【100天精通python】Day13：面向对象编程_多态和封装，实战模拟电影院的自动售票机选票页面

目录

1 多态（Polymorphism）

2 封装（Encapsulation）

3 总结

4 实战：模拟电影院的自动售票机选票页面

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在 Python 中，多态和封装是面向对象编程的两个重要概念。

1 多态（Polymorphism）

        多态是指同一个方法可以根据不同的对象类型产生不同的行为。在 Python 中，多态是通过方法的动态绑定实现的，即方法的调用在运行时根据对象的类型确定。这使得代码更加灵活，可以处理不同类型的对象而无需关心对象的具体类型。

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "Meow!"

def make_sound(animal):
    return animal.speak()

dog = Dog()
cat = Cat()

print(make_sound(dog))  # 输出：Woof!
print(make_sound(cat))  # 输出：Meow!

在上面的示例中，我们定义了一个 Animal 基类和两个子类 Dog 和 Cat，它们都重写了基类的 speak 方法。然后，我们定义了一个 make_sound 函数，它接受一个 Animal 类型的参数，并调用其 speak 方法。当我们传入不同类型的对象（Dog 和 Cat）给 make_sound 函数时，由于多态的特性，该函数会根据传入的对象类型调用不同的 speak 方法，实现了多态性。

2 封装（Encapsulation）

         封装是指将数据和对数据的操作封装在一个对象中，对外部隐藏内部的实现细节。在 Python 中，封装是通过将数据和方法定义在类中，并使用访问修饰符来控制外部对内部数据的访问权限实现的。封装可以确保数据的安全性和完整性，并提供了良好的抽象，使得外部代码只能通过类的公共接口来访问和操作数据。

示例：

class Car:
    def __init__(self, make, model):
        self._make = make
        self._model = model
        self._speed = 0

    def accelerate(self, amount):
        self._speed += amount

    def brake(self, amount):
        self._speed -= amount

    def get_speed(self):
        return self._speed

car = Car("Toyota", "Corolla")

car.accelerate(50)
print(car.get_speed())  # 输出：50

# 尝试直接访问对象的内部数据，将会得到错误
# print(car._speed)  # 错误：AttributeError: 'Car' object has no attribute '_speed'

在上面的示例中，我们定义了一个 Car 类，封装了车辆的数据和方法。使用私有变量（以单下划线开头）来表示内部数据，以及公共方法来操作数据。这样，外部代码无法直接访问对象的内部数据，只能通过公共方法来访问和操作数据，实现了封装性。

3 总结

多态和封装是面向对象编程中的两个重要概念。

多态使得相同的方法能够处理不同类型的对象，增加了代码的灵活性和可重用性。

封装将数据和方法封装在对象中，对外部隐藏内部实现细节，确保了数据的安全性和完整性，并提供了良好的抽象。

在 Python 中，我们可以通过继承和访问修饰符来实现多态和封装的特性。

4 实战：模拟电影院的自动售票机选票页面

为了模拟电影院的自动售票机选票页面，我们可以创建一个简单的 Python 程序，让用户选择电影、座位和购票数量。以下是一个基本示例：

class Movie:
    def __init__(self, title, showtimes, available_seats):
        self.title = title
        self.showtimes = showtimes
        self.available_seats = available_seats

class TicketMachine:
    def __init__(self):
        self.movies = []
        self.current_movie = None
        self.current_showtime = None
        self.selected_seats = []

    def add_movie(self, movie):
        self.movies.append(movie)

    def show_movies(self):
        print("Movies available:")
        for idx, movie in enumerate(self.movies, start=1):
            print(f"{idx}. {movie.title}")

    def select_movie(self, movie_idx):
        self.current_movie = self.movies[movie_idx - 1]
        self.show_movie_showtimes()

    def show_movie_showtimes(self):
        print(f"Showtimes for '{self.current_movie.title}':")
        for idx, showtime in enumerate(self.current_movie.showtimes, start=1):
            print(f"{idx}. {showtime}")

    def select_showtime(self, showtime_idx):
        self.current_showtime = self.current_movie.showtimes[showtime_idx - 1]
        self.show_available_seats()

    def show_available_seats(self):
        print("Available seats:")
        for seat in self.current_movie.available_seats:
            if seat not in self.selected_seats:
                print(seat)

    def select_seats(self, seats):
        self.selected_seats.extend(seats)

    def buy_tickets(self):
        total_price = len(self.selected_seats) * 10  # 假设每张票价格为10元
        print(f"Total price: {total_price} yuan")
        self.current_movie.available_seats = [seat for seat in self.current_movie.available_seats if seat not in self.selected_seats]
        print("Tickets purchased successfully!")

if __name__ == "__main__":
    # 创建电影对象
    movie1 = Movie("Movie 1", ["10:00 AM", "2:00 PM", "6:00 PM"], ["A1", "A2", "B1", "B2"])
    movie2 = Movie("Movie 2", ["11:00 AM", "3:00 PM", "7:00 PM"], ["C1", "C2", "D1", "D2"])

    # 创建售票机对象
    ticket_machine = TicketMachine()
    ticket_machine.add_movie(movie1)
    ticket_machine.add_movie(movie2)

    # 用户选票流程
    print("Welcome to the Ticket Machine!")
    ticket_machine.show_movies()
    movie_choice = int(input("Select a movie (enter the movie number): "))
    ticket_machine.select_movie(movie_choice)
    showtime_choice = int(input("Select a showtime (enter the showtime number): "))
    ticket_machine.select_showtime(showtime_choice)
    print("Select your seats (enter seat numbers separated by spaces):")
    seats_choice = input().split()
    ticket_machine.select_seats(seats_choice)
    ticket_machine.buy_tickets()

在python IDLE中创建 tickets.py 文件，运行上面代码，结果如下：

请注意，以上示例是一个简单的模拟，并没有实际购票功能，仅用于展示流程。在实际应用中，我们需要与数据库或其他系统进行交互，并添加更多复杂的功能，如用户登录、支付等。此示例仅供参考，您可以根据实际需求进行扩展。