Python面向对象

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

 

接下来我们一起分解一下上面的代码分别 是什么意思 

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，以后再讲为什么 
    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’) 

为什么这样子？你拉着我说你有些犹豫，怎么会这样子？

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. 明白了么哥？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。

如果还不明白的话，哥，去测试一下智商吧， 应该不会超过70，哈哈。

为了暴露自己的智商，此时你假装懂了，但又问， __init__(…)我懂了，但后面的那几个函数，噢 不对，后面那几个方法 为什么也还需要self参数么？ 不是在初始化角色的时候 ，就已经把角色的属性跟r1绑定好了么？ 

good question, 先来看一下上面类中的一个buy_gun的方法： 

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") 

 执行结果

#Alex has just bought 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。

 

好啦， 总结一下2点：

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

      

析构函数：在实例释放，销毁的时候执行的，通常用于做一些结尾工作，如关闭一些数据库链接，打开的临时文件，会自动运行！

                       def __del__(self): 

                 print("彻底死了")  

 

继承

        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。

 

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)；

 

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。

 

#!_*_coding:utf-8_*_

class SchoolMember(object):  #定义一个新型类
    members = 0  # 类变量 初始学校人数为0

    def __init__(self, name, age):  #构造方法
        self.name = name  #实例变量
        self.age = age

    def tell(self):
        pass

    def enroll(self):
        '''注册'''
        SchoolMember.members += 1  #类变量只能够内部方法调用
        print("\033[32;1m new member [%s] is enrolled,now there are [%s] members.\033[0m " % (
        self.name, SchoolMember.members))

    def __del__(self): #在实例释放，销毁的时候，做一些结尾的工作
        '''析构方法'''
        print("\033[31;1mmember [%s] is dead!\033[0m" % self.name)


class Teacher(SchoolMember):  #子类继承了父类SchoolMember
    def __init__(self, name, age, course, salary): #构造函数，新的类需要传新的参数
        super(Teacher, self).__init__(name, age)  #父类中的参数需要再次调用
        self.course = course  #两个新的实例变量
        self.salary = salary
        self.enroll()#继承父类中的方法

    def teaching(self): #子类自己的方法
        '''讲课方法'''
        print("Teacher [%s] is teaching [%s] for class [%s]" % (self.name, self.course, 's12'))

    def tell(self):   #子类重写父类的方法
        '''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)  #实例化老师一
    t2 = Teacher("TengLan", 29, 'Linux', 3000) #实例化老师二

    s1 = Student("Qinghua", 24, "Python S12", 1483)
    s2 = Student("SanJiang", 26, "Python S12", 1484)

    t1.teaching()
    t2.teaching()
    t1.tell()

广度优先：一个查询搜索的算法，就是在一个平级中，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止。

深度优先：另一个查询搜索的算法，相当于一直在找自己的父类，一步一步往上一级中寻找！

这里都是针对继承这个概念来说的

 

多态

一种借口，多种实现

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。

python中没有直接语法实现多态，但是可以间接的实现！

 

class Animal:
    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")
        pass

class Cat(Animal):
    def talk(self):
        return 'Meow!'


class Dog(Animal):
    def talk(self):
        return 'Woof! Woof!'


9 animals = [Cat('Missy'),
           Dog('Lassie')]

for animal in animals:
    print(animal.name + ': ' + animal.talk())

 

红色字的部分，就是实现了多态的功能，一个接口，多种实现，通过一个相同的animals接口，同时调用了Cat，Dog的功能！