面向对象和类

对于一门语言来讲，按照分类的不同，可以分很多很多种，如强类弱类型，编译解释型等等，今儿来学习一个新的概念，面向对象。

首先，无论是从计算机的诞生，还是编程的发展，都是为了减轻人类的负担，方便。当程序越复杂，这时候就需要用面向对象的思想来解决问题了。

比如说：现在去了一家开发游戏的公司上班，开发一个叫做人狗大战的游戏，按照编程的习惯，别的不说先来一个人和一只狗。

你搜罗了自己掌握的所有技能，写出了下面的代码来描述这两个角色

def person(name,age,sex,job):
    data = {
        'name':name,
        'age':age,
        'sex':sex,
        'job':job
    }
 
    return data
 
def dog(name,dog_type):
    data = {
        'name':name,
        'type':dog_type
    }
    return da
上面两个方法相当于造了两个模子，游戏里的每个人和每条狗都拥有相同里的属性。游戏开始，你根据一个人或一只狗传入的具体信息来塑造一个具体的人或者狗，怎么生成呢？

d1 = dog("灰太狗","京巴")
p1 = person("严帅",36,"F","运维")
p2 = person("egon",27,"F","Teacher"）
两个角色对象生成了，狗和人还有不同的功能呀，狗会咬人，人会打狗，对不对? 怎么实现呢，。。想到了， 可以每个功能再写一个函数，想执行哪个功能，直接 调用 就可以了，对不？

def bark(d):
    print("dog %s:wang.wang..wang..."%d['name'])
def walk(p):
    print("person %s is walking..." %p['name'])

walk(p1) 
bark(d1)

上面的功能实现的简直是完美！

但是仔细玩耍一会，你就不小心干了下面这件事

p1 = person("严帅",36,"F","运维")
bark(p1) #把人的对象传给了狗的方法

事实 上，从你写的代码上来看，这并没出错。很显然，人是不能调用狗的功能的，但在你的程序例没有做限制，如何在代码级别实现这个限制呢？

来一段限制功能全新代码

def person(name,age,sex,job):
    def walk(p):
        print("person %s is walking..." % p['name'])
    data = {
        'name':name,
        'age':age,
        'sex':sex,
        'job':job,
        'walk':walk
    }
    return data
def dog(name,dog_type):
    def bark(d):
        print("dog %s:wang.wang..wang..."%d['name'])
    data = {
        'name':name,
        'type':dog_type,
        'bark':bark
    }
    return data
d1 = dog("李磊","京巴")

p1 = person("严帅",36,"F","运维")

p2 = person("egon",27,"F","Teacher")


接下来传错的方法无法调用了

d1['bark'](p1) #把人传给了狗的方法

你是如此的机智，这样就实现了限制人只能用人自己的功能啦。

刚刚你用的这种编程思想其实就是简单的面向对象编程，我们创造了两个模子表示游戏里所有的人和狗之后，剩下的狗叫或者人走对于这两个模子来说就不重要了。具体人he狗之间的交互就等着你去使用了。假如你和狗打起来了，这时候你是走路还是拿棍子打狗就由你自己决定了。那你的每一个决定可能都影响着你这场游戏的输赢。这也是不确定的。和我们之前写代码按部就班的走，最终都会实现我们要完成的事情不太一样了。

尽管如此，我们也只完成了这个游戏非常小的一部分。还有很多功能都没有实现。

刚才你只是阻止了两个完全 不同的角色 之前的功能混用， 但有没有可能 ，同一个种角色，但有些属性是不同的呢？ 比如 ，大家都打过cs吧，cs里有警察和恐怖份子，但因为都 是人， 所以你写一个角色叫 person(), 警察和恐怖份子都 可以 互相射击，但警察不可以杀人质，恐怖分子可以，这怎么实现呢？ 你想了说想，说，简单，只需要在杀人质的功能里加个判断，如果是警察，就不让杀不就ok了么。 没错， 这虽然 解决了杀人质的问题，但其实你会发现，警察和恐怖分子的区别还有很多，同时又有很多共性，如果 在每个区别处都 单独做判断，那得累死。 

你想了想说， 那就直接写2个角色吧， 反正 这么多区别，nonono， 不能写两个角色呀，因为他们还有很多共性 ， 写两个不同的角色，就代表 相同的功能 也要重写了，是不是我的神？ 。。。

面向过程 VS 面向对象

面向过程的程序设计的核心是过程（流水线式思维），过程即解决问题的步骤，面向过程的设计就好比精心设计好一条流水线，考虑周全什么时候处理什么东西。

优点是：极大的降低了写程序的复杂度，只需要顺着要执行的步骤，堆叠代码即可。

缺点是：一套流水线或者流程就是用来解决一个问题，代码牵一发而动全身。

应用场景：一旦完成基本很少改变的场景，著名的例子有Linux內核，git，以及Apache HTTP Server等。

 

面向对象的程序设计的核心是对象（上帝式思维），要理解对象为何物，必须把自己当成上帝，上帝眼里世间存在的万物皆为对象，不存在的也可以创造出来。面向对象的程序设计好比如来设计西游记，如来要解决的问题是把经书传给东土大唐，如来想了想解决这个问题需要四个人：唐僧，沙和尚，猪八戒，孙悟空，每个人都有各自的特征和技能（这就是对象的概念，特征和技能分别对应对象的属性和方法），然而这并不好玩，于是如来又安排了一群妖魔鬼怪，为了防止师徒四人在取经路上被搞死，又安排了一群神仙保驾护航，这些都是对象。然后取经开始，师徒四人与妖魔鬼怪神仙互相缠斗着直到最后取得真经。如来根本不会管师徒四人按照什么流程去取。

面向对象的程序设计的

优点是：解决了程序的扩展性。对某一个对象单独修改，会立刻反映到整个体系中，如对游戏中一个人物参数的特征和技能修改都很容易。

缺点：可控性差，无法向面向过程的程序设计流水线式的可以很精准的预测问题的处理流程与结果，面向对象的程序一旦开始就由对象之间的交互解决问题，即便是上帝也无法预测最终结果。于是我们经常看到一个游戏人某一参数的修改极有可能导致阴霸的技能出现，一刀砍死3个人，这个游戏就失去平衡。

应用场景：需求经常变化的软件，一般需求的变化都集中在用户层，互联网应用，企业内部软件，游戏等都是面向对象的程序设计大显身手的好地方。

在python 中面向对象的程序设计并不是全部。

面向对象编程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。

了解一些名词：类、对象、实例、实例化

类：具有相同特征的一类事物(人、狗、老虎)

对象／实例：具体的某一个事物（隔壁如花、楼下美艳）

实例化：类——>对象的过程（这在生活中表现的不明显，我们在后面再慢慢解释）

初识类和对象

python中一切皆为对象，类型的本质就是类，所以，不管你信不信，你已经使用了很长时间的类了

>>> dict #类型dict就是类dict
<class 'dict'>
>>> d=dict(name='eva') #实例化
>>> d.pop('name') #向d发一条消息，执行d的方法pop
'eva'

从上面的例子来看，字典就是一类数据结构，我一说字典你就知道是那个用{}表示，里面由k-v键值对的东西，它还具有一些增删改查的方法。但是我一说字典你能知道字典里具体存了哪些内容么？不能，所以我们说对于一个类来说，它具有相同的特征属性和方法。

而具体的{'name':'eva'}这个字典，它是一个字典，可以使用字典的所有方法，并且里面有了具体的值，它就是字典的一个对象。对象就是已经实实在在存在的某一个具体的个体。

 

再举一个其他的例子，通俗一点，比如你现在有一个动物园，你想描述这个动物园，那么动物园里的每一种动物就是一个类，老虎、天鹅、鳄鱼、熊。他们都有相同的属性，比如身高体重出生时间和品种，还有各种动作，比如鳄鱼会游泳，天鹅会飞，老虎会跑，熊会吃。

但是这些老虎熊啥的都不是具体的某一只，而是一类动物。虽然他们都有身高体重，但是你却没有办法确定这个值是多少。如果这个时候给你一只具体的老虎，而你还没死，那你就能给他量量身高称称体重，这些数值是不是就变成具体的了？那么具体的这一只老虎就是一个具体的实例，也是一个对象。不止这一只，其实每一只具体的老虎都有自己的身高体重，那么每一只老虎都是老虎类的一个对象。

在python中，用变量表示特征，用函数表示技能，因而具有相同特征和技能的一类事物就是‘类’，对象是则是这一类事物中具体的一个。

类的相关知识

先声明一个类

'''
class 类名:
    '类的文档字符串'
    类体
'''

#我们创建一个类
class Data:    #在python中一般类名开头都大写
    pass

class Person:   #定义一个人类
    role = 'person'  #人的角色属性都是人
    def walk(self):  #人都可以走路，也就是有一个走路方法，也叫动态属性
        print("person is walking...")

类有两种作用：属性引用和实例化

属性引用（类名.属性）

class Person:   #定义一个人类
    role = 'person'  #人的角色属性都是人
    def walk(self):  #人都可以走路，也就是有一个走路方法
        print("person is walking...")


print(Person.role)  #查看人的role属性
print(Person.walk)  #引用人的走路方法，注意，这里不是在调用

实例化：类名加括号就是实例化，会自动触发__init__函数的运行，可以用它来为每个实例定制自己的特征

class Person:   #定义一个人类
    role = 'person'  #人的角色属性都是人
    def __init__(self,name):
        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;
        
    def walk(self):  #人都可以走路，也就是有一个走路方法
        print("person is walking...")


print(Person.role)  #查看人的role属性
print(Person.walk)  #引用人的走路方法，注意，这里不是在调用

实例化的过程就是类——>对象的过程

原本我们只有一个Person类，在这个过程中，产生了一个egg对象，有自己具体的名字、攻击力和生命值。

语法：对象名 = 类名(参数)

egg = Person('egon')  #类名()就等于在执行Person.__init__()
#执行完__init__()就会返回一个对象。这个对象类似一个字典，存着属于这个人本身的一些属性和方法。
#你可以偷偷的理解：egg = {'name':'egon','walk':walk}

查看属性&调用方法

print(egg.name)     #查看属性直接 对象名.属性名
print(egg.walk())   #调用方法，对象名.方法名()

关于self

self：在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数，你也可以给他起个别的名字，但是正常人都不会这么做。
因为你瞎改别人就不认识

类属性的补充

一：我们定义的类的属性到底存到哪里了？有两种方式查看
dir(类名)：查出的是一个名字列表
类名.__dict__:查出的是一个字典，key为属性名，value为属性值

二：特殊的类属性
类名.__name__# 类的名字(字符串)
类名.__doc__# 类的文档字符串
类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲)
类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲)
类名.__dict__# 类的字典属性
类名.__module__# 类定义所在的模块
类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)

对象的相关知识

回到咱们的人狗大战：现在我们需要对我们的类做出一点点改变
人类除了可以走路之外，还应该具备一些攻击技能。

class Person:  # 定义一个人类
    role = 'person'  # 人的角色属性都是人

    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一个角色都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一个角色都有自己的生命值;

    def attack(self,dog):  
        # 人可以攻击狗，这里的狗也是一个对象。
        # 人攻击狗，那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降
        dog.life_value -= self.aggressivit

对象是关于类而实际存在的一个例子，即实例

对象/实例只有一种作用：属性引用

egg = Person('egon',10,1000)
print(egg.name)
print(egg.aggressivity)
print(egg.life_value)

当然了，你也可以引用一个方法，因为方法也是一个属性，只不过是一个类似函数的属性，我们也管它叫动态属性。
引用动态属性并不是执行这个方法，要想调用方法和调用函数是一样的，都需要在后面加上括号

print(egg.attack)

我知道在类里说，你可能还有好多地方不能理解。那我们就用函数来解释一下这个类呀，对象呀到底是个啥，你偷偷的用这个理解就好了，不要告诉别人

def Person(*args,**kwargs):
    self = {}
    def attack(self,dog):
        dog['life_value'] -= self['aggressivity']

    def __init__(name,aggressivity,life_value):
        self['name'] = name
        self['aggressivity'] = aggressivity
        self['life_value'] = life_value
        self['attack'] = attack

    __init__(*args,**kwargs)
    return self

egg = Person('egon',78,10)
print(egg['name'])

面向对象小结——定义及调用的固定模式

class 类名:
    def __init__(self,参数1,参数2):
        self.对象的属性1 = 参数1
        self.对象的属性2 = 参数2

    def 方法名(self):pass

    def 方法名2(self):pass

对象名 = 类名(1,2)  #对象就是实例，代表一个具体的东西
                  #类名() : 类名+括号就是实例化一个类，相当于调用了__init__方法
                  #括号里传参数，参数不需要传self，其他与init中的形参一一对应
                  #结果返回一个对象
对象名.对象的属性1   #查看对象的属性，直接用 对象名.属性名 即可
对象名.方法名()     #调用类中的方法，直接用 对象名.方法名() 即可

对象之间的交互

现在我们已经有一个人类了，通过给人类一些具体的属性我们就可以拿到一个实实在在的人。
现在我们要再创建一个狗类，狗就不能打人了，只能咬人，所以我们给狗一个bite方法。
有了狗类，我们还要实例化一只实实在在的狗出来。
然后人和狗就可以打架了。现在我们就来让他们打一架吧！

创建一个狗类

class Dog:  # 定义一个狗类
    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗

    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;
        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;

    def bite(self,people):
        # 狗可以咬人，这里的狗也是一个对象。
        # 狗咬人，那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降
　　　　 dog.life_value -= self.aggressivit

class Dog:  # 定义一个狗类
    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗

    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;
        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;

    def bite(self,people):
        # 狗可以咬人，这里的狗也是一个对象。
        # 狗咬人，那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降
　　　　 dog.life_value -= self.aggressivit

class Dog:  # 定义一个狗类
    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗

    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;
        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;

    def bite(self,people):
        # 狗可以咬人，这里的狗也是一个对象。
        # 狗咬人，那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降
　　　　 dog.life_value -= self.aggressivit

实例化一只实实在在的二哈

ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)  #创造了一只实实在在的狗ha2

 

交互 egon打ha2一下

print(ha2.life_value)         #看看ha2的生命值
egg.attack(ha2)               #egg打了ha2一下
print(ha2.life_value)         #ha2掉了10点血

完整的代码

class Person:  # 定义一个人类
    role = 'person'  # 人的角色属性都是人

    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一个角色都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一个角色都有自己的生命值;

    def attack(self,dog):
        # 人可以攻击狗，这里的狗也是一个对象。
        # 人攻击狗，那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降
        dog.life_value -= self.aggressivity

class Dog:  # 定义一个狗类
    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗

    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):
        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;
        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;
        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;
        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;

    def bite(self,people):
        # 狗可以咬人，这里的狗也是一个对象。
        # 狗咬人，那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降
        people.life_value -= self.aggressivity

egg = Person('egon',10,1000)  #创造了一个实实在在的人egg
ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)  #创造了一只实实在在的狗ha2
print(ha2.life_value)         #看看ha2的生命值
egg.attack(ha2)               #egg打了ha2一下
print(ha2.life_value)         #ha2掉了10点血

再来个栗子

from math import pi

class Circle:
    '''
    定义了一个圆形类；
    提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法
    '''
    def __init__(self,radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
         return pi * self.radius * self.radius

    def perimeter(self):
        return 2 * pi *self.radius


circle =  Circle(10) #实例化一个圆
area1 = circle.area() #计算圆面积
per1 = circle.perimeter() #计算圆周长
print(area1,per1) #打印圆面积和周长