Python面向对象
Python面向对象
初识对象
以表格为例:整张表格就好比一个对象,里面的信息就是对象的属性。
- 设计表格,称之为:设计类(class)
- 打印表格,称之为:创建对象
- 填写表格,称之为:对象属性赋值
class Student:
name = None # 姓名
gender = None # 性别
nationality = None # 国际
native_place = None # 籍贯
age = None # 年龄
# 创建一个对象
stu1 = Student()
# 给对象赋值
stu1.name = "富兰克林"
stu1.gender = "男"
stu1.nationality = "美国"
stu1.native_place = "洛圣都"
stu1.age = 31
# 获取对象中记录的信息
print(stu1.name)
print(stu1.gender)
print(stu1.nationality)
print(stu1.native_place)
print(stu1.age)
类的成员方法
类的组成部分:
- 类的属性,称之为:成员变量
- 类的行为,称之为:成员方法
类和成员方法的定义语法:
class 类名称:
成员变量
def say_hi(self, 参数1, 参数2, ...):
成员方法体
对象 = 类名称()
self
作用:
- 表示类对象本身的意思
- 只有通过self,成员方法才能访问类的成员变量
- self出现在形参列表中,但是不占用参数位置,无需理会
class Student:
name = None # 姓名
def say_hi(self):
print(f"大家好,我是{self.name}。")
def say_hi2(self, msg):
print(f"大家好,我是{self.name},{msg}")
stu = Student()
stu.name = "崔佛"
stu.say_hi()
stu2 = Student()
stu2.name = "周杰伦"
stu2.say_hi2("哎哟不错哟")
类和对象
类也可以包含属性和行为,所以使用类描述现实世界事物是非常合适的。
类和对象的关系:
- 类是程序中的"设计图纸"
- 对象是基于图纸生产的具体实体
什么是面向对象编程:面向对象编程就是,使用对象进行编程。即,设计类,基于类创建对象,并使用对象来完成具体的工作
# 设计一个闹钟类
class Clock:
id = None # 序列化
price = None # 价格
def ring(self):
import winsound
winsound.Beep(2000, 3000)
# 构建两个闹钟对象并工作
clock1 = Clock()
clock1.id = "001001"
clock1.price = 19.99
print(f"闹钟ID:{clock1.id},价格:{clock1.price}")
clock1.ring()
clock2 = Clock()
clock2.id = "001002"
clock2.price = 20.99
print(f"闹钟ID:{clock2.id},价格:{clock2.price}")
clock2.ring()
构造方法
作用:
- 构建类对象的时候会自动运行
- 构建类对象的传参会传递给构造方法,借此特性可以给成员变量赋值
注意事项:
- 构造方法名称:
__init__
, 两边各两个下划线 - 构造方法也是成员方法,不要忘记在参数列表中提供:
self
- 在构造方法内定义成员变量,需要使用
self
关键字,这是因为:变量是定义在构造方法内部,如果要成为成员变量,需要用self
来表示。 - 必须是在定义了构造方法才可以省略,因为构造方法内部如果没有这个变量会自动定义加赋值
class Student:
name = None
age = None
tel = None
def __init__(self, name, age, tel):
self.name = name
self.age = age
self.tel = tel
print("Student创建了一个类对象")
stu = Student("周杰伦", 31, "18566669999")
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.tel)
# 结果
Student创建了一个类对象
周杰伦
31
18566669999
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,如果类中没写__eq__方法则比较的内存地址 |
class Student:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# __str__魔术方法
def __str__(self):
return f"Student类对象,name:{self.name},age:{self.age}"
# __lt__魔术方法 小于、大于
def __lt__(self, other):
return self.age < other.age
# __le__魔术方法 小于等于、大于等于
def __le__(self, other):
return self.age <= other.age
# __eq__魔术方法
def __eq__(self, other):
return self.age == other.age
# stu = Student("富兰克林", 30)
# print(stu)
# print(str(stu))
stu1 = Student("麦克", 35)
stu2 = Student("富兰克林", 30)
print(stu1 < stu2)
print(stu1 > stu2)
print(stu1 >= stu2)
print(stu1 >= stu2)
print(stu1 == stu2)
# 结果
False
True
True
True
False
封装
封装:将现实世界事物在类中描述为属性和方法,即为封装。
私有成员变量:对外不公开,只提供内部使用的变量称之为私有成员变量
私有成员变量定义方法:成员变量和成员方法的命名均以__作为开头即可
私有成员的访问限制:
- 类对象无法访问私有成员
- 类中的其它成员可以访问私有成员
# 定义一个类型包含私有变量和成员方法
class Phone:
__current_voltage = 0.5 # 当前手机运行电压
def __keep_single_core(self):
print("让CPU以单核模式运行")
def call_by_5g(self):
if self.__current_voltage >= 1:
print("5g通话已开启")
else:
self.__keep_single_core()
print("电量不足,无法使用5g通话,并设置为单核运行进行省电")
phone = Phone()
phone.call_by_5g()
# 结果
让CPU以单核模式运行
电量不足,无法使用5g通话,并设置为单核运行进行省电
继承的基础语法
继承:继承就是一个类,继承另外一个类的成员变量和成员方法
语法:
# 单继承
class 类(父类):
结构体
# 多继承
class 类(父类1, 父类2, 父类3):
结构体
子类构建的类对象,可以有自己的成员变量和成员方法,使用父类的成员变量和成员方法
单继承和多继承:
- 单继承:一个类继承另一个类
- 多继承:一个类继承多个类,按照顺序从左向右依次继承。如果父类有同名方法或属性,先继承的优先级高于后继承
pass关键字: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
# 演示单继承
class Phone:
IMEI = None # 序列号
producer = "APPLE" # 厂商
def call_by_4g(self):
print("4g通话")
class Phone2022(Phone):
face_id = "10001" # 面部识别ID
def call_by_5g(self):
print("2022新功能:5g通话")
phone = Phone2022()
print(phone.producer)
phone.call_by_4g()
phone.call_by_5g()
# 演示多继承
class NFCReader:
nfc_type = "第五代"
producer = "XIAOMI"
def read_card(self):
print("NFC读卡了")
def write_card(self):
print("NFC写卡")
class RemoteControl:
rc_type = "红外遥控"
def control(self):
print("红外遥控开启了")
class MyPhone(Phone, NFCReader, RemoteControl):
pass
phone = MyPhone()
phone.call_by_4g()
phone.read_card()
phone.write_card()
phone.control()
# Phone,NFCReader都有该属性谁先继承谁的优先级高,方法也是
print(phone.producer)
# 结果
APPLE
4g通话
2022新功能:5g通话
4g通话
NFC读卡了
NFC写卡
红外遥控开启了
APPLE
复写父类成员和调用父类成员
复写:对父类的成员属性或成员方法进行重新定义
语法:在子类中重新实现同名成员方法或成员属性即可
子类调用父类成员:
- 方式一:
父类名.成员变量
、父类名.成员方法
- 方式二:
super().成员变量
、super().成员方法
注意:只可以在子类内部调用父类的同名成员,子类的实体类对象调用默认是调用子类复写的
class Phone:
IMEI = None # 序列号
producer = "APPLE" # 厂商
def call_by_5g(self):
print("使用5g网络进行通话")
class MyPhone(Phone):
producer = "HUAWEI"
def call_by_5g(self):
print("开启CPU单核模式,确保通话的时候省点")
# 方式1
# print(f"父类的厂商是:{Phone.producer}")
# Phone.call_by_5g(self)
# 方式2
print(f"父类的厂商是:{super().producer}")
super().call_by_5g()
print("关闭CPU单核模式")
phone = MyPhone()
print(phone.producer)
phone.call_by_5g()
# 结果
HUAWEI
开启CPU单核模式,确保通话的时候省点
父类的厂商是:APPLE
使用5g网络进行通话
关闭CPU单核模式
变量类型注解
类型注解:在代码中涉及数据交互之时,对数据类型进行显式的说明,可以帮助PyCharm等开发工具对代码做类型推断协助做代码提示,开发者自身做类型的备注。
类型注解支持:
- 变量的类型注解
- 函数(方法)的形参和返回值的类型注解
变量的类型注解语法:
- 语法1: 变量: 类型
- 语法2: 在注释中,# type: 类型
注意事项: 类型注解只是提示性的,并非决定性的。数据类型和注解类型无法对应也不会导致错误
# 基础数据类型注解
import json
import random
# var_1: int = 10
# var_2: str = "APPLE"
# var_3: bool = True
# var_4: float = 3.14
# 类对象类型注解
class Student:
pass
stu: Student = Student()
# 基础容器类型注解
my_list: list = [1, 2, 3]
my_tuple: tuple = (1, 2, 3)
my_dict: dict = {"name": "HUAWEI"}
my_set: set = {1, 2, 3}
# 容器类型详细注解
my_list_detail: list[int] = [1, 2, 3]
my_tuple_detail: tuple[int, str, bool] = (1, "HUAWEI", True)
my_dict_detail: dict[str, int] = {"name": 1}
my_set_detail: set[int] = {1, 2, 3}
# 在注释中进行类型注解
var_1 = random.randint(1, 10) # type: int
var_2 = json.loads('{"name": "HUAWEI"}') # type: dict
def func():
return 10
var_3 = func() # type: int
函数和方法类型注解
函数(方法)哪里添加注解:
- 形参的类型注解
- 返回值的类型注解
函数(方法)类型注解语法:
def 函数方法名(形参: 类型, ...) -> 返回值类型:
pass
注意,返回值类型注解的符号使用: ->
# 对形参进行类型注解
def add(x: int, y: int):
return x + y
# 对返回值进行类型注解
def func(data: list) -> list:
return data
Union联合类型注解
Union类型:使用Union可以定义联合类型注解
Union的使用方式:
- 导包:from typing import Union
- 使用:Union[类型, ......, 类型]
# 使用Union类型注解
from typing import Union
my_list: list[Union[str, int]] = [1, 2, "java", "python"]
def func(data: Union[str, int]) -> Union[str, int]:
pass
多态
多态:多态指的是,同一个行为,使用不同的对象获得不同的状态。如,定义函数(方法),通过类型注解声明需要父类对象,实际传入子类对象进行工作,从而获得不同的工作状态。
抽象类(接口):包含抽象方法的类,称之为抽象类。抽象方法是指:没有具体实现的方法(pass)称之为抽象方法。
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。
# 演示多态
# 动物类(父类)
class Animal:
def speak(self):
pass
# 狗类继承动物
class Dog(Animal):
def speak(self):
print("汪汪汪")
# 猫类继承动物
class Cat(Animal):
def speak(self):
print("喵喵喵")
def make_noise(animal: Animal):
animal.speak()
# 演示多态
dog = Dog()
cat = Cat()
make_noise(dog)
make_noise(cat)
# 演示抽象类
class AC:
def cool_wind(self):
"""制冷"""
pass
def hot_wind(self):
"""制热"""
pass
def swing_l_r(self):
"""左右摆风"""
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("美的空调左右摆风")
class Gree_AC(AC):
def cool_wind(self):
print("格力空调制冷")
def hot_wind(self):
print("格力空调制热")
def swing_l_r(self):
print("格力空调左右摆风")
def make_cool(ac: AC):
ac.cool_wind()
midea_ac = Midea_AC()
gree_ac = Gree_AC()
make_cool(midea_ac)
make_cool(gree_ac)
# 结果
汪汪汪
喵喵喵
美的空调制冷
格力空调制冷
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