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。
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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:
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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”
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# 创建类 class Foo: def Bar( self ): print '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 |
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
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
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。
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:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
class 猫: def 喵喵叫(self): print '喵喵叫' def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something class 狗: def 汪汪叫(self): print '喵喵叫' def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something
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)
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
class 动物: def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something # 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 class 猫(动物): def 喵喵叫(self): print '喵喵叫' # 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 class 狗(动物): def 汪汪叫(self): print '喵喵叫'
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()
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()
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(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()
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”。
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
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
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
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)