Python 面向对象(创建类和对象，面向对象的三大特性是指：封装、继承和多态，多态性)

概念：                                                                                                                                                    

  • 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”

# 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　

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，多态性

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
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 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
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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
对象.属性名调用

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
self间接调用被封装的内容

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。

 1 def kanchai(name, age, gender):
 2     print （"%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)）
 3 
 4 
 5 def qudongbei(name, age, gender):
 6     print （"%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)）
 7 
 8 
 9 def dabaojian(name, age, gender):
10     print （"%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)）
11 
12 
13 kanchai('小明', 10, '男')
14 qudongbei('小明', 10, '男')
15 dabaojian('小明', 10, '男')
16 
17 
18 kanchai('老李', 90, '男')
19 qudongbei('老李', 90, '男')
20 dabaojian('老李', 90, '男')
函数
 1 class Foo:
 2     
 3     def __init__(self, name, age ,gender):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6         self.gender = gender
 7 
 8     def kanchai(self):
 9         print （"%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)）
10 
11     def qudongbei(self):
12         print （"%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)）
13 
14     def dabaojian(self):
15         print （"%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)）
16 
17 
18 xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
19 xiaoming.kanchai()
20 xiaoming.qudongbei()
21 xiaoming.dabaojian()
22 
23 laoli = Foo('老李', 90, '男')
24 laoli.kanchai()
25 laoli.qudongbei()
26 laoli.dabaojian()
面向对象

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传入相同的参数，如果参数多的话，又需要粘贴复制了...  ；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。

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：

 1 class 猫：
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 3     def 喵喵叫(self):
 4         print '喵喵叫'
 5 
 6     def 吃(self):
 7         # do something
 8 
 9     def 喝(self):
10         # do something
11 
12     def 拉(self):
13         # do something
14 
15     def 撒(self):
16         # do something
17 
18 class 狗：
19 
20     def 汪汪叫(self):
21         print '喵喵叫'
22 
23     def 吃(self):
24         # do something
25 
26     def 喝(self):
27         # do something
28 
29     def 拉(self):
30         # do something
31 
32     def 撒(self):
33         # do something
34 
35 伪代码
费事来

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）

 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()
45 
46 代码实例
继承动物

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。

多继承

  • 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。

 

三、多态 和多态性

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）

一 什么是多态性（请务必注意注意注意：多态与多态性是两种概念。）

多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，这样就可以用一个函数名调用不同功能的函数。

在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息（！！！obj.func():是调用了obj的方法func，又称为向obj发送了一条消息func），不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

比如：老师.下课铃响了（），学生.下课铃响了()，老师执行的是下班操作，学生执行的是放学操作，虽然二者消息一样，但是执行的效果不同

多态性分为静态多态性和动态多态性

静态多态性：如任何类型都可以用运算符+进行运算

动态多态性：如下

#多态是同一种事物的多种形态
class Animal:
    def talk(self):
            print('正在叫')


class People(Animal):
    def talk(self):
        print('say hello')

class Pig(Animal):
    def talk(self):
        print('哼哼哼')

class Dog(Animal):
    def talk(self):
        print('汪汪汪')


class Cat(Animal):
    def talk(self):
        print('喵喵喵')
peo1=People()
pig1=Pig()
dog1=Dog()
cat1=Cat()


#多态性

peo1.talk()
dog1.talk()
pig1.talk()


def func(x):
    x.talk()


func(peo1)
func(pig1)
func(dog1)
func(cat1)


#输出结果：
# say hello
# 汪汪汪
# 哼哼哼

# say hello
# 哼哼哼
# 汪汪汪
# 喵喵喵
View Code

 


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