python第六课

男娘i 2022-05-30 22:42 187阅读 0赞

面向过程编程，就是程序从上到下一步步执行，从头到尾解决问题。这样做的问题就是，随着程序的扩展，维护难度会越来越高，因为一旦需要修改某个变量，需要考虑整个程序。  
  
面向对象编程  
OOP编程是利用“类”和“对象”来创建各种模型来实现对真实世界的描述，使用面向对象编程的原因一方面是因为它可以使程序的维护和扩展变得更简单，并且可以大大提高程序开发效率 ，另外，基于面向对象的程序可以使它人更加容易理解你的代码逻辑，从而使团队开发变得更从容。  
  
面向对象的几个核心特性如下  
Class 类  
一个类即是对一类拥有相同属性的对象的抽象、蓝图、原型。在类中定义了这些对象的都具备的属性（variables(data)）、共同的方法  
Object 对象  
一个对象即是一个类的实例化后实例，一个类必须经过实例化后方可在程序中调用，一个类可以实例化多个对象，每个对象亦可以有不同的属性，就像人类是指所有人，每个人是指具体的对象，人与人之前有共性，亦有不同  
Encapsulation 封装  
在类中对数据的赋值、内部调用对外部用户是透明的，这使类变成了一个胶囊或容器，里面包含着类的数据和方法  
Inheritance 继承  
一个类可以派生出子类，在这个父类里定义的属性、方法自动被子类继承  
Polymorphism 多态  
多态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口，多种实现”，指一个基类中派生出了不同的子类，且每个子类在继承了同样的方法名的同时又对父类的方法做了不同的实现，这就是同一种事物表现出的多种形态。  
编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程，多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。  
对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。  
多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定  
  
面向对象编程(Object-Oriented Programming )介绍  
对于编程语言的初学者来讲，OOP不是一个很容易理解的编程方式，大家虽然都按老师讲的都知道OOP的三大特性是继承、封装、多态，并且大家也都知道了如何定义类、方法等面向对象的常用语法，但是一到真正写程序的时候，还是很多人喜欢用函数式编程来写代码，特别是初学者，很容易陷入一个窘境就是“我知道面向对象，我也会写类，但我依然没发现在使用了面向对象后，对我们的程序开发效率或其它方面带来什么好处，因为我使用函数编程就可以减少重复代码并做到程序可扩展了，为啥子还用面向对象？”。 对于此，我个人觉得原因应该还是因为你没有充分了解到面向对象能带来的好处，今天我就写一篇关于面向对象的入门文章，希望能帮大家更好的理解和使用面向对象编程。    
无论用什么形式来编程，我们都要明确记住以下原则：  
1.写重复代码是非常不好的低级行为  
2.你写的代码需要经常变更  
  
开发正规的程序跟那种写个运行一次就扔了的小脚本一个很大不同就是，你的代码总是需要不断的更改，不是修改bug就是添加新功能等，所以为了日后方便程序的修改及扩展，你写的代码一定要遵循易读、易改的原则（专业数据叫可读性好、易扩展）。  
  
如果你把一段同样的代码复制、粘贴到了程序的多个地方以实现在程序的各个地方调用 这个功能，那日后你再对这个功能进行修改时，就需要把程序里多个地方都改一遍，这种写程序的方式是有问题的，因为如果你不小心漏掉了一个地方没改，那可能会导致整个程序的运行都 出问题。 因此我们知道 在开发中一定要努力避免写重复的代码，否则就相当于给自己再挖坑。  
  
还好，函数的出现就能帮我们轻松的解决重复代码的问题，对于需要重复调用的功能，只需要把它写成一个函数，然后在程序的各个地方直接调用这个函数名就好了，并且当需要修改这个功能时，只需改函数代码，然后整个程序就都更新了。  
   
其实OOP编程的主要作用也是使你的代码修改和扩展变的更容易，那么小白要问了，既然函数都能实现这个需求了，还要OOP干毛线用呢？ 呵呵，说这话就像，古时候，人们打仗杀人都用刀，后来出来了枪，它的主要功能跟刀一样，也是杀人，然后小白就问，既然刀能杀人了，那还要枪干毛线，哈哈，显而易见，因为枪能更好更快更容易的杀人。函数编程与OOP的主要区别就是OOP可以使程序更加容易扩展和易更改。  
  
OOP的方式写CS游戏的基本功能  
class Role(object):  
    def \_\_init\_\_(self, name, role, weapon, life\_value=100, money=15000):  
        self.name = name  
        self.role = role  
        self.weapon = weapon  
        self.life\_value = life\_value  
        self.money = money  
  
    def shot(self):  
        print('shooting...')  
  
    def got\_shot(self):  
        print('ah...,I got shot...')  
  
    def buy\_gun(self, gun\_name):  
        print('just bought %s' % gun\_name)  
  
r1 = Role('alex', 'police', 'ak47')  \# 生成一个角色  
r2 = Role('jack', 'terrorist', 'b22')  \# 生成一个角色  
  
类的语法  
class Dog(object):  
   
    print("hello,I am a dog!")  
   
   
d = Dog() \#实例化这个类，  
\#此时的d就是类Dog的实例化对象  
\#实例化，其实就是以Dog类为模版，在内存里开辟一块空间，存上数据，赋值成一个变量名  
  
上面的代码其实有问题，想给狗起名字传不进去。  
  
class Dog(object):  
   
    def \_\_init\_\_(self,name,dog\_type):  
        self.name = name  
        self.type = dog\_type  
   
    def sayhi(self):  
   
        print("hello,I am a dog, my name is ",self.name)  
   
   
d = Dog('LiChuang',"京巴")  
d.sayhi()  
  
class Role(object): \#定义一个类， class是定义类的语法，Role是类名，(object)是新式类的写法，必须这样写  
    def \_\_init\_\_(self,name,role,weapon,life\_value=100,money=15000): \#初始化函数，在生成一个角色时要初始化的一些属性就填写在这里  
        self.name = name \#\_\_init\_\_中的第一个参数self,和这里的self都是什么意思？ 看下面解释  
        self.role = role  
        self.weapon = weapon  
        self.life\_value = life\_value  
        self.money = money  
上面的这个\_\_init\_\_()叫做初始化方法(或构造方法)， 在类被调用时，这个方法(虽然它是函数形式，但在类中就不叫函数了,叫方法)会自动执行，进行一些初始化的动作，所以我们这里写的\_\_init\_\_(self,name,role,weapon,life\_value=100,money=15000)就是要在创建一个角色时给它设置这些属性，那么这第一个参数self是干毛用的呢？  
  
初始化一个角色，就需要调用这个类一次：       
r1 = Role('Alex','police','AK47’) \#生成一个角色 , 会自动把参数传给Role下面的\_\_init\_\_(...)方法  
r2 = Role('Jack','terrorist','B22’)  \#生成一个角色  
  
我们看到，上面的创建角色时，我们并没有给\_\_init\_\_传值，程序也没未报错，是因为，类在调用它自己的\_\_init\_\_(…)时自己帮你给self参数赋值了，       
r1 = Role('Alex','police','AK47’) \#此时self 相当于 r1 ,  Role(r1,'Alex','police','AK47’)  
r2 = Role('Jack','terrorist','B22’)\#此时self 相当于 r2, Role(r2,'Jack','terrorist','B22’)  
你执行r1 = Role('Alex','police','AK47’)时，python的解释器其实干了两件事：  
  
1.在内存中开辟一块空间指向r1这个变量名  
2.调用Role这个类并执行其中的\_\_init\_\_(…)方法，相当于Role.\_\_init\_\_(r1,'Alex','police',’AK47’),这么做是为什么呢？ 是为了把'Alex','police',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，是为了把'Alex','police',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，是为了把'Alex','police',’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，重要的事情说3次， 因为关联起来后，你就可以直接r1.name, r1.weapon 这样来调用啦。所以，为实现这种关联，在调用\_\_init\_\_方法时，就必须把r1这个变量也传进去，否则\_\_init\_\_不知道要把那3个参数跟谁关联呀。  
3.所以这个\_\_init\_\_(…)方法里的，self.name = name , self.role = role 等等的意思就是要把这几个值存到r1的内存空间里。  
  
  
def buy\_gun(self,gun\_name):  
    print(“%s has just bought %s” %(self.name,gun\_name) )  
  
上面这个方法通过类调用的话要写成如下：  
   
r1 = Role('Alex','police','AK47')  
r1.buy\_gun("B21”) \#python 会自动帮你转成 Role.buy\_gun(r1,”B21")  
  
 依然没给self传值 ，但Python还是会自动的帮你把r1 赋值给self这个参数， 为什么呢？ 因为，你在buy\_gun(..)方法中可能要访问r1的一些其它属性呀， 比如这里就访问 了r1的名字，怎么访问呢？你得告诉这个方法呀，于是就把r1传给了这个self参数，然后在buy\_gun里调用 self.name 就相当于调用r1.name 啦，如果还想知道r1的生命值 有多少，直接写成self.life\_value就可以了。 说白了就是在调用类中的一个方法时，你得告诉人家你是谁。  
  
  
1.上面的这个r1 = Role('Alex','police','AK47’)动作，叫做类的“实例化”， 就是把一个虚拟的抽象的类，通过这个动作，变成了一个具体的对象了， 这个对象就叫做实例  
2.刚才定义的这个类体现了面向对象的第一个基本特性，封装，其实就是使用构造方法将内容封装到某个具体对象中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容  
  
封装  
  
封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。  
  
封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。  
  
  
继承  
  
面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”。继承是指这样一种能力：它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。  
  
通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”。  
  
被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。  
  
继承的过程，就是从一般到特殊的过程。  
  
要实现继承，可以通过“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）来实现。  
  
在某些 OOP 语言中，一个子类可以继承多个基类。但是一般情况下，一个子类只能有一个基类，要实现多重继承，可以通过多级继承来实现。  
  
继承概念的实现方式主要有2类：实现继承、接口继承。  
Ø         实现继承是指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力；  
Ø         接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力(子类重构爹类方法)；  
在考虑使用继承时，有一点需要注意，那就是两个类之间的关系应该是“属于”关系。例如，Employee 是一个人，Manager 也是一个人，因此这两个类都可以继承 Person 类。但是 Leg 类却不能继承 Person 类，因为腿并不是一个人。  
   
抽象类仅定义将由子类创建的一般属性和方法。  
  
OO开发范式大致为：划分对象→抽象类→将类组织成为层次化结构(继承和合成) →用类与实例进行设计和实现几个阶段。  
继承示例  
class SchoolMember(object):  
    members = 0  \# 初始学校人数为0  
    def \_\_init\_\_(self, name, age):  
        self.name = name  
        self.age = age  
  
    def tell(self):  
        pass  
  
    def enrool(self):  
        '''注册'''  
        SchoolMember.members += 1  
        print('\\033\[32;1mnew member \[%s\] is enrolled, now there are \[%s\] members.\\033\[0m' %(self.name, SchoolMember.members))  
  
    def \_\_del\_\_(self):  
        '''析构方法'''  
        print('\\0..\[31;1mmember \[%s\] is dead!\\033\[0m' %self.name)  
  
class Teacher(SchoolMember):  
    def \_\_init\_\_(self, name, age, course, salary):  
        super(Teacher, self).\_\_init\_\_(name, age)  
        self.course = course  
        self.salary = salary  
        self.enroll()  
  
    def teaching(self):  
        '''讲课方法'''  
        print('Teacher \[%s\] is teaching \[%s\] for class \[%s\]' %(self.name, self.course, 's12'))  
  
    def tell(self):  
        '''自我介绍方法'''  
        msg = '''Hi, my name is \[%s\], works for \[%s\] as a \[%s\] teacher!''' % (self.name, 'Oldboy', self.course)  
        print(msg)  
  
class Student(SchoolMember):  
    def \_\_init\_\_(self, name, age, grade, sid):  
        super(Student, self).\_\_init\_\_(name, age)  
        self.grade = grade  
        self.sid = sid  
        self.enroll()  
  
    def tell(self):  
        '''自我介绍方法'''  
        msg = '''Hi, my name is \[%s\], I’m studying \[%s\] in \[%s\]!''' % (self.name, self.grade, 'Oldboy')  
        print(msg)  
  
if \_\_name\_\_ == '\_\_main\_\_':  
    t1 = Teacher('alex', 22, 'python', 20000)  
    t2 = Teacher("teng", 29, 'linux', 3000)  
  
    s1 = Student("qinghua", 24, 'pyhton s12', 1483)  
    s2 = Student("sanjiang", 26, 'pyhton s12', 1484)  
  
    t1.teaching()  
    t2.teaching()  
    t1.tell()  
  
多态  
   
多态性（polymorphisn）是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说，就是一句话：允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。  
那么，多态的作用是什么呢？我们知道，封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化；继承可以扩展已存在的代码模块（类）；它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重用！多态的作用，就是为了类在继承和派生的时候，保证使用“家谱”中任一类的实例的某一属性时的正确调用。  
   
Pyhon 很多语法都是支持多态的，比如 len(),sorted(), 你给len传字符串就返回字符串的长度，传列表就返回列表长度。  
   
Python多态示例  
class Animal(object):  
    def \_\_init\_\_(self, name):  \# Constructor of the class  
        self.name = name  
  
    def talk(self):  \# Abstract method, defined by convention only  
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")  
  
class Cat(Animal):  
    def talk(self):  
        print('%s: 喵喵喵！' %self.name)  
  
class Dog(Animal):  
    def talk(self):  
        print("%s: 汪汪汪！" %self.name)  
  
def func(obj):  \# 一个接口，多种形态  
    obj.talk()  
  
c1 = Cat('小')  
d1 = Dog("晴")  
  
func(c1)  
func(d1)