2a5d3,1171,江苏省
2011-01-02,a92ca744-b61d-44dc-ad03-7d99842e2b53,170,广西省
2011-01-02,25b46bc5-e686-4de1-b382-ef105261752f,2517,浙江省
2011-01-03,a59fcc9f-fd03-4232-9da7-6ef73ceb4aba,2696,贵州省
2011-01-03,0cdb43a5-3a61-4ae9-b67a-f2216f2f0f79,1890,云南省
2011-01-03,0fec45b5-6f3d-4906-a057-f5dc87bb6891,2231,贵州省
2011-01-03,6c36b4f8-b4d3-4ca0-94dd-d0863e695e40,914,山东省
2011-01-03,cdec53ab-8c14-4d56-afc8-6512bd82f5d3,1021,河北省
2011-01-03,24c1f00b-04b9-474b-a2f5-a893c47667f2,2317,河南省

【说明】下面的文件每行是一个JSON文件，但是整体不能解析，因为外面没有[]，每行后面也没有,如果作为JSON转换的话，需要一行一行读取

# 2011-2-data.txt 每行都是一个JSON文件
{"date": "2011-02-01", "order_id": "caf99222-53d6-427b-925d-3187fc71a86a", "money": 1805, "province": "江西省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "3dea6f83-a9b2-4197-ba9f-2b25704c530b", "money": 2547, "province": "广东省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "93cf7a56-3f90-4df9-af76-de7233c1dddb", "money": 1216, "province": "福建省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "0042323a-e555-4d64-a70b-81380ca3aae7", "money": 1193, "province": "四川省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "0fbe1745-ac65-48f4-985b-b71875fcfbf7", "money": 230, "province": "云南省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "6ee5af28-f6ce-42e3-96b6-96f3844c5fda", "money": 2770, "province": "江西省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "2f629b33-62a5-44c1-8a0f-b983e811fb40", "money": 2291, "province": "福建省"}
{"date": "2011-02-01", "order_id": "773d1259-f81d-413d-81cb-b5f7c0d8f97c", "money": 2453, "province": "河南省"}
...
{"date": "2011-02-02", "order_id": "1e7189bb-9369-4bae-9d70-fe349ca75997", "money": 2127, "province": "安徽省"}
{"date": "2011-02-02", "order_id": "99fc2f6c-f373-42d0-ac27-0203dbad385b", "money": 396, "province": "江西省"}
{"date": "2011-02-02", "order_id": "9e0eeebd-4776-4023-bd3c-a4c449f1702f", "money": 577, "province": "广西省"}
{"date": "2011-02-02", "order_id": "0a8e7c56-cd8a-4649-a6a6-327578bc4793", "money": 2272, "province": "江苏省"}
{"date": "2011-02-02", "order_id": "bfb831c9-859b-4bef-a762-c466c32e7e8f", "money": 220, "province": "广西省"}
{"date": "2011-02-03", "order_id": "3eff3650-9999-4278-8b40-8ba5217888a1", "money": 366, "province": "云南省"}
{"date": "2011-02-03", "order_id": "ebb139e5-4037-4019-b4a6-2e074c651d1f", "money": 2555, "province": "广东省"}
{"date": "2011-02-03", "order_id": "08c78f66-46c2-46e6-b155-bbd259c354d4", "money": 1955, "province": "福建省"}
{"date": "2011-02-03", "order_id": "315ae98c-c0fa-4e08-ae29-5c8c8abcdb7a", "money": 1430, "province": "山东省"}

【感悟】面向对象过程能够将过程变得更具有模块化，很好地分割业务

1、面向过程思路

import json

from pyecharts.charts import Bar

data_2011 = open("D:/2011-1-data.txt", "r", encoding="UTF-8")
# data_2011.close()
# print(data_2011.read())
# {date_sum}的列表
date_money: dict[str, int] = {}
#
for line in data_2011.readlines():
    line_split = line.split(",")
    date = line_split[0]
    money = int(line_split[2])
    try:
        date_money[date] += money
    except KeyError:
        date_money[date] = money

data_2011.close()


# 第一个数据结束了
# 然后是第二轮数据
data_2022 = open("D:/2011-2-data.txt", "r", encoding="UTF-8")
# print(data_2022.read())
# 这里前后要加上[],这里面每行都要加上,来进行，那就每行都处理吧？
for line in data_2022.readlines():
    line_json = json.loads(line)
    date = line_json["date"]
    money = line_json["money"]
    try:
        date_money[date] += money
    except KeyError:
        date_money[date] = money
data_2022.close()

# for date in date_money.keys():
#     print(date, date_money[date])

# 然后按照时间排序
date_list = sorted(date_money.keys())
print(date_list)

# 然后加入到list中
money_list = []
for date in date_list:
    money_list.append(date_money[date])

print(money_list)

# 然后加入到柱状图中
bar = Bar()
# 添加x轴数据
bar.add_xaxis(date_list)
bar.add_yaxis("money", money_list)
bar.render("1-2月销售额.html")

2、面向对象思路

首先将每一行当做一个Record对象

# Record.py
class Record:

    def __init__(self, date: str, order_id: str, money: int, province: str):
        # print("constructor:", date, order_id, money, province)
        self.date = date
        # 这里不能加逗号
        self.order_id = order_id # ,
        self.money = money
        self.province = province

    def __str__(self):
        return f"{self.date}, {self.order_id}, {self.money}, {self.province}"

然后将文件读取也方入一个类中

# FileReader.py
import json

from Record import Record


class FileReader:
    def __init__(self, path):
        """constructor"""
        self.path = path

    def parse_file(self) -> list[Record]:
        pass


class TextFileReader(FileReader):

    def parse_file(self) -> list[Record]:
        """
        解析path对应的文件，然后将每行解析为Record，最后作为列表返回
        :return:
        """
        file = open(self.path, "r", encoding="UTF-8")
        record_list = []
        for line in file.readlines():
            split_line = line.strip().split(",")
            # 下面的可以直接放到构造器里面的
            date = split_line[0]
            order_id = split_line[1]
            money = int(split_line[2])
            province = split_line[3]
            record = Record(date, order_id, money, province)
            record_list.append(record)

        file.close()
        return record_list

class JsonFileReader(FileReader):
    def parse_file(self) -> list[Record]:
        """
        解析path对应的文件，然后将每行解析为Record，最后作为列表返回
        :return:
        """
        file = open(self.path, "r", encoding="UTF-8")
        record_list = []
        for line in file.readlines():
            record_json = json.loads(line)
            # 下面的可以直接放到构造器里面的
            date = record_json["date"]
            order_id = record_json["order_id"]
            money = int(record_json["money"])
            province = record_json["province"]
            record = Record(date, order_id, money, province)
            record_list.append(record)

        file.close()
        return record_list


if __name__ == '__main__':
    # 测试TextFileReader
    text_file_reader = TextFileReader("D:/2011-1-data.txt")
    # for record in text_file_reader.parse_file():
    #     print(record.date, record.order_id, record.money, record.province)
    # text_file_reader.parse_file()
    
    # 测试JsonFileReader
    json_file_reader = JsonFileReader("D:/2011-2-data.txt")
    for record in json_file_reader.parse_file():
        print(record)

最后进行读取，构建图表

from pyecharts.charts import Bar
from FileReader import TextFileReader, JsonFileReader

# 读取两个文件
text_file_reader = TextFileReader("D:/2011-1-data.txt")
json_file_reader = JsonFileReader("D:/2011-2-data.txt")

# 两个文件的列表加起来，就是最终的记录列表
record_list = text_file_reader.parse_file() + json_file_reader.parse_file()

# 然后将所有的数据聚合在一起，构成dict[date, money]
date_money = {}

for record in record_list:
    try:
        date_money[record.date] += record.money
    except KeyError:
        date_money[record.date] = record.money

# 然后排序
date_list = sorted(date_money.keys())

# 然后将钱按时间取出放入列表中
money_list = []
for date in date_list:
    money_list.append(date_money[date])

# 构造表格
bar = Bar()

# 添加横坐标
bar.add_xaxis(date_list)
bar.add_yaxis("money", money_list)

bar.render("1-2月每日销售额.html")

posted @ 2023-10-07 11:41 Crispy·Candy 阅读(19) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

酥心糖

Python第十三章面向对象

第十三章面向对象

13.1 类的定义

13.1.1 成员变量

13.1.2 成员方法

13.2 特殊成员方法

13.2.1 构造方法

13.2.2 字符串方法

13.2.3 小于比较方法

13.2.4 ≤、=比较方法

13.3 面向对象三大特性

13.3.1 封装

(1) 私有成员

13.3.2 继承

(1) 继承语法

(2) 重写父类成员

(3) 调用父类同名成员

13.3.3 多态

13.4 面向对象练习

公告

酥心糖

Python第十三章 面向对象

第十三章 面向对象

13.1 类的定义

13.1.1 成员变量

13.1.2 成员方法

13.2 特殊成员方法

13.2.1 构造方法

13.2.2 字符串方法

13.2.3 小于比较方法

13.2.4 ≤、=比较方法

13.3 面向对象三大特性

13.3.1 封装

(1) 私有成员

13.3.2 继承

(1) 继承语法

(2) 重写父类成员

(3) 调用父类同名成员

13.3.3 多态

13.4 面向对象练习

公告

Python第十三章面向对象

第十三章面向对象