23:面对对象编程
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对象的概念
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类与对象
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面对对象编程
内容详细
1 对象的概念
'面对对象'的核心就是'对象'二字,而对象的精髓在于'整合'
所有的程序都是由'数据' + '功能'组成,因而编写程序的本质就是:定义出一系列的数据,然后定义出一系列的功能来对数据进行操作
在学习'对象'之前,程序中的数据与功能是分离开的,例如:
# 数据:name、age、sex name='lili' age=18 sex='female' # 功能:tell_info def tell_info(name,age,sex): print('<%s:%s:%s>' %(name,age,sex)) # 此时若想执行查看个人信息的功能,需要同时拿来两样东西,一类是功能tell_info,另外一类则是多个数据name、age、sex,然后才能执行,非常麻烦 tell_info(name,age,sex)
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在学习了'对象'之后,我们就有了一个容器,该容器可以盛放数据与功能,所以我们可以说:对象是把数据与功能整合到一起的产物,或者说'对象'就是一个盛放数据与功能的容器
如果:
把'数据'比喻为'睫毛膏'、'眼影'、'唇彩'等化妆所需要的原材料
把'功能'比喻为'眼线笔'、'眉笔'等化妆所需要的工具
那么:
'对象'就是一个'彩妆盒','彩妆盒'可以把'原材料'与'工具'都装到一起
如果我们把'化妆'比喻为要执行的业务逻辑,此时只需要拿来一样东西即可,那就是彩妆盒,因为彩妆盒里整合了'化妆'所需的所有原材料与功能
这比起分别拿来原材料与功能才能执行,要方便的多
在了解了对象的基本概念之后,理解面向对象的编程方式就相对简单很多了,面向对象编程就是要造出一个个的对象,把原本分散开的相关数据'整合'到一个个的对象里,这么做既方便使用,也可以提高程序的解耦合程度,进而提升了程序的可扩展性
强调:软件质量属性包含很多方面,面向对象解决的仅仅是扩展性问题
2 类与对象
类 ---> 类别/种类:是免息那个对象分析和设计的基石
如果多个对象有相似的数据与功能,那么该多个对象就属于同一种类
有了类的好处:
可以把同一类的对象相同的数据与功能存放到类里,而无需每个对象都重复存一份,这样每个对象里只需存自己独有的数据即可,极大地节省了空间
所以 ---> 如果说对象是用来存放数据与功能的容器,那么类则是用来存放多个对象相同的数据与功能的容器
综上所述:
1 虽然我们是先介绍对象,后介绍类,但是:'在程序中,必须要事先定义类,然后再调用类产生对象(调用类类拿到的返回值就是对象)'
2 产生对象的类与对象之间存在关联,这种关联指的是:对象可以访问到类中共有的数据与功能,所以类中的内容仍然是属于对象的,类只不过是一种节省空间,减少代码冗余的机制,面对对象编程最终的核心仍然是去使用对象
3 面对对象编程
3.1 类的定义与实例化
我们以开发一个清华大学的选课系统为例,来简单介绍基于面向对象的思想如何编写程序
面向对象的基本思路就是把程序中要用到的、相关联的数据与功能整合到对象里,然后再去使用,但程序中要用到的数据以及功能那么多,如何找到相关连的呢?我需要先提取选课系统里的角色:学生、老师、课程等,然后显而易见的是:学生有学生相关的数据于功能,老师有老师相关的数据与功能,我们单以学生为例,
# 学生的数据有 学校 名字 年龄 性别 # 学生的功能有 选课 详细的 # 学生1: 数据: 学校=清华大学 姓名=李建刚 性别=男 年龄=28 功能: 选课 # 学生2: 数据: 学校=清华大学 姓名=王大力 性别=女 年龄=18 功能: 选课 # 学生3: 数据: 学校=清华大学 姓名=牛嗷嗷 性别=男 年龄=38 功能: 选课 我们可以总结出一个学生类,用来存放学生们相同的数据与功能 # 学生类 相同的特征: 学校=清华大学 相同的功能: 选课
基于上述分析的结果,我们接下来需要做的就是在程序中定义出类,然后调用类产生对象
class Student: # 类的命名应该使用“驼峰体” school='清华大学' # 数据 def choose(self): # 功能 print('%s is choosing a course' %self.name)
类体最常见的是变量的定义和函数的定义,但其实类体可以包含任意Python代码,类体的代码在类定义阶段就会执行,因而会产生新的名称空间用来存放类中定义的名字,可以打印Student.__dict__来查看类这个容器内盛放的东西
>>> print(Student.__dict__) {..., 'school': '清华大学', 'choose': <function Student.choose at 0x1018a2950>, ...}
调用类的过程称为将类实例化,拿到的返回值就是程序中的对象,或称为一个实例
>>> stu1=Student() # 每实例化一次Student类就得到一个学生对象 >>> stu2=Student() >>> stu3=Student()
如此stu1、stu2、stu3全都一样了(只有类中共有的内容,而没有各自独有的数据),想在实例化的过程中就为三位学生定制各自独有的数据:姓名,性别,年龄,需要我们在类内部新增一个__init__方法,如下
class Student: school='清华大学' #该方法会在对象产生之后自动执行,专门为对象进行初始化操作,可以有任意代码,但一定不能返回非None的值 def __init__(self,name,sex,age): self.name=name self.sex=sex self.age=age def choose(self): print('%s is choosing a course' %self.name)
然后我们重新实例出三位学生
>>> stu1=Student('李建刚','男',28) >>> stu2=Student('王大力','女',18) >>> stu3=Student('牛嗷嗷','男',38)