Python3 面向对象
Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言,正因为如此,在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
如果你以前没有接触过面向对象的编程语言,那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征,在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念,这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。
接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
面向对象技术简介
类(Class):用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
类变量:类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
数据成员:类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
方法重写:如果从父类继承的方法不能满足子类的需求,可以对其进行改写,这个过程叫方法的覆盖(override),也称为方法的重写。
实例变量:定义在方法中的变量,只作用于当前实例的类。
继承:即一个派生类(derived class)继承基类(base class)的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如,有这样一个设计:一个Dog类型的对象派生自Animal类,素以Dog也是一个Animal。
实例化:创建一个类的实例,类的具体对象。
方法:类中定义的函数。
对象:通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员(类变量和实例变量)和方法。
和其它编程语言相比,Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。
python3 类创建
面向对象编程是一种编程方式,此编程方式的落地需要使用 "类” 和 "对象” 来实现,所以,面向对象编程其实就是对 "类” 和 "对象” 的使用。
类就是一个模板,模板里可以包含多个函数,函数里实现一些功能
对象则是根据模板创建的实例,通过实例对象可以执行类中的函数
诶,你在这里是不是有疑问了?使用函数式编程和面向对象编程方式来执行一个"方法”时函数要比面向对象简便
面向对象:【创建对象】【通过对象执行方法】
函数编程:【执行函数】
观察上述对比答案则是肯定的,然后并非绝对,场景的不同适合其的编程方式也不同。
总结:函数式的应用场景 --> 各个函数之间是独立且无共用的数据
面向对象三大特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态。
一、封装
封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。
所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:
将内容封装到某处
从某处调用被封装的内容
self 是一个形式参数,当执行 obj1 = Foo('wupeiqi', 18 ) 时,self 等于 obj1
当执行 obj2 = Foo('alex', 78 ) 时,self 等于 obj2
所以,内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中,每个对象中都有 name 和 age 属性,在内存里类似于下图来保存。
第二步:从某处调用被封装的内容
第二步:从某处调用被封装的内容
调用被封装的内容时,有两种情况:
通过对象直接调用
通过self间接调用
1、通过对象直接调用被封装的内容
上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式,根据保存格式可以如此调用被封装的内容:对象.属性名
2、通过self间接调用被封装的内容
执行类中的方法时,需要通过self间接调用被封装的内容
classFoo:def __init__(self, name, age):
self.name=name
self.age=agedefdetail(self):print(self.name)print(self.age)
obj1= Foo('chengd', 18)
obj1.detail()#Python默认会将obj1传给self参数,即:obj1.detail(obj1),所以,此时方法内部的 self = obj1,即:self.name 是 chengd ;self.age 是 18
obj2= Foo('python', 99)
obj2.detail()#Python默认会将obj2传给self参数,即:obj1.detail(obj2),所以,此时方法内部的 self = obj2,即:self.name 是 python ; self.age 是 99x
执行结果:
综上所述,对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。
练习二:游戏人生程序
1、创建三个游戏人物,分别是:
苍井井,女,18,初始战斗力1000
东尼木木,男,20,初始战斗力1800
波多多,女,19,初始战斗力2500
2、游戏场景,分别:
草丛战斗,消耗200战斗力
自我修炼,增长100战斗力
多人游戏,消耗500战斗力
#-*- coding:utf-8 -*-
###################### 定义实现功能的类 #####################
classPerson:def __init__(self, na, gen, age, fig):
self.name=na
self.gender=gen
self.age=age
self.fight=figdefgrassland(self):"""注释:草丛战斗,消耗200战斗力"""self.fight= self.fight - 200
defpractice(self):"""注释:自我修炼,增长100战斗力"""self.fight= self.fight + 200
defincest(self):"""注释:多人游戏,消耗500战斗力"""self.fight= self.fight - 500
defdetail(self):"""注释:当前对象的详细情况"""temp= "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s" %(self.name, self.gender, self.age, self.fight)printtemp###################### 开始游戏 #####################
cang= Person('苍井井', '女', 18, 1000) #创建苍井井角色
dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800) #创建东尼木木角色
bo = Person('波多多', '女', 19, 2500) #创建波多多角色
cang.incest()#苍井空参加一次多人游戏
dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
#输出当前所有人的详细情况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
cang.incest()#苍井空又参加一次多人游戏
dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
bo.practice() #波多多自我修炼了一次
#输出当前所有人的详细情况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
游戏人生
View Code
二、继承
继承,面向对象中的继承和现实生活中的继承相同,即:子可以继承父的内容。
例如:
猫可以:喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以:汪汪叫、吃、喝、拉、撒
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,如下所示:
class猫:def喵喵叫(self):print '喵喵叫'
def吃(self):#do something
def喝(self):#do something
def拉(self):#do something
def撒(self):#do something
class狗:def汪汪叫(self):print '喵喵叫'
def吃(self):#do something
def喝(self):#do something
def拉(self):#do something
def撒(self):#do something
伪代码
View Code
上述代码不难看出,吃、喝、拉、撒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、拉、撒
猫:喵喵叫(猫继承动物的功能)
狗:汪汪叫(狗继承动物的功能)
class动物:def吃(self):#do something
def喝(self):#do something
def拉(self):#do something
def撒(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喵喵叫(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汪汪叫(self):print '喵喵叫'伪代码
View Code
classAnimal:defeat(self):print "%s 吃" %self.namedefdrink(self):print "%s 喝" %self.namedefshit(self):print "%s 拉" %self.namedefpee(self):print "%s 撒" %self.nameclassCat(Animal):def __init__(self, name):
self.name=name
self.breed ='猫'
defcry(self):print '喵喵叫'
classDog(Animal):def __init__(self, name):
self.name=name
self.breed ='狗'
defcry(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()
代码实例
代码实例
所以,对于面向对象的继承来说,其实就是将多个类共有的方法提取到父类中,子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。
注:除了子类和父类的称谓,你可能看到过 派生类 和 基类 ,他们与子类和父类只是叫法不同而已。
学习了继承的写法之后,我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能:
classAnimal:defeat(self):print "%s 吃" %self.namedefdrink(self):print "%s 喝" %self.namedefshit(self):print "%s 拉" %self.namedefpee(self):print "%s 撒" %self.nameclassCat(Animal):def __init__(self, name):
self.name=name
self.breed ='猫'
defcry(self):print '喵喵叫'
classDog(Animal):def __init__(self, name):
self.name=name
self.breed ='狗'
defcry(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()
代码实例
代码实例
那么问题又来了,多继承呢?
是否可以继承多个类
如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数,那么那一个会被使用呢?
1、Python的类可以继承多个类,Java和C#中则只能继承一个类
2、Python的类如果继承了多个类,那么其寻找方法的方式有两种,分别是:深度优先和广度优先
下图中B、C类继承D类,A类继承B、C类。
当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找
当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找
经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类。
classD:defbar(self):print 'D.bar'
classC(D):defbar(self):print 'C.bar'
classB(D):defbar(self):print 'B.bar'
classA(B, C):defbar(self):print 'A.bar'a=A()#执行bar方法时#首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错#所以,查找顺序:A --> B --> D --> C#在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
a.bar()
经典类多继承
经典类多继承
classD(object):defbar(self):print 'D.bar'
classC(D):defbar(self):print 'C.bar'
classB(D):defbar(self):print 'B.bar'
classA(B, C):defbar(self):print 'A.bar'a=A()#执行bar方法时#首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错#所以,查找顺序:A --> B --> C --> D#在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
a.bar()
新式类多继承
新式类多继承
经典类:首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错
新式类:首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错
注意:在上述查找过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
三、多态
Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法,但是原生多态,其Python崇尚"鸭子类型”。
classF1:pass
classS1(F1):defshow(self):print 'S1.show'
classS2(F1):defshow(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,定义了一个S1和S2类的父类#而实际传入的参数是:S1对象和S2对象
defFunc(F1 obj):"""Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
printobj.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
Python伪代码实现Java或C#的多态
Python伪代码实现Java或C#的多态
classF1:pass
classS1(F1):defshow(self):print 'S1.show'
classS2(F1):defshow(self):print 'S2.show'
defFunc(obj):printobj.show()
s1_obj=S1()
Func(s1_obj)
s2_obj=S2()
Func(s2_obj)
Python "鸭子类型”
Python "鸭子类型”
总结
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍,总结如下:
面向对象是一种编程方式,此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
类 是一个模板,模板中包装了多个"函数”供使用
对象,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
面向对象三大特性:封装、继承和多态
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学习永远不晚。——高尔基
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