面向对象编程(封装、多态)Python版(Demo详解)

本篇介绍面向对象编程的( 封装、多态 )相关知识点,一起学习,共同进步


  • Python专栏请参考:人生苦短-我学python

文章目录

      • 一.封装
      • 二.多态
      • 三.类属性和实例属性
      • 四.静态方法和类方法


一.封装

面向对象三大特性:封装、继承、多态

  • 封装的意义:
  • ①将属性和方法放到一起做为一个整体,然后通过实例化对象来处理;
  • ②隐藏内部实现细节,只需要和对象及其属性和方法交互就可以了;
  • ③对类的属性和方法增加 访问权限控制。

  • 私有权限:在属性名和方法名 前面 加上两个下划线 __
  • ①类的私有属性 和 私有方法,都不能通过对象直接访问,但是可以在本类内部访问;
  • ②类的私有属性 和 私有方法,都不会被子类继承,子类也无法访问;
  • ③私有属性 和 私有方法 往往用来处理类的内部事情,不通过对象处理,起到安全作用。
class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "古法煎饼果子配方"

    def make_cake(self):
        print("[古法] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "现代煎饼果子配方"

    def make_cake(self):
        print("[现代] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "猫氏煎饼果子配方"
        # 私有属性,可以在类内部通过self调用,但不能通过对象访问
        self.__money = 10000

    # 私有方法,可以在类内部通过self调用,但不能通过对象访问
    def __print_info(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print("[猫氏] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)

    def make_old_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)


    def make_new_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)

class PrenticePrentice(Prentice):
    pass


damao = Prentice()
# 对象不能访问私有权限的属性和方法
# print(damao.__money)
# damao.__print_info()


pp = PrenticePrentice()
# 子类不能继承父类私有权限的属性和方法
print(pp.__money)
pp.__print_info()
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 47, in <module>
    print(damao.__money)
AttributeError: 'Prentice' object has no attribute '__money'
  • 总结
  • Python中没有像C++中 public 和 private 这些关键字来区别公有属性和私有属性。
  • Python是以属性命名方式来区分,如果在属性和方法名前面加了2个下划线’__’,则表明该属性和方法是私有权限,否则为公有权限。

  • 修改私有属性的值
  • 如果需要修改一个对象的属性值,通常有2种方法
  • 对象名.属性名 = 数据 ----> 直接修改
  • 对象名.方法名() ----> 间接修改
  • 私有属性不能直接访问,所以无法通过第一种方式修改,一般的通过第二种方式修改私有属性的值:定义一个可以调用的公有方法,在这个公有方法内访问修改。
class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "古法煎饼果子配方"
    def make_cake(self):
        print("[古法] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)

class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "现代煎饼果子配方"

    def make_cake(self):
        print("[现代] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)

class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = "猫氏煎饼果子配方"
        # 私有属性,可以在类内部通过self调用,但不能通过对象访问
        self.__money = 10000


    # 现代软件开发中,通常会定义get_xxx()方法和set_xxx()方法来获取和修改私有属性值。

    # 返回私有属性的值
    def get_money(self):
        return self.__money

    # 接收参数,修改私有属性的值
    def set_money(self, num):
        self.__money = num


    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print("[猫氏] 按照 <%s> 制作了一份煎饼果子..." % self.kongfu)

    def make_old_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_new_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)

class PrenticePrentice(Prentice):
    pass


damao = Prentice()
# 对象不能访问私有权限的属性和方法
# print(damao.__money)
# damao.__print_info()

# 可以通过访问公有方法set_money()来修改私有属性的值
damao.set_money(100)

# 可以通过访问公有方法get_money()来获取私有属性的值
print(damao.get_money())
100

二.多态

所谓多态:定义时的类型和运行时的类型不一样,此时就成为多态 ,多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中,而Python崇尚“鸭子类型”。

  • 鸭子类型:虽然我想要一只"鸭子",但是你给了我一只鸟。 但是只要这只鸟走路像鸭子,叫起来像鸭子,游泳也像鸭子,我就认为这是鸭子。

  • Python的多态,就是弱化类型,重点在于对象参数是否有指定的属性和方法,如果有就认定合适,而不关心对象的类型是否正确。

  • Python “鸭子类型”

class F1(object):
    def show(self):
        print('F1.show')

class S1(F1):
    def show(self):
        print('S1.show')

class S2(F1):
    def show(self):
        print('S2.show')

# 由于在Java或C#中定义函数参数时,必须指定参数的类型
# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法,又可以执行S2对象的show方法,
# 所以在def Func的形参中obj的类型是 S1和S2的父类即F1
#
# 而实际传入的参数是:S1对象和S2对象

def Func(obj):
    # python是弱类型,即无论传递过来的是什么,obj变量都能够指向它,这也就没有所谓的多态了(弱化了这个概念)  
	obj.show()

s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj,执行 S1 的show方法,结果:S1.show

s2_obj = S2()
Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj,执行 Ss 的show方法,结果:S2.show
S1.show
S2.show
  • 通俗点理解:定义obj这个变量是说的类型是:F1的类型,但是在真正调用Func函数时给其传递的不一定是F1类的实例对象,有可能是其子类的实例对象,

  • 这种情况就是所谓的多态


  • 多态:不同的子类对象,调用相同的父类方法,产生不同的结果
  • ①继承
  • ②重写
  • 案例如下
# 多态:同一种事物的多种形态,动物分为人类,猪类(在定义角度)
class Animal:
    def run(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


peo = People()
pig = Pig()
d = Dog()

peo.run()
pig.run()
d.run()
人正在走
pig is walking
dog is running
  • 多态性的好处
  • 1.增加了程序的灵活性
  • 以不变应万变,不论对象千变万化,使用者都是同一种形式去调用,如func(animal)
  • 2.增加了程序额可扩展性
  • 通过继承animal类创建了一个新的类,使用者无需更改自己的代码,还是用func(animal)去调用

三.类属性和实例属性

  • 先来谈一下类属性和实例属性
  • 在前面的例子中我们接触到的就是实例属性(对象属性),顾名思义,类属性就是类对象所拥有的属性,它被所有类对象的实例对象所共有,在内存中只存在一个副本,这个和C++中类的静态成员变量有点类似。
  • 对于公有的类属性,在类外可以通过类对象和实例对象访问
  • 类属性
class People(object):
    name = 'Tom'  # 公有的类属性
    __age = 12  # 私有的类属性

p = People()

print(p.name)  # 正确
print(People.name)  # 正确
print(p.__age)  # 错误,不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
print(People.__age) # 错误,不能在类外通过类对象访问私有的类属性
  • 实例属性(对象属性)
class People(object):
    address = '山东'  # 类属性
    def __init__(self):
        self.name = 'xiaowang'  # 实例属性
        self.age = 20  # 实例属性

p = People()
p.age = 12  # 实例属性
print(p.address)  # 正确
print(p.name)  # 正确
print(p.age)  # 正确

print(People.address)  # 正确
print(People.name)  # 错误
print(People.age)  # 错误
山东
xiaowang
12
山东
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 14, in <module>
    print(People.name)  # 错误
AttributeError: type object 'People' has no attribute 'name'
  • 通过实例(对象)去修改类属性
class People(object):
    country = 'china' #类属性


print(People.country)
p = People()
print(p.country)
p.country = 'japan'
print(p.country)  # 实例属性会屏蔽掉同名的类属性
print(People.country)
del p.country  # 删除实例属性
print(p.country)
china
china
japan
china
china
  • 总结
  • ①如果需要在类外修改类属性,必须通过类对象去引用然后进行修改。
  • ②如果通过实例对象去引用,会产生一个同名的实例属性,这种方式修改的是实例属性,不会影响到类属性,并且之后如果通过实例对象去引用该名称的属性,实例属性会强制屏蔽掉类属性,即引用的是实例属性,除非删除了该实例属性。

四.静态方法和类方法

  • 类方法
  • 是类对象所拥有的方法,需要用修饰器@classmethod来标识其为类方法
  • 对于类方法,第一个参数必须是类对象,一般以cls作为第一个参数(当然可以用其他名称的变量作为其第一个参数,但是大部分人都习惯以’cls’作为第一个参数的名字,就最好用’cls’了),能够通过实例对象和类对象去访问。
class People(object):
    country = 'china'

    #类方法,用classmethod来进行修饰
    @classmethod
    def get_country(cls):
        return cls.country

p = People()
print(p.get_country())    #可以用过实例对象引用
print(People.get_country())    #可以通过类对象引用
china
china

  • 类方法还有一个用途就是可以对类属性进行修改:
class People(object):
    country = 'china'

    #类方法,用classmethod来进行修饰
    @classmethod
    def get_country(cls):
        return cls.country

    @classmethod
    def set_country(cls,country):
        cls.country = country


p = People()
print(p.get_country())   #可以用过实例对象访问
print(People.get_country())    #可以通过类访问

p.set_country("japan")

print(p.get_country())
print(People.get_country())
  • 运行结果
china
china
japan
japan
  • 结果显示在用类方法对类属性修改之后,通过类对象和实例对象访问都发生了改变

  • 静态方法
  • 需要通过修饰器@staticmethod来进行修饰,静态方法不需要多定义参数,可以通过对象和类来访问。
class People(object):
    country = 'china'

    @staticmethod
    #静态方法
    def get_country():
        return People.country


p = People()
# 通过对象访问静态方法
print(p.get_country())

# 通过类访问静态方法
print(People.get_country())
china
china
  • 总结
  • ①从类方法和实例方法以及静态方法的定义形式就可以看出来,类方法的第一个参数是类对象cls,那么通过cls引用的必定是类对象的属性和方法
  • ②实例方法的第一个参数是实例对象self,那么通过self引用的可能是类属性、也有可能是实例属性(这个需要具体分析),不过在存在相同名称的类属性和实例属性的情况下,实例属性优先级更高。
  • ③静态方法中不需要额外定义参数,因此在静态方法中引用类属性的话,必须通过类实例对象来引用。

  • The best investment is in yourself
    在这里插入图片描述
  • 2020.04.05 记录辰兮的第48篇博客

你可能感兴趣的:(Python基础,多态,类,封装,面向对象编程,python)