面向对象--初级
一、反射
1、反射的小例子：
>>> import json >>> dir(json) ['JSONDecoder', 'JSONEncoder', '__all__', '__author__', '__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', '__path__', '__version__', '_default_decoder', '_default_encoder', 'decoder', 'dump', 'dumps', 'encoder', 'load', 'loads', 'scanner']
如上所示，dir 是一个内置的反射函数，可以列出对象的属性和方法
2、
通过字符串的形式，导入模块
通过字符串的形式，去模块中寻找指定的函数，并执行
反射：(在内存中操作，对原来的文件没有影响) 根据字符串的形式去某个模块中寻找东西 根据字符串的形式去某个模块中判断是否存在 根据字符串的形式去某个模块中设置东西 根据字符串的形式去某个模块中删除东西 根据字符串的形式去对象(某个模块)中操作成员
3、模块导入升级版
inp = input("请输入模块名:") inp_func = input("请输入要执行的函数名：") dd = __import__(inp)# __import__ 用于以字符串的形式导入模块 target_func = getattr(dd, inp_func)# getattr 用于以字符串的形式去某个模块中寻找函数 ret = target_func() print(ret)
#应用根据用户输入导入模块 inp = input("请输入模块：") inp_func = input("请输入执行的函数：") # __import__以字符串的形式导入模块 moudle = __import__(inp) #getattr 用以去某个模块中寻找某个函数 target_func = getattr(moudle,inp_func) relust = target_func() print(relust)
4、在反射中常用到的方法
- getattr---以字符串的形式去某一个模块中寻找，找不到返回None
import mosson #去mosson模块，寻找name变量，找不到返回none target_func = getattr(commas ,"name",None) print(target_func)
- hasattr---通过字符串的形式去某一个模块中判断是否存在
import mosson #去mosson模块中寻找f1，有返回true，没有返回none target_func = hasattr(commas,"f1") print(target_func)
- setattr---通过字符串的形式去模块中设置东西
import mosson #去mosson模块中寻找name，有返回true，没有返回none target_func1 = hasattr(commas,"name") print(target_func1) #在内存里往mosson模块中添加name = "zhangyanlin" setattr(mosson,"name","zhangyanlin") #在内存里往mosson模块中创建函数 setattr(mosson,"f3",lambda x: "zhen" if x >10 else "jia") #去mosson模块中寻找name，有返回true，没有返回none target_func = hasattr(mosson,"name") print(target_func)
- delattr---以字符串的形式去模块中删除内容
import mosson target_func = hasattr(mosson,"f1") print(target_func) del_func = delattr(mosson,"f1") target_func = hasattr(mosson,"f1") print(target_func
实例：
'''
基于web框架实现路由功能
'''
url = str(input("请输入URL：")) #输入URL，先输入模块名，‘/’，后面加函数
target_moudle,target_func = url.split("/") # 用/把分割开，前面是模块 后面是函数
moudle = __import__(target_moudle,fromlist=True) #导入模块
if hasattr(moudle,target_func): #判断模块里有这个函数
target_func = getattr(moudle,target_func) #找到那个函数
ret = target_func() #执行函数
print(ret)
else: #否则报错
print("404")
二、面向对象
- 面向过程编程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
- 函数式编程：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
- 面向对象编程：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。
while True： if cpu利用率 > 90%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 if 硬盘使用空间 > 90%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 if 内存占用 > 80%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 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')
2.1、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是类的关键字，表示要创建一个类
- 创建对象，类名称后加括号
注： 类中的函数的第一个参数必须是self
类中定义的函数叫做方法
# 创建类，类名为Foo class Foo: def Bar(self):#定义一个Bar方法 print 'Bar'#如果Foo类执行Bar方法就会打印'Bar' def Hello(self, name): print 'i am %s' %name # 根据类Foo创建对象obj obj = Foo() obj.Bar() #执行Bar方法 obj.Hello('wupeiqi') #执行Hello方法
- 面向对象：【创建对象】【通过对象执行方法】
- 函数编程：【执行函数】
2.2、面向对象的三大特征：封装、继承、多态
2.2.1、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
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
2.2.2、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
实例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
class Foo:
def __init__(self, name, age):#构造方法
self.name = name
self.age = age
obj1 = Foo('wupeiqi', 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('alex', 73)
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
实例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
class Foo: def __init__(self, name, age):#构造方法 self.name = name self.age = age def detail(self): print self.name print self.age obj1 = Foo('wupeiqi', 18) 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 obj2 = Foo('alex', 73) 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
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
下面我们通过实例来比较函数时编程和面向对象编程：
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
函数式编程要先定义函数，然后在对函数进行调
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()
上述对比可以看出，如果使用函数式编程，需要在每次执行函数时要传入相同的参数，如果参数多的话，又需要粘贴复制...；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
# ##################### 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
三、继承
3.1、单继承
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：
class Animals: def chi(self): print(self.name +"吃啥") def he(self): print(self.name + "喝啥") def piao(self): print(self.name + "如花") class Uncle: def du(self): print(self.name + "赌") def piao(self): print(self.name + "如小花") class Dog(Animals, Uncle): def __init__(self, name): self.name = name def jiao(self): print(self.name + "旺") def piao(self): print(self.name + "妹子") sb = Dog("理解") sb.chi() sb.he() sb.jiao() sb.piao() sb.du()
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('小黑的小白猫') c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') d1.eat()
注：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一个方法。
子类(派生类)，父类(基类)
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('小黑的小白猫') c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') d1.eat()
3.2、多继承
在python中子类可以有多个父类，java和c#中国子类只能有一个父类
在python中，类如果继承了多个类，那么其寻找方法就有两种方式：深度优先、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()
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()
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
四、多态
Pyhon不支持多态并且也用不到多态，多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而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' # 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
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)
五、总结
对于面向对象初级知识的介绍
- 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
武sir的经典总结：
问题一：什么样的代码才是面向对象？ 答：从简单来说，如果程序中的所有功能都是用 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？分别在什么情况下使用？ 答：须知：对于 C# 和 Java 程序员来说不存在这个问题，因为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作，面向对象都可以实现；
而面向对象的能完成的操作，函数式编程不行（函数式编程无法实现面向对象的封装功能）。 所以，一般在Python开发中，全部使用面向对象 或 面向对象和函数式混合使用
面向对象的应用场景：
1、多函数需要使用共同的值，如数据库的增、删、改、查操作都需要连接数据库字符串、主机名、用户名和密码
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）打开数据库连接 # do something # 关闭数据库连接 def 删(self): # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接 # do something # 关闭数据库连接 def 改(self): # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接 # do something # 关闭数据库连接 def 查(self): # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接 # do something # 关闭数据库连接# do something
2、需要创建多个事物，每个事物属性个数相同，但是值的需求不同
如：张三、李四、王五；他们都有姓名、年龄、血型
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')
3、类和对象在内存中保存的方式
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
如上图所示，根据类创建对象时，对象中除了封装 name 和 age 的值之外，还会保存一个类对象指针，该值指向当前对象的类。
当通过 obj1 执行 【方法一】 时，过程如下：
- 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
- 将对象 obj1 当作参数传给 方法的第一个参数 self
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