我用 Python 面向对象做算法题，她说要先给兔子找上对象

休假回来发现自己在刷题小组进度滞后，昨晚想着刷几道题赶赶进度，其中有一道还挺有意思：

刚用斐波那契数列的思路分析完，想再分析下附加题中面向对象的方法，恰好 真·对象 发来了信息，并产生了标题中描述的对话。

她：“不懂什么是面向对象”

我：“就是面对着你”

她：“那得先给兔子找上对象，不止是个数学问题”

我：“……”

我：“人家就是一对兔子”

她：“哦，生的还得是一对兄妹，然后近亲结婚是么”

我：“……”

值得表扬的是，今天她还能记起昨天那问题，我也顺便就着例子做了番讲解，毕竟她也不懂编程，只聊了下大致思路。

经过一番讲解，真·对象 表示能理解了、而且非常透彻！

而我此刻立马联想到一张表情图：

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好，让我们回到那个生兔子的算法题，同时也正好拿这个题目来说道说道“面向过程”和“面向对象”的概念。

#面向过程

如果没有接触过斐波那契数列，初遇这题会一脸懵。

斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例子而引入，故又称为“兔子数列”，指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上，斐波那契数列以如下被以递推的方法定义：F(1)=1，F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=3，n∈N*）在现代物理、准晶体结构、化学等领域，斐波纳契数列都有直接的应用，为此，美国数学会从1963年起出版了以《斐波纳契数列季刊》为名的一份数学杂志，用于专门刊载这方面的研究成果。

百度百科-斐波那契数列

有了斐波那契数列概念后，计算兔子数量也就转化成了计算数列中第 n 项的问题。相应地，我们的思路也是如何通过代码计算该数列中的第 n 项，明显的是以计算过程为中心，也就是所谓的“面向过程”。

Python 代码如何实现该过程呢？我们可以定义个函数，n 代表兔子问题中的月份或者兔子数列中的第 n 项，n < 3 时结果是 1，n >= 3 之后就需要通过前两项相加来不断产生后续的结果、故通过一个 for 循环来执行该递推过程。

def get_result(n):
    if n<3:
        result = 1
    else:
        x = 1
        y = 1
        for i in range(n-2):
            x,y = y,x+y
        result = y
    return result
# 获取第 10 个月的兔子数量；获取兔子数列的第 10 项
result = get_result(10)
print(result)

通过运行代码，第 10 个月兔子数量为 55 对。

#面向对象

首先是面向对象的概念：

面向对象是相对于面向过程来讲的，面向对象方法，把相关的数据和方法组织为一个整体来看待，从更高的层次来进行系统建模，更贴近事物的自然运行模式。

百度百科-面向对象

正如我们所知，Python 是一门面向对象的编程语言，其中通过 Class 类来描述具有相同的属性和方法的对象的集合，而对象也就是类的实例。

继续拿兔子说事，如果尝试按照时间轴去计算兔子数量其实比较难整理，不妨换个角度，我们把一对兔子封装成一个“类”，这样题目中的每对兔子就都成了这个兔子“类”的实例，而且每一对兔子的属性和功能都是相同的：它们都可以拥有数量的属性，也都可以具有繁殖的功能，唯一的区别就是其“出生时间”不同，也就是对应的时间 n 不同。

将兔子对转化成具体对象后，我们想获取的是兔子数目，那么就可以给兔子实例添加一个变量 count 用来统计数目。对每对兔子这个对象来说，它所关联的数量是它自身 1 对 和所有兔宝宝数量的总和。而其兔宝宝这个对象是每个月都会产生，且该兔宝宝数量又和兔孙孙的数量有关……这样，我们通过定义“类”，变相地规定好了所有兔子对象的行为和属性。

最终我们只要给定时间，便可通过兔子对象的数量属性获取到结果了～

# 面向对象编程解决兔子问题
# python 中通过 class 这个类来定义对象，我们给定义的对象取名 rabbit_pair (兔子对)
class rabbit_pair:
    # def 是用来定义这个对象能力的，首先通过 __init__ 给兔子定义数量标签 count 和 繁殖能力 product
    def __init__(self,month):
        self.count = 1
        self.product(month)
    # 繁殖能力要具体表明，是和时间 month 相关的
    def product(self,month):
        # 当 月数大于 2 时，就会繁殖
        while month>2:
            # 繁殖出的小兔子也是同样的兔子对象，区别是它所经历的时间比父母要少 2 个月，所以时间 -2
            child = rabbit_pair(month-2)
            # 繁殖后，兔子对象数量标签要把繁殖出的小兔子数量标签数目也给加进来
            self.count += child.count
            # 通过月数控制，来模拟整个时间轴上兔子对象的繁殖与数量变化
            month -= 1


# 把自己定义成经历 10 个月的兔子对象的实例
ted_mia = rabbit_pair(10)
# 获取兔子对象的数量标签
result = ted_mia.count
print(result)

通过运行代码，结果也为 55，附加题搞定～！

但是很遗憾，这个思路表面上是用对象来定义兔子，实际仍是递归思路去计算兔子数量，算不得真·面向对象。

#真·面向对象

原本文章到此是结束了的，但我因为自身编程很少用“类”和面向对象的思路去思考问题，为了保险，专门请教了下 Crossin 先生，还好有这么一问，不然还真的犯错了！

让我们按照正确的面向对象理念重新理一下思路：

仍旧是定义兔子“类”，每一对兔子都是该兔子类的实例。兔子本身并不知道其它兔子数量，所以我们不再引入数量属性。每个兔子随着时间变化自己会年龄增长，年龄达到 3 个月就会繁殖兔崽子。所以，我们要为兔子“类”定义“年龄”属性和“繁殖”的方法；同时，也要定义一个“生长”的方法来控制年龄。（当然，将生长和繁殖定义到同一个方法中更省事）

这样，我们的兔子类便定义好了。接下来要做的是，随着时间变量的变化，我们来来让兔子对象们来生长和繁殖。

至于如何统计数量，我们可以为其建立个“族谱”，也就是所有兔子的列表，只要生成了新的兔子实例，便将其纳入列表中，最终便可以根据该列表长度获取兔子家族的数量了。

修改后的真·面向对象思路代码如下：

# 真·面向对象思路解决兔子问题
# 定义兔子类
class Rabbit:
    # 通过 __init__ 构造方法为之后生成的兔子实例添加年龄变量
    def __init__(self):
        self.age = 0
    # 兔子生长通过 grow 方法来控制年龄生长
    def grow(self):
        self.age += 1
    # 兔子生育通过 product 方法来产生新的兔子实例    
    def product(self):
        # 只有年龄大于 2 个月，才可以产生兔崽子
        if self.age>2:
            return Rabbit()
        else:
            return None




month = 10
# 为兔子家族建立列表（可以理解为族谱）
family = []


# 第一对兔子是祖先
ted_mia = Rabbit()
# 先将兔祖先纳入族谱
family.append(ted_mia)


# 通过 for 循环控制时间流转
for i in range(month):
    # 时间长河中，族谱中的每一对兔子都会生长、繁殖
    for member in family:
        # 兔子生长
        member.grow()
        # 兔子繁殖
        child = member.product()
        # 如果产生了兔崽子，继续纳入族谱
        if child:
            family.append(child)


# 最终,兔子总数即其族谱中成员个数，也就是列表长度
result = len(family)
print(result)

经过运行，代码结果仍是 55，问题算是圆满解决了。

还好自己在发文之前咨询了下 Crossin 先生，才有了此番修正，也加深了对面向对象编程的理解。

当我将这番修改转发给 真·对象 时，终于，她，蒙圈了。。

从面向真·对象，到真·面向对象解决问题，今天也算收获不小。

以上，感谢阅读～！