面向对象
python之路——初识面向对象
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楔子
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 data
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("李磊","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'])<br><br>
walk(p1)
bark(d1)
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, 我的哥, 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,是不是我的哥? 。。。
好了, 话题就给你点到这, 再多说你的智商也理解不了了!
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(隔壁阿花、楼下旺财)
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)
初始类和对象
python中一切都是对象,类型的本质就是类
>>> 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,对象则是这一类事物中具体的一个
类的相关知识
初始类
def functionName(args): '函数文档字符串' 函数体
class 类名: '类的文档字符串' 类体 ''' #我们创建一个类 class Data: pass
class Person:定义了一个类,类名是person role='person'人的角色属性都是人,也叫作静态属性 def walk(self):人都可以走路,也就是有一个走路的方法,也叫作动态属性 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
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
ef 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
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
类命名空间与对象、实例的命名空间
创建一个类就会创建一个类的名称空间,用来存储类中定义的所有名字,这些名字称为类的属性
而类有两种属性:静态属性和动态属性
- 静态属性就是直接在类中定义的变量
- 动态属性就是定义在类中的方法
其中类的数据属性是共享给所有对象的
>>>id(egg.role) 4341594072 >>>id(Person.role) 4341594072
而类的动态属性是绑定到所有对象的
>>>egg.attack <bound method Person.attack of <__main__.Person object at 0x101285860>> >>>Person.attack <function Person.attack at 0x10127abf8>
创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间,存放对象/实例的名字,称为对象/实例的属性
在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常
面向对象的组合方法:
软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式,即:组合
组合指的是,在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合
class Weapon: def prick(self, obj): # 这是该装备的主动技能,扎死对方 obj.life_value -= 500 # 假设攻击力是500 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; self.weapon = Weapon() # 给角色绑定一个武器; egg = Person('egon') egg.weapon.prick() #egg组合了一个武器的对象,可以直接egg.weapon来使用组合类中的所有方法
用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python课程
class BirthDate: def __init__(self,year,month,day): self.year=year self.month=month self.day=day class Couse: def __init__(self,name,price,period): self.name=name self.price=price self.period=period class Teacher: def __init__(self,name,gender): self.name=name self.gender=gender def teach(self): print('teaching') class Professor(Teacher): def __init__(self,name,gender,birth,course): Teacher.__init__(self,name,gender) self.birth=birth self.course=course p1=Professor('egon','male', BirthDate('1995','1','27'), Couse('python','28000','4 months')) print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day) print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period) ''' 运行结果: 1 27 python 28000 4 months '''
初始面向对象小结:
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, money): 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; self.money = money 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
class Weapon: def __init__(self,name, price, aggrev, life_value): self.name = name self.price = price self.aggrev = aggrev self.life_value = life_value def update(self, obj): #obj就是要带这个装备的人 obj.money -= self.price # 用这个武器的人花钱买所以对应的钱要减少 obj.aggressivity += self.aggrev # 带上这个装备可以让人增加攻击 obj.life_value += self.life_value # 带上这个装备可以让人增加生命值 def prick(self, obj): # 这是该装备的主动技能,扎死对方 obj.life_value -= 500 # 假设攻击力是500
lance = Weapon('长矛',200,6,100) egg = Person('egon',10,1000,600) #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 #egg独自力战"二愣子"深感吃力,决定穷毕生积蓄买一把武器 if egg.money > lance.price: #如果egg的钱比装备的价格多,可以买一把长矛 lance.update(egg) #egg花钱买了一个长矛防身,且自身属性得到了提高 egg.weapon = lance #egg装备上了长矛 print(egg.money,egg.life_value,egg.aggressivity) print(ha2.life_value) egg.attack(ha2) #egg打了ha2一下 print(ha2.life_value) egg.weapon.prick(ha2) #发动武器技能 print(ha2.life_value) #ha2不敌狡猾的人类用武器取胜,血槽空了一半
哇瑟,是不是感觉自己太牛逼了啊,会做一个对战类的小游戏了,但其实这个还很lowb
面向对象的三大特性:
继承:所谓继承继承是一种创建新类的方式,在python中,新建的类可以继承一个或多个父类,父类又可称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类
python中类的继承分为:单继承和多继承
class ParentClass1: #定义父类 pass class ParentClass2: #定义父类 pass class SubClass1(ParentClass1): #单继承,基类是ParentClass1,派生类是SubClass pass class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承,用逗号分隔开多个继承的类 pass
>>> SubClass1.__bases__ #__base__只查看从左到右继承的第一个子类,__bases__则是查看所有继承的父类 (<class '__main__.ParentClass1'>,) >>> SubClass2.__bases__ (<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)
提示:如果没有指定基类,python的类会默认继承object类,object是所有python类的基类,它提供了一些常见方法(如__str__)的实现。
>>> ParentClass1.__bases__ (<class 'object'>,) >>> ParentClass2.__bases__ (<class 'object'>,)
继承与抽象(先抽象再继承)
抽象即抽取类似或者说比较像的部分。
抽象分成两个层次:
1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类;
2.将人,猪,狗这三个类比较像的部分抽取成父类。
抽象最主要的作用是划分类别(可以隔离关注点,降低复杂度)
继承:是基于抽象的结果,通过编程语言去实现它,肯定是先经历抽象这个过程,才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。
抽象只是分析和设计的过程中,一个动作或者说一种技巧,通过抽象可以得到类
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): pass class Person(Animal): pass egg = Person('egon',10,1000) ha2 = Dog('二愣子',50,1000) egg.eat() ha2.eat()
派生
当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性(不会影响到父类),需要注意的是,一旦重新定义了自己的属性且与父类重名,那么调用新增的属性时,就以自己为准了。
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): ''' 狗类,继承Animal类 ''' def bite(self, people): ''' 派生:狗有咬人的技能 :param people: ''' people.life_value -= self.aggressivity class Person(Animal): ''' 人类,继承Animal ''' def attack(self, dog): ''' 派生:人有攻击的技能 :param dog: ''' dog.life_value -= self.aggressivity egg = Person('egon',10,1000) ha2 = Dog('二愣子',50,1000) print(ha2.life_value) print(egg.attack(ha2)) print(ha2.life_value)
在子类中,新建的重名的函数属性,在编辑函数内功能的时候,有可能需要重用父类中重名的那个函数功能,应该是用调用普通函数的方式,即:类名.func(),此时就与调用普通函数无异了,因此即便是self参数也要为其传值.
在python3中,子类执行父类的方法也可以直接用super方法.
class A: def hahaha(self): print('A') class B(A): def hahaha(self): super().hahaha() #super(B,self).hahaha() #A.hahaha(self) print('B') a = A() b = B() b.hahaha() super(B,b).hahaha(
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): ''' 狗类,继承Animal类 ''' def __init__(self,name,breed,aggressivity,life_value): super().__init__(name, aggressivity, life_value) #执行父类Animal的init方法 self.breed = breed #派生出了新的属性 def bite(self, people): ''' 派生出了新的技能:狗有咬人的技能 :param people: ''' people.life_value -= self.aggressivity def eat(self): # Animal.eat(self) #super().eat() print('from Dog') class Person(Animal): ''' 人类,继承Animal ''' def __init__(self,name,aggressivity, life_value,money): #Animal.__init__(self, name, aggressivity, life_value) #super(Person, self).__init__(name, aggressivity, life_value) super().__init__(name,aggressivity, life_value) #执行父类的init方法 self.money = money #派生出了新的属性 def attack(self, dog): ''' 派生出了新的技能:人有攻击的技能 :param dog: ''' dog.life_value -= self.aggressivity def eat(self): #super().eat() Animal.eat(self) print('from Person') egg = Person('egon',10,1000,600) ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000) print(egg.name) print(ha2.name) egg.eat()
抽象类和接口类:
接口类:
一:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)
二:声明某个子类兼容于某基类,定义一个接口类interface,接口类中定义了一些接口名(就是函数名)但是没见实现接口的功能,子类继承接口类,并且实现接口中的功能
class Alipay: ''' 支付宝支付 ''' def pay(self,money): print('支付宝支付了%s元'%money) class Applepay: ''' apple pay支付 ''' def pay(self,money): print('apple pay支付了%s元'%money) def pay(payment,money): ''' 支付函数,总体负责支付 对应支付的对象和要支付的金额 ''' payment.pay(money) p = Alipay() pay(p,200)
class Alipay: ''' 支付宝支付 ''' def pay(self,money): print('支付宝支付了%s元'%money) class Applepay: ''' apple pay支付 ''' def pay(self,money): print('apple pay支付了%s元'%money) class Wechatpay: def fuqian(self,money): ''' 实现了pay的功能,但是名字不一样 ''' print('微信支付了%s元'%money) def pay(payment,money): ''' 支付函数,总体负责支付 对应支付的对象和要支付的金额 ''' payment.pay(money) p = Wechatpay() pay(p,200) #执行会报错
接口初成:手动报异常:NotImplementedError来解决开发中遇到的问题
class Payment: def pay(self): raise NotImplementedError class Wechatpay(Payment): def fuqian(self,money): print('微信支付了%s元'%money) p = Wechatpay() #这里不报错 pay(p,200) #这里报错了
借用abc模块来实现接口
from abc import ABCMeta,abstractmethod class Payment(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def pay(self,money): pass class Wechatpay(Payment): def fuqian(self,money): print('微信支付了%s元'%money) p = Wechatpay() #不调就报错了
实践中,继承的第一种含义意义并不很大,甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。
继承的第二种含义非常重要。它又叫“接口继承”。
接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象,这个抽象规定了一个兼容接口,使得外部调用者无需关心具体细节,可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上,叫做归一化。
归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合——就好象linux的泛文件概念一样,所有东西都可以当文件处理,不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕(当然,对底层设计者,当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”,然后做出针对性的设计:细致到什么程度,视需求而定)。
依赖倒置原则: 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象;抽象不应该应该依赖细节;细节应该依赖抽象。换言之,要针对接口编程,而不是针对实现编程
在python中根本就没有一个叫做interface的关键字,上面的代码只是看起来像接口,其实并没有起到接口的作用,子类完全可以不用去实现接口 ,如果非要去模仿接口的概念,可以借助第三方模块:
http://pypi.python.org/pypi/zope.interface
twisted的twisted\internet\interface.py里使用zope.interface
文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/
设计模式:https://github.com/faif/python-patterns
抽象类
什么是抽象类
与java一样,python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现,抽象类是一个特殊的类,它的特殊之处在于只能被继承,不能被实例化
为什么要有抽象类
如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的,那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的,内容包括数据属性和函数属性。
比如我们有香蕉的类,有苹果的类,有桃子的类,从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类,你吃水果时,要么是吃一个具体的香蕉,要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。
从设计角度去看,如果类是从现实对象抽象而来的,那么抽象类就是基于类抽象而来的。
从实现角度来看,抽象类与普通类的不同之处在于:抽象类中只能有抽象方法(没有实现功能),该类不能被实例化,只能被继承,且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似,但其实是不同的,即将揭晓答案
在python中实现抽象类
#一切皆文件 import abc #利用abc模块实现抽象类 class All_file(metaclass=abc.ABCMeta): all_type='file' @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能 def read(self): '子类必须定义读功能' pass @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能 def write(self): '子类必须定义写功能' pass # class Txt(All_file): # pass # # t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法 class Txt(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('文本数据的读取方法') def write(self): print('文本数据的读取方法') class Sata(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('硬盘数据的读取方法') def write(self): print('硬盘数据的读取方法') class Process(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('进程数据的读取方法') def write(self): print('进程数据的读取方法') wenbenwenjian=Txt() yingpanwenjian=Sata() jinchengwenjian=Process() #这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想 wenbenwenjian.read() yingpanwenjian.write() jinchengwenjian.read() print(wenbenwenjian.all_type) print(yingpanwenjian.all_type) print(jinchengwenjian.all_type)
抽象类与接口类
抽象类的本质还是类,指的是一组类的相似性,包括数据属性(如all_type)和函数属性(如read、write),而接口只强调函数属性的相似性。
抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念,同时具备类和接口的部分特性,可以用来实现归一化设计
在python中,并没有接口类这种东西,即便不通过专门的模块定义接口,我们也应该有一些基本的概念。
1.多继承问题
在继承抽象类的过程中,我们应该尽量避免多继承;
而在继承接口的时候,我们反而鼓励你来多继承接口
接口隔离原则: 使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些不需要的接口。
2.方法的实现
在抽象类中,我们可以对一些抽象方法做出基础实现;
而在接口类中,任何方法都只是一种规范,具体的功能需要子类实现
钻石继承
继承顺序
class A(object): def test(self): print('from A') class B(A): def test(self): print('from B') class C(A): def test(self): print('from C') class D(B): def test(self): print('from D') class E(C): def test(self): print('from E') class F(D,E): # def test(self): # print('from F') pass f1=F() f1.test() print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表,经典类没有这个属性 #新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A #经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C #python3中统一都是新式类 #pyhon2中才分新式类与经典类
继承原理
python到底是如何实现继承的,对于你定义的每一个类,python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表,这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表,例如
>>> F.mro() #等同于F.__mro__ [<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类
继承小结
继承的作用
减少代码的重用 提高代码可读性 规范编程模式
几个名词
抽象:抽象即抽取类似或者说比较像的部分。是一个从具题到抽象的过程。 继承:子类继承了父类的方法和属性 派生:子类在父类方法和属性的基础上产生了新的方法和属性
抽象类与接口类
1.多继承问题 在继承抽象类的过程中,我们应该尽量避免多继承; 而在继承接口的时候,我们反而鼓励你来多继承接口 2.方法的实现 在抽象类中,我们可以对一些抽象方法做出基础实现; 而在接口类中,任何方法都只是一种规范,具体的功能需要子类实现
钻石继承
新式类:广度优先 经典类:深度优先
多态
多态
多态指的是一类事物有多种形态
动物有多种形态:人,狗,猪
import abc class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物 @abc.abstractmethod def talk(self): pass class People(Animal): #动物的形态之一:人 def talk(self): print('say hello') class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗 def talk(self): print('say wangwang') class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪 def talk(self): print('say aoao')
文件有多种形态:文本文件,可执行文件
import abc class File(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:文件 @abc.abstractmethod def click(self): pass class Text(File): #文件的形态之一:文本文件 def click(self): print('open file') class ExeFile(File): #文件的形态之二:可执行文件 def click(self): print('execute file')
多态性
一 什么是多态动态绑定(在继承的背景下使用时,有时也称为多态性)
多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例
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
peo=People() dog=Dog() pig=Pig() #peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法 #于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用 peo.talk() dog.talk() pig.talk() #更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用 def func(obj): obj.talk()
鸭子类型
逗比时刻:
Python崇尚鸭子类型,即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子,那么它就是鸭子’
python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如,如果想编写现有对象的自定义版本,可以继承该对象
也可以创建一个外观和行为像,但与它无任何关系的全新对象,后者通常用于保存程序组件的松耦合度。
例1:利用标准库中定义的各种‘与文件类似’的对象,尽管这些对象的工作方式像文件,但他们没有继承内置文件对象的方法
例2:序列类型有多种形态:字符串,列表,元组,但他们直接没有直接的继承关系
#二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用 class TxtFile: def read(self): pass def write(self): pass class DiskFile: def read(self): pass def write(self): pass
封装:(重点)
所谓的封装简单来说就是,隐藏了对象的属性和实现环节,仅仅对外提供公共访问方式
它的好处有:
1.将变化隔离
2.便于使用
3.提高复用性(使用者如果想要改变功能,只需要在接口函数下一列改变就可以实现一个新的功能了,比如一个房子,用户先实现的是房子的面积,接下里用户要实现房子的体积)
4.提高安全性(封装起来之后仅仅提供公共访问方式,使用者不知道内部隐藏的代码,知识很简单的能看到接口函数,)
这里牵扯到了一个封装原则:
1.将不需要对外提供的内容都隐藏起来
2.把属性都隐藏,提供公共方法对其访问(我是这样理解的,就是接口函数,提供的公共访问方法)
私有变量和私有方法:
在python中用双下划线开头将属性隐藏起来(就是设置成私有的)
私有变量:
#其实这仅仅这是一种变形操作 #类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成:_类名__x的形式: class A: __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N def __init__(self): self.__X=10 #变形为self._A__X def __foo(self): #变形为_A__foo print('from A') def bar(self): self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到. #A._A__N是可以访问到的,即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问,仅仅只是一种语法意义上的变形
这种自动变形的特点:
1.类中定义的__x只能在内部使用,如self.__x,引用的就是变形的结果.
2.这种变形其实正是针对外部的变形,在外部是无法通过__x这个名字访问到的。
3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x,因为子类中变形成了:_子类名__x,而父类中变形成了:_父类名__x,即双下滑线开头的属性在继承给子类时,子类是无法覆盖的。
私有方法
在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,就可以将方法定义为私有的
正常情况下是这样的:
#正常情况 >>> class A: ... def fa(self): ... print('from A') ... def test(self): ... self.fa() ... >>> class B(A): ... def fa(self): ... print('from B') ... >>> b=B() >>> b.test() from B
就下来我们把fa定义成私有的:
#把fa定义成私有的,即__fa >>> class A: ... def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa ... print('from A') ... def test(self): ... self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa ... >>> class B(A): ... def __fa(self): ... print('from B') ... >>> b=B() >>> b.test() from A
封装与扩展性
封装在于明确区分内外,使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而外部使用用者只知道一个接口(函数),只要接口(函数)名、参数不变,使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说,只要接口这个基础约定不变,则代码改变不足为虑。
类的设计者 class Room: def __init__(self,name,owner,width,length,high): self.name=name self.owner=owner self.__width=width self.__length=length self.__high=high def tell_area(self): #对外提供的接口,隐藏了内部的实现细节,此时我们想求的是面积 return self.__width * self.__length #使用者 >>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20) >>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area #类的设计者,轻松的扩展了功能,而类的使用者完全不需要改变自己的代码 class Room: def __init__(self,name,owner,width,length,high): self.name=name self.owner=owner self.__width=width self.__length=length self.__high=high def tell_area(self): #对外提供的接口,隐藏内部实现,此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法,但是功能已经变了 return self.__width * self.__length * self.__high #对于仍然在使用tell_area接口的人来说,根本无需改动自己的代码,就可以用上新功能 >>> r1.tell_area() 复制代码
property属性(重点)
本人的理解是,property是一种特殊的属性,访问它的时候会执行一段功能(就是一个函数吧),然后return返回值(@property)我想说就是封装了一个属性,然后访问它的时候就执行函数这个功能返回值,这样在调用的时候我们就可以在调用某个方法的时候,把这个方法看做是一个属性,就不用写()
例一:BMI指数(bmi是计算而来的,但很明显它听起来像是一个属性而非方法,如果我们将其做成一个属性,更便于理解) 成人的BMI数值: 过轻:低于18.5 正常:18.5-23.9 过重:24-27 肥胖:28-32 非常肥胖, 高于32 体质指数(BMI)=体重(kg)÷身高^2(m) EX:70kg÷(1.75×1.75)=22.86
class People: def __init__(self,name,weight,height): self.name=name self.weight=weight self.height=height @property def bmi(self): return self.weight / (self.height**2) p1=People('egon',75,1.85) print(p1.bmi)
import math class Circle: def __init__(self,radius): #圆的半径radius self.radius=radius @property def area(self): return math.pi * self.radius**2 #计算面积 @property def perimeter(self): return 2*math.pi*self.radius #计算周长 c=Circle(10) print(c.radius) print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值 print(c.perimeter) #同上 ''' 输出结果: 314.1592653589793 62.83185307179586
一个静态的prope本质就是实现了get,set,delete
class Goods: def __init__(self): # 原价 self.original_price = 100 # 折扣 self.discount = 0.8 @property def price(self): # 实际价格 = 原价 * 折扣 new_price = self.original_price * self.discount return new_price @price.setter def price(self, value): self.original_price = value @price.deleter def price(self): del self.original_price obj = Goods() obj.price # 获取商品价格 obj.price = 200 # 修改商品原价 print(obj.price) del obj.price # 删除商品原价