Python之初识对象
初识对象
前言
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 #通过上述的程序描述,实现了基本的属性,但还未为角色添加技能。
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("er","京巴") p1 = person("eric",36,"F","运维") p2 = person("on",27,"F","Teacher")
现在只将两个角色对象生成了,但是他们还具有不同的技能,例如:狗会咬人,人会打狗,对不对?如何实现呢,。。想到了,为各自技能写执行函数,调用就可使用相应技能。
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)
但是在玩的过程中,由于错将人的技能给了狗,使得狗拥有了人的技能。
p1 = person("eric",36,"F","运维") bark(p1) #把人的对象传给了狗的方法
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?那就是将其对应所拥有的技能写在函数内部,这样就避免了乱用功能。
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("er","京巴") p1 = person("eric",36,"F","运维") p2 = person("on",27,"F","Teacher")
d1['bark'](p1) #把人传给了狗的方法
刚刚所用的这种编程思想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。具体人和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,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。
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: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: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:
优点: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)广义。
对象/实例:具体的某一个事物(隔壁阿花、楼下旺财)具体。
实例化:类——>对象的过程。
初识类和对象
python中一切皆为对象,类型的本质就是类。所以,其实,你已经使用了很长时间的类了。
#list、dict、str #以上都是类 print(dict) print(list) print(str)
对于一个类来说,它具有相同的特征属性和方法。对象就是已经实实在在存在的某一个具体的个体。
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
初识类
声明
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)
类名的作用:操作属性 查看属性。
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(静态属性) print(Person.walk) #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用
结果:
person
<function Person.walk at 0x0000000002EAF558>
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 person=Person('rx')#对象实例化的语法:对象名 = 类名(参数) #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。 print(person.name) #查看属性:对象名.属性名 print(person.walk())#调用方法:对象名.方法名() 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。 # 当人攻击狗时,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降 dog.life_value -= self.aggressivity
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)
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。
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
练习一:在终端输出如下信息:
小明,10岁,男,上山去砍柴
小明,10岁,男,开车去东北
小明,10岁,男,最爱大保健
老李,90岁,男,上山去砍柴
老李,90岁,男,开车去东北
老李,90岁,男,最爱大保健
老张…
class Output_value: def __init__(self,name,age,sex): self.name=name self.age=age self.sex=sex def climb(self): print('%s,%s岁,%s,上山去砍柴'%(self.name,self.age,self.sex)) def drive(self): print('%s,%s岁,%s,开车去东北'%(self.name,self.age,self.sex)) def bestlove(self): print('%s,%s岁,%s,最爱大保健'%(self.name,self.age,self.sex)) Output_value('老李','90','男').climb()
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!
class Dog: # 定义一个狗类 role = 'dog' # 狗的角色属性都是狗 def __init__(self, name, kind, aggressivity, life_value): self.name = name # 每一只狗都有自己的昵称; self.kind= kind # 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。 # 当狗咬人后,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狗子
ha_2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000) #创造了一只实实在在的狗ha_2
交互:alex打jin一下
print(jin.life_value) #看看jin的生命值 alex.attack(jin) #alex打了jin一下 print(jin.life_value) #jin掉了10点血
完整代码
class Dog: def __init__(self,name,blood,aggr,kind): self.name = name self.hp = blood self.aggr = aggr self.kind = kind def bite(self,person): # 狗咬人,人掉血 person.blood -= self.aggr class Person: def __init__(self,name,blood,aggr,sex): self.name = name self.blood = blood self.aggr = aggr self.sex = sex def attack(self,dog): dog.hp -= self.aggr if dog.hp <= 0: print('%s打了%s,%s被打死了,扑街~~~'%(self.name,dog.name,dog.name)) else: print('%s打了%s,掉了%s血'%(self.name,dog.name,self.aggr)) jin = Dog('金老板',100,20,'teddy') # print(jin.name) alex = Person('alex',999,998,'不详') jin.bite(alex) # Dog.bite(jin,alex) print(alex.blood) # alex attack alex.attack(jin) # Person.attack(alex,jin) print(jin.hp)
class Person: # 类名 country = 'China' # 创造了一个只要是这个类就一定有的属性,类属性:静态属性 def __init__(self,*args): # 初始化方法,self是对象,是一个必须传的参数,可理解为self就是一个可以存储很多属性的大字典 self.name = args[0] # 往字典里添加属性的方式发生了一些变化 self.hp = args[1] self.aggr = args[2] self.sex = args[3] def walk(self,n): # 方法,一般情况下必须传self参数,且必须写在第一个,后面还可以传其他参数,是自由的 print('%s走走走,走了%s步'%(self.name,n)) print(Person.country) # 类名:可以查看类中的属性,不需要实例化就可以查看 alex = Person('狗剩儿',100,1,'不详') # 类名还可以实例化对象,alex对象 # print(alex.__dict__) # 查看所有属性 ##print(alex.name) # 查看属性值 ##alex.walk(5) # =Person.walk(alex,5) 调用方法:类名.方法名(对象名) print(Person.__dict__['country']) #Person.__dict__['country'] = '印度'#不能通过类名调用相应元素修改其值,只能查看 print(alex.__dict__['name']) alex.__dict__['name'] = 'eric'#第一种方式:可以通过实例化对象中的__dict__修改属性值 print(alex.__dict__) print(alex.name) alex.name = 'eric'#第二种修改属性值的方式
小结:
1.定义类
class
函数:方法,动态属性(类中可以定义方法,方法都有一个必须传的参数self)
变量:类属性 静态属性(类中可以定义静态属性)
2.__init__方法:初始化方法
python帮我们创建了一个对象self,每当我们调用类的时候就会自动触发这个方法。默认传self。self是什么 self拥有的属性都属于对象。
在init方法里面可以对self进行赋值。
3.在类的内部,self就是一个对象
alex = Person()
alex.walk == Person.walk(alex)
4.实例化
对象 = 类(参数是init方法的)
实例/对象:完全没有区别
对象查看属性:对象.属性名
对象调用方法:对象.方法名(参数) 类名.方法名(对象名,参数)
5.对象 = 类名()
过程:
类名() 首先 会创造出一个对象,创建了一个self变量。
调用init方法,类名括号里的参数会被这里接收。
执行init方法
返回self
对象能做的事:
查看属性
调用方法
__dict__ 对于对象的增删改查操作都可以通过字典的语法进行。
类名能做的事:
实例化
调用方法 : 只不过要自己传递self参数
调用类中的属性,也就是调用静态属性
__dict__ 对于类中的名字只能看,不能操作。
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。
类有两种属性:静态属性和动态属性。
- 静态属性:直接在类中定义的变量。
- 动态属性:定义在类中的方法。
1.其中类的数据属性是共享给所有对象的
class Person: role='person' def __init__(self,name): self.name=name person=Person('eric') dog=Person('狗子') print(id(person.role)) print(id(dog.role)) 结果是: 49228400 49228400
2.类的动态属性是绑定到所有对象的
class Person: role='person' def __init__(self,name): self.name=name def attack(self): print('%s被攻击了'%self.name) person=Person('eric') dog=Person('狗子') person.attack() dog.attack() #结果是: eric被攻击了 狗子被攻击了
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。
注意:
类中的静态变量 可以被对象和类调用。
对于不可变数据类型来说,类变量最好用类名操作。
对于可变数据类型来说,对象名的修改是共享的,重新赋值是独立的。
面向对象的组合用法
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
类的组合:在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性。
class Person: def __init__(self,name,sex,blood,aggr): self.name=name self.sex=sex self.blood=blood self.aggr=aggr self.money=0 def attack(self,dog): dog.blood -= self.aggr if dog.blood<=0: print('%s,你被打死了!') else: print('%s被打掉了%s血'%(dog.name,self.aggr)) def get_weapon(self,weapon): if self.money>weapon.price: self.aggr +=weapon.aggr self.weapon=weapon self.money -=weapon.price class Dog: def __init__(self,name,aggr,blood,kind): self.name=name self.aggr=aggr self.blood=blood self.kind=kind def bite(self,person): person.blood -= self.aggr if person.blood<=0: print('%s,你被打死了!'%person.name) else: print('%s被打掉了%s血'%(person.name,self.aggr)) #定义一个武器类 class Weapon: def __init__(self,name,aggr,njd,price): self.name=name self.aggr=aggr self.njd=njd self.price=price def hand18(self,person): if self.njd>0: self.njd -=1 person.blood -=self.aggr*2 else: print('攻击力已使用完') alex=Person('狗剩','不详',1000,10)#alex()是一个对象#类名()称之为实例化 alex.money +=1000 dog=Dog('金老板',5,1000,'teddy') w=Weapon('打狗棒',30,3,998) alex.attack(dog) dog.bite(alex) alex.get_weapon(w) alex.weapon.hand18(dog) print(dog.blood)#930=1000-(30*2+10)
圆环是由两个圆组成的,圆环的面积是外面圆的面积减去内部圆的面积。圆环的周长是内部圆的周长加上外部圆的周长。
这个时候,我们就首先实现一个圆形类,计算一个圆的周长和面积。然后在"环形类"中组合圆形的实例作为自己的属性来用。
from math import pi class Circle: #定义圆类,提供圆的面积计算方法 def __init__(self,r): self.r=r def area(self): return pi*(self.r**2) class Ring: #定义一个圆环类,提供计算圆环面积的方法 def __init__(self,r_outside,r_inside): self.r_outside=Circle(r_outside) self.r_inside=Circle(r_inside) def area(self): return self.r_outside.area()-self.r_inside.area() #self.r_outside.area()=Circle(r_inside).area() ring = Ring(10,5) #实例化一个环形 print(ring.area()) #计算环形的面积
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。
class Birthday: def __init__(self,year,month,day): self.year=year self.month=month self.day=day class Teacher: def __init__(self,name,birth): self.name=name self.birth=birth birth=Birthday(1998,12,2) tea=Teacher('eric',birth) print(tea.birth.year)
注意:当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好。
使用types模块确认方法和函数的区别
使用pickle存取自定义类的对象的方式
面向对象的三大特性
1.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 A(object):pass # 父类,基类,超类 class B:pass # 父类,基类,超类 class A_son(A):pass # 子类,派生类,单继承 class AB_son(A,B):pass # 子类,派生类,多继承 #默认A,B都继承它的父类(object)
查看继承:
print(AB_son.__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
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。
print(B.__bases__) #(<class 'object'>,)
2.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)。

3.继承与重用性
==========================第一部分 例如 猫可以:吃、喝、爬树 狗可以:吃、喝、看家 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,伪代码如下: #猫和狗有大量相同的内容 class 猫: def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 爬树(self): # do something class 狗: def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 看家(self): #do something ==========================第二部分 上述代码不难看出,吃、喝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 猫:爬树(猫继承动物的功能) 狗:看家(狗继承动物的功能) 伪代码如下: class 动物: def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class 猫(动物): def 爬树(self): print '喵喵叫' # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class 狗(动物): def 看家(self): print '汪汪叫' ==========================第三部分 #继承的代码实现 class Animal: def eat(self): print("%s 吃 " %self.name) def drink(self): print ("%s 喝 " %self.name) class Cat(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed = '猫' def climb(self): print('爬树') class Dog(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed='狗' def look_after_house(self): print('汪汪叫') # ######### 执行 ######### c1 = Cat('小白家的小黑猫') c1.eat() c2 = Cat('小黑的小白猫') c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') d1.eat()
在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时。
我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。
通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用。
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 eric = Person('eric',10,1000) dog = Dog('二愣子',50,1000) eric.eat() dog.eat()
提示:用已经有的类建立一个新的类,这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分,大大节省了编程工作量,这就是常说的软件重用,不仅可以重用自己的类,也可以继承别人的,比如标准库,来定制新的数据类型,这样就是大大缩短了软件开发周期,对大型软件开发来说,意义重大。
4.派生
父类中没有的属性在子类中出现叫做派生属性。
父类中没有的方法在子类中出现叫做派生方法。
如果还想用父类的,单独调用父类的:
1.父类名.方法名 需要自己传self参数
2.super().方法名 不需要自己传self
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 eric = Person('eric',10,1000) dog = Dog('二愣子',50,1000) print(dog.life_value) print(eric.attack(dog)) print(dog.life_value)
注意:像dog.life_value之类的属性引用,会先从实例中找life_value然后去类中找,然后再去父类中找...直到最顶级的父类。
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 Animal: def __init__(self,name,aggr,hp): self.name = name self.aggr = aggr self.hp = hp def eat(self): print('吃药回血') self.hp+=100 class Dog(Animal): def __init__(self,name,aggr,hp,kind): Animal.__init__(self,name,aggr,hp) ## super().__init__(name,aggr,hp) # 只在新式类中有,python3中所有类都是新式类 self.kind = kind # 派生属性 def eat(self): Animal.eat(self) # 如果既想实现新的功能也想使用父类原本的功能,还需要在子类中再调用父类 self.teeth = 2 def bite(self,person): # 派生方法 person.hp -= self.aggr jin = Dog('金老板',100,500,'吉娃娃') jin.eat() print(jin.hp)
通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。
当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如教授是老师。
>>>class Teacher: ... def __init__(self,name,gender): ... self.name=name ... self.gender=gender ... def teach(self): ... print('teaching') ... >>> >>> class Professor(Teacher): ... pass ... >>> p1=Professor('egon','male') >>> p1.teach() teaching
如果在子类与父类中定义了重名函数,则执行子类中的函数。
class Animal: def __init__(self): print('执行Animal.__init__') self.func() def eat(self): print('%s eating'%self.name) def drink(self): print('%s drinking'%self.name) def func(self): print('Animal.func') class Dog(Animal): def guard(self): print('guarding') def func(self): print('Dog.func') dog = Dog()
5.继承之间的关系
#coding:utf-8 class F: def func(self): print('F') class A(F): def func(self): print('A') class B(A): def func(self): print('B') class E(F): def func(self): print('E') class C(E): def func(self): print('C') class D(B,C): def func(self):print('D') d = D() d.func() print(D.mro())#通过对象.mro()方法可以实现继承顺序的查看

注意:1.新式类 继承object类的才是新式类 广度优先。
2.经典类 如果你直接创建一个类在2.7中就是经典类 深度优先。
5.1 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
5.2 钻石继承
class A(object): def func(self): print('A') class B(A): def func(self): super().func() print('B') class C(A): def func(self): super().func() print('C') class D(B,C): def func(self): super().func() print('D') b = D() b.func() print(D.mro())
小结:
1.单继承:子类有的用子类,子类没有用父类。
2.多继承:我们子类的对象调用一个方法,默认是就近原则,找的顺序是什么?
3.经典类中:深度优先
4.新式类中:广度优先
5.python2.7 新式类和经典类共存,新式类要继承object
6.python3 只有新式类,默认继承object
7.经典类和新式类还有一个区别 mro方法只在新式类中存在
8.super 只在python3中存在,它不是单纯找父类,而是根据调用者的节点位置的广度优先顺序来的。
抽象类与接口类
1.接口类
继承有两种用途:
1:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)。
2: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)且并未实现接口的功能,子类继承接口类,并且实现接口中的功能。
接口类刚好满足接口隔离原则 面向对象开发的思想、规范。
java : 面向对象编程
设计模式 —— 接口
接口类 : python原生不支持
抽象类 : python原生支持的
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)
开发中易出现的问题
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
使用abc实现接口
from abc import ABCMeta,abstractmethod class Payment(metaclass=ABCMeta): # 元类 默认的元类 type @abstractmethod def pay(self,money): # 没有实现这个方法 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
接口提取了一群类共同的函数,可以把接口当做一个函数的集合。然后让子类去实现接口中的函数。
这么做的意义在于归一化,什么叫归一化,就是只要是基于同一个接口实现的类,那么所有的这些类产生的对象在使用时,从用法上来说都一样。归一化,让使用者无需关心对象的类是什么,只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了,这极大地降低了使用者的使用难度。
比如:
1.我们定义一个动物接口,接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数,这样,老鼠的类去实现了该接口,松鼠的类也去实现了该接口,由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前,即便是你分别不到底哪只是什么鼠,你肯定知道他俩都会跑,都会吃,都能呼吸。
2.我们有一个汽车接口,里面定义了汽车所有的功能,然后由本田汽车的类,奥迪汽车的类,大众汽车的类,他们都实现了汽车接口,这样就好办了,大家只需要学会了怎么开汽车,那么无论是本田,还是奥迪,还是大众我们都会开了,开的时候根本无需关心我开的是哪一类车,操作手法(函数调用)都一样。
抽象类
1.什么是抽象类
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
2.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:抽象类中有抽象方法,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。
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' with open('filaname') as f: 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): #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。
规范 :接口类或者抽象类都可以
接口类 支持多继承,接口类中的所有的方法都必须不能实现 —— java
抽象类 不支持多继承,抽象类中方法可以有一些代码的实现 —— java
不论是抽象类还是接口类:面向对象的开发规范,所有的接口类和抽象类都不能实例化
java :java里的所有类的继承都是单继承,所以抽象类完美的解决了单继承需求中的规范问题。但对于多继承的需求,由于java本身语法的不支持,所以创建了接口Interface这个概念来解决多继承的规范问题。
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。
接口类的多继承
# tiger 走路 游泳 # swan 走路 游泳 飞 # oldying 走路 飞 from abc import abstractmethod,ABCMeta class Swim_Animal(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def swim(self):pass class Walk_Animal(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def walk(self):pass class Fly_Animal(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def fly(self):pass class Tiger(Walk_Animal,Swim_Animal): def walk(self): pass def swim(self): pass class OldYing(Fly_Animal,Walk_Animal):pass class Swan(Swim_Animal,Walk_Animal,Fly_Animal):pass
继承小结:
1.继承的作用:1.减少代码的重用。2.提高代码可读性。3.规范编程模式。2.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
3.抽象类与接口类
3.1.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
3.2.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
新式类:广度优先
经典类:深度优先
多态
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
1.什么是多态动态绑定(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。
2.多态性
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()
3.鸭子类型
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。
优点:松耦合 每个相似的类之间都没有影响。
缺点:太随意了,只能靠自觉。
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
【封装】
隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。
【好处】
1. 将变化隔离;
2. 便于使用;
3. 提高复用性;
4. 提高安全性;
【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。
私有变量和私有方法
在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来(设置成私有的)。
所有的私有 都是在变量的左边加上双下划綫
对象的私有属性
类中的私有方法
类中的静态私有属性
所有的私有的,都不能在类的外部使用
class Person: __key = 123 # 私有静态属性 def __init__(self,name,passwd): self.name = name self.__passwd = passwd # 私有属性 def __get_pwd(self): # 私有方法 return self.__passwd #只要在类的内部使用私有属性,就会自动的带上_类名 def login(self): # 正常的方法调用私有的方法 self.__get_pwd() alex = Person('alex','alex3714') print(alex._Person__key) print(alex._Person__passwd) # _类名__属性名 print(alex.get_pwd())#双下划线将发放设置为内用方法,在外是无法调用的。
3.在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以将方法定义为私有的。
#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 #正常情况下,当类A和B中都具有同一个方法,且A是B的父类,则会执行子类自己的方法
#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() #当父类将某方法定义成私有方法时,在进行类继承时子类则不继承其父类中的这一方法 #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,length,width): self.__name = name self.__length = length self.__width = width def get_name(self): return self.__name def set_name(self,newName): if type(newName) is str and newName.isdigit() == False: self.__name = newName else: print('不合法的姓名') def area(self): return self.__length * self.__width #使用者 eric = Room('eric',2,1)#实例化 print(eric.area())#使用者调用area方法 eric.set_name('2')#由于name属性被设置为私有属性,所以在更改时需要其类的内部提供相应的操作函数,才可以实现相应的更改。 print(eric.get_name())#实现私有属性的查看
#类的设计者,轻松的实现了功能的扩展,使用者不需要更改任何代码 class Room: def __init__(self,name,length,width,high): self._high=high self.__name = name self.__length = length self.__width = width def get_name(self): return self.__name def set_name(self,newName): if type(newName) is str and newName.isdigit() == False: self.__name = newName else: print('不合法的姓名') def area(self): return self.__length * self.__width*self.high #使用者 eric = Room('eric',2,1,4)#实例化 print(eric.area())#使用者不需要更改任何代码便实现了体积的计算
注意:会用到私有的这个概念de场景。
1.隐藏起一个属性 不想让类的外部调用。
2.不想让属性被随意更改。
3.想让这个属性不被子类继承。
property属性
什么是特性property?
property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值。注意:内置装饰器函数,只在面向对象中使用。
为什么要用property
将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的。
这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则。
from math import pi class Circle: def __init__(self,r): self.r=r @property def area(self): return self.r**2*pi def perimeter(self):#此时方法内部不能写参数 return 2*self.r*pi c1=Circle(5) print(c1.area)#通过此种方法可以实现类中函数的调用 print(c1.perimeter())
通过@property装饰器可以实现将方法伪装成属性来调用,即print(c1.area)。
例2:EMI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)
成年人的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**2)=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)
1.修改属性 @name.setter
class Person: def __init__(self,name): self.__name=name @property def name(self): return self.__name+'sb' @name.setter def name(self,new_name):#此时这块可以传入一个参数,所传入的参数正是你需要设置的参数 self.__name=new_name#想要外部修改必须先有@property,对所装饰的方法中的属性进行修改,可以再@property之后使用@方法名.setter,然后再定义和上述函数一样的函数进行传值修改即可。 per=Person('eric') per.name='er' print(per.name)#此时可以看出可以进行更改。
2.利用公有方法删除私有属性@方法名.deleter
class Person: def __init__(self,name): self.__name=name @property def name(self): return self.__name @name.deleter def name(self):#此时这块可以传入一个参数,所传入的参数正是你需要设置的参数 del self.__name#想要外部修改必须先有@property,对所装饰的方法中的属性进行修改,可以再@property之后使用@方法名.setter,然后再定义和上述函数一样的函数进行传值修改即可。 per=Person('eric') del per.name#执行这句时,只是执行了类中的方法,而并不是这句中的del在起作用。 print(per.name)#此时在进行打印,可以看出已无法找到该属性
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() # 实例化对象 print(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 print(obj.__dict__)#可以看到删除了price
classmethod方法
class Goods: __discount=0.8 def __init__(self,name,price): self.name=name self.__price=price @property def price(self): return self.__price*Goods.__discount @classmethod#通过使用classmethod方法,把一个方法变成一个类中的方法,这个方法就可以直接被类调用,不需要依托任何对象 def change_discount(cls,discount):#第一个值时必须传的,传的是这个类名,第二个为想要改变的属性值 cls.__discount=discount goods=Goods('苹果',10) print(goods.price) Goods.change_discount(0.5)#通过这块可以看到直接通过类名调用其中方法实现改变其属性 print(goods.price)#这块是通过类名调用方法改变后实现的结果 #当这个方法只涉及静态属性的时候,就应该使用classmethod来装饰这个方法
staticmethod方法
class Login: def __init__(self,name,password): self.name=name self.pwd=password def login(self):pass @staticmethod def get_usr_pwd():#静态方法 usn=input('用户名:') pwd=input('密码:') Login(usn,pwd) Login.get_usr_pwd()
在完全面向对象的程序中,如果一个函数,既和对象没有关系,也和类没有关系,那么就用staticmethod将这个函数变成一个静态方法。
面向对象的软件开发
面向对象的软件工程包括下面几个部分:
1.面向对象分析(object oriented analysis ,OOA)
2 面向对象设计(object oriented design,OOD)
3 面向对象编程(object oriented programming,OOP)
4 面向对象测试(object oriented test,OOT)
5 面向对象维护(object oriendted soft maintenance,OOSM)
因为对象的封装性,修改一个对象对其他的对象影响很小,利用面向对象的方法维护程序,大大提高了软件维护的效率,可扩展性高。
一些术语
封装/接口
封装描述了对数据/信息进行隐藏的观念,它对数据属性提供接口和访问函数。
派生/继承/继承结构
派生描述了子类衍生出新的特性,新类保留已存类类型中所有需要的数据和行为,但允许修改或者其它的自定义操作,都不会修改原类的定义。
继承描述了子类属性从祖先类继承这样一种方式
继承结构表示多“代”派生,可以述成一个“族谱”,连续的子类,与祖先类都有关系。
泛化/特化(基于继承)
泛化表示所有子类与其父类及祖先类有一样的特点。
特化描述所有子类的自定义,也就是,什么属性让它与其祖先类不同。
浙公网安备 33010602011771号