一、面向对象介绍

1.面向对象定义

面向对象(object-oriented ;简称: OO) 至今还没有统一的概念 我这里把它定义为: 按人们认识客观世界的系统思维方式,采用基于对象(实体) 的概念建立模型,模拟客观世界分析、设 计、实现软件的办法。

面向对象编程(Object Oriented Programming-OOP) 是一种解决软件复用的设计和编程方法。 这种方法把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作 应用数据、状态,以类的型式描述出来,以对象实例的形式在软件系统中复用,以达到提高软件开发效率的作用。

 

2.类和对象

面向对象编程的2个非常重要的概念:类和对象

对象是面向对象编程的核心,在使用对象的过程中,为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义,提出了另外一个新的概念——类。

类就相当于制造飞机时的图纸,用它来进行创建的飞机就相当于对象。

(1)类

人以类聚 物以群分。具有相似内部状态和运动规律的实体的集合(或统称为抽象)。 具有相同属性和行为事物的统称。类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在。一个类可以找到多个对象。

(2) 对象

某一个具体事物的存在 ,在现实世界中可以是看得见摸得着的。可以是直接使用的。

(3)类和对象之间的关系

类就是创建对象的模板

(4) 类的构成

类(Class) 由3个部分构成:类的名称,类名;类的属性,一组数据;类的方法,允许对进行操作的方法 (行为)。

(5)类的抽象

拥有相同(或者类似)属性和行为的对象都可以抽像出一个类

(6)定义类

定义一个类,格式如下:

class 类名:

    方法列表

demo:定义一个Car类

# 定义类
class Car:
    # 方法
    def getCarInfo(self):
        print('车轮子个数:%d, 颜色%s'%(self.wheelNum, self.color))

    def move(self):
        print("车正在移动...")

说明:

定义类时有2种:新式类和经典类,上面的Car为经典类,如果是Car(object)则为新式类。类名的命名规则按照"大驼峰"。

(7)创建对象

python中,可以根据已经定义的类去创建出一个个对象

创建对象的格式为:

对象名 = 类名()

创建对象demo:
# 定义类
class Car:
    # 移动
    def move(self):
        print('车在奔跑...')

    # 鸣笛
    def toot(self):
        print("车在鸣笛...嘟嘟..")


# 创建一个对象,并用变量BMW来保存它的引用
BMW = Car()
BMW.color = '黑色'
BMW.wheelNum = 4 #轮子数量
BMW.move()
BMW.toot()
print(BMW.color)
print(BMW.wheelNum)

总结:

BMW = Car(),这样就产生了一个Car的实例对象,此时也可以通过实例对象BMW来访问属性或者方法

第一次使用BMW.color = '黑色'表示给BMW这个对象添加属性,如果后面再次出现BMW.color = xxx表示对属性进行修改

BMW是一个对象,它拥有属性(数据)和方法(函数)

当创建一个对象时,就是用一个模子,来制造一个实物

 

三、__init__()方法

1.使用方式

def 类名:
    #初始化函数,用来完成一些默认的设定
    def __init__():
        pass

 

2.__init__()方法的调用

demo1:

# 定义汽车类
class Car:
    def __init__(self):
        self.wheelNum = 4
        self.color = '蓝色'
    def move(self):
        print('车在跑,目标:夏威夷')

# 创建对象
BMW = Car()
print('车的颜色为:%s'%BMW.color)
print('车轮胎数量为:%d'%BMW.wheelNum)

总结:

当创建Car对象后,在没有调用__init__()方法的前提下,BMW就默认拥有了2个属性wheelNum和color,原因是__init__()方法是在创建对象后,就立刻被默认调用了。

demo2:

# 定义汽车类
class Car:
    def __init__(self, newWheelNum, newColor):
        self.wheelNum = newWheelNum
        self.color = newColor
    def move(self):
        print('车在跑,目标:夏威夷')

# 创建对象
BMW = Car(4, 'green')
print('车的颜色为:%s'%BMW.color)
print('车轮子数量为:%d'%BMW.wheelNum)

总结:

__init__()方法,在创建一个对象时默认被调用,不需要手动调用

__init__(self)中,默认有1个参数名字为self,如果在创建对象时传递了2个实参,那么__init__(self)中除了self作为第一个形参外还需要2个形参,例如__init__(self,x,y)

__init__(self)中的self参数,不需要开发者传递,python解释器会自动把当前的对象引用传递进去

 

四、"魔法"方法

1. 打印id()

如果把BMW使用print进行输出的话,会看到创建出来的BMW对象在内存中的地址

2. 定义__str__()方法

class Car:
    def __init__(self, newWheelNum, newColor):
        self.wheelNum = newWheelNum
        self.color = newColor
    def __str__(self):
        msg = "嘿。。。我的颜色是" + self.color + "我有" + int(self.wheelNum) + "个轮胎..."
        return msg
    def move(self):
        print('车在跑,目标:夏威夷')

BMW = Car(4, "白色")
print(BMW)

总结:

在python中方法名如果是__xxxx__()的,那么就有特殊的功能,因此叫做“魔法”方法

当使用print输出对象的时候,只要自己定义了__str__(self)方法,那么就会打印从在这个方法中return的数据

 

五、self

# 定义一个类
class Animal:
    # 方法
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def printName(self):
        print('名字为:%s'%self.name)

# 定义一个函数,其参数为对象
def myPrint(animal):
    animal.printName()

dog1 = Animal('西西')
myPrint(dog1)

dog2 = Animal('北北')
myPrint(dog2)

总结:

所谓的self,可以理解为自己,可以把self当做C++中类里面的this指针一样理解,就是对象自身的意思。某个对象调用其方法时,python解释器会把这个对象作为第一个参数传递给self,所以开发者只需要传递后面的参数即可。

 

六、应用

1.应用:烤地瓜

为了更好的理解面向对象编程,下面以“烤地瓜”为案例,进行分析

(1)分析“烤地瓜”的属性和方法

示例属性如下:

cookedLevel : 这是数字;0~3表示还是生的,超过3表示半生不熟,超过5表示已经烤好了,超过8表示已经烤成木炭了!我们的地瓜开始时时生的

cookedString : 这是字符串;描述地瓜的生熟程度

condiments : 这是地瓜的配料列表,比如番茄酱、芥末酱等

示例方法如下:

cook() : 把地瓜烤一段时间

addCondiments() : 给地瓜添加配料

__init__() : 设置默认的属性

__str__() : 让print的结果看起来更好一些

 

(2)定义类,并且定义__init__()方法

#定义`地瓜`类
class SweetPotato:
    #这是烤地瓜的类

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

 

(3) 添加"烤地瓜"方法

    #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

    

(4) 基本的功能已经有了一部分,赶紧测试一下

把上面2块代码合并为一个程序后,在代码的下面添加以下代码进行测试

mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

完整的代码为:

class SweetPotato:
    '这是烤地瓜的类'

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

        #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

 

(5)测试cook方法是否好用

在上面的代码最后面添加如下代码:

print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)

 

(6)定义addCondiments()方法和__str__()方法

    def __str__(self):
        msg = self.cookedString + " 地瓜"
        if len(self.condiments) > 0:
            msg = msg + "("
            for temp in self.condiments:
                msg = msg + temp + ", "
            msg = msg.strip(", ")
            msg = msg + ")"
        return msg

    def addCondiments(self, condiments):
        self.condiments.append(condiments)

   

(7) 再次测试

完整的代码如下:
 

class SweetPotato:
    "这是烤地瓜的类"

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

    #定制print时的显示内容
    def __str__(self):
        msg = self.cookedString + " 地瓜"
        if len(self.condiments) > 0:
            msg = msg + "("
            for temp in self.condiments:
                msg = msg + temp + ", "
            msg = msg.strip(", ")
            msg = msg + ")"
        return msg

    #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

    #添加配料
    def addCondiments(self, condiments):
        self.condiments.append(condiments)

# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print("------有了一个地瓜,还没有烤-----")
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)
print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
print("------地瓜经烤了4分钟-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了3分钟-----")
mySweetPotato.cook(3) #又烤了3分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-番茄酱------")
mySweetPotato.addCondiments("番茄酱")
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了5分钟-----")
mySweetPotato.cook(5) #又烤了5分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-芥末酱------")
mySweetPotato.addCondiments("芥末酱")
print(mySweetPotato)

 

2.应用:存放家具

#定义一个home类
class Home:
    def __init__(self, area):
        self.area = area #房间剩余的可用面积
        #self.light = 'on' #灯默认是亮的
        self.containsItem = []

    def __str__(self):
        msg = "当前房间可用面积为:" + str(self.area)
        if len(self.containsItem) > 0:
            msg = msg + " 容纳的物品有: "
            for temp in self.containsItem:
                msg = msg + temp.getName() + ", "
            msg = msg.strip(", ")
        return msg

    #容纳物品
    def accommodateItem(self,item):
        #如果可用面积大于物品的占用面积
        needArea = item.getUsedArea()
        if self.area > needArea:
            self.containsItem.append(item)
            self.area -= needArea
            print("ok:已经存放到房间中")
        else:
            print("err:房间可用面积为:%d,但是当前要存放的物品需要的面积为%d"%(self.area, needArea))

#定义bed类
class Bed:
    def __init__(self,area,name = '床'):
        self.name = name
        self.area = area

    def __str__(self):
        msg = '床的面积为:' + str(self.area)
        return msg

    #获取床的占用面积
    def getUsedArea(self):
        return self.area

    def getName(self):
        return self.name


#创建一个新家对象
newHome = Home(100)#100平米
print(newHome)

#创建一个床对象
newBed = Bed(20)
print(newBed)

#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed)
print(newHome)

#创建一个床对象
newBed2 = Bed(30,'席梦思')
print(newBed2)

#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed2)
print(newHome)

总结:

如果一个对象与另外一个对象有一定的关系,那么一个对象可用是另外一个对象的属性.