Python面向对象（三）（继承、封装）

面向对象的三大特性

面向对象编程，是许多编程语言都支持的一种编程思想。 简单理解是：基于模板（类）去创建实体（对象），使用对象完成功能开发。

面向对象包含3大主要特性：

封装

封装表示的是，将现实世界事物的：

• 属性
• 行为

封装到类中，描述为：

• 成员变量
• 成员方法

从而完成程序对现实世界事物的描述

 对用户隐藏的属性和行为

现实世界中的事物，有属性和行为。

但是不代表这些属性和行为都是开放给用户使用的。

苹果越狱、安卓root，也是为了突破权限使用这些对用户隐藏的属性和行为

 私有成员

既然现实事物有不公开的属性和行为，那么作为现实事物在程序中映射的类，也应该支持。

类中提供了私有成员的形式来支持。

• 私有成员变量
• 私有成员方法

定义私有成员的方式非常简单，只需要：

• 私有成员变量：变量名以__开头（2个下划线）
• 私有成员方法：方法名以__开头（2个下划线）

即可完成私有成员的设置

 

使用私有成员

私有方法无法直接被类对象使用

        

私有变量无法赋值，也无法获取值

 使用私有成员

# 定义一个类，内含私有成员变量和私有成员方法
class Phone:
    __current_voltage = 0.51  # 当前手机运行电压

    def __keep_single_core(self):
        print("让CPU以单核模式运行")

    def call_by_5g(self):
        if self.__current_voltage >= 1:     # 在成员方法内 可以访问其它私有成员
            print("5g通话已开启")
        else:
            self.__keep_single_core()       # 在成员方法内 可以访问其它私有成员
            print("电量不足，无法使用5g通话，并以设置为单核运行进行省电")

 总结：

1. 封装的概念是指？

将现实世界事物在类中描述为属性和方法，即为封装。

2. 什么是私有成员？为什么需要私有成员？

现实事物有部分属性和行为是不公开对使用者开放的。同样在类中描述属性和方法的时候也需要达到这个要求，就需要定义私有成员了

3. 如何定义私有成员？

成员变量和成员方法的命名均以__作为开头即可

4. 私有成员的访问限制？

• 类对象无法访问私有成员
• 类中的其它成员可以访问私有成员

练习：

设计带有私有成员的手机

设计一个手机类，内部包含：

• 私有成员变量：__is_5g_enable，类型bool，True表示开启5g，False表示关闭5g
• 私有成员方法：__check_5g()，会判断私有成员__is_5g_enable的值
  • 若为True，打印输出：5g开启
  • 若为False，打印输出：5g关闭，使用4g网络
• 公开成员方法：call_by_5g()，调用它会执行
  • 调用私有成员方法：__check_5g()，判断5g网络状态
  • 打印输出：正在通话中

运行结果：

通过完成这个类的设计和使用，体会封装中私有成员的作用

• 对用户公开的，call_by_5g()方法
• 对用户隐藏的，__is_5g_enable私有变量和__check_5g私有成员

# 设计一个类，用来描述手机
class Phone:
    # 私有成员变量：__is_5g_enable
    __is_5g_enable = False      # 5g状态

    # 私有成员方法：__check_5g()
    def __check_5g(self):
        if self.__is_5g_enable:
            print("5g开启")
        else:
            print("5g关闭，使用4g网络")

    # 公开成员方法：call_by_5g()
    def call_by_5g(self):
        self.__check_5g()
        print("正在通话中")


phone = Phone()
phone.call_by_5g()


结果：
5g关闭，使用4g网络
正在通话中

继承

继承的引出

设计手机

如果你是设计师，你会如何选择？

• 每一代新款手机，都从零开始出设计图
• 基于老款的设计图，修修改改

 构建Phone2022类，你会选择

• 从头写一个新的类
• 基于已有的Phone类进行修改

 

                                我们可以使用继承，来完成此需求

 继承分为：单继承和多继承

继承表示：将从父类那里继承（复制）来成员变量和成员方法（不含私有）

单继承

class 类名（父类名）:
    类内容体

多继承

Python的类之间也支持多继承，即一个类，可以继承多个父类

class 类名（父类1, 父类2, ......, 父类N）:
    类内容体

 多继承注意事项

多个父类中，如果有同名的成员，那么默认以继承顺序（从左到右）为优先级。

即：先继承的保留，后继承的被覆盖

# 演示单继承
class Phone:
    IMEI = None     # 序列号
    producer = "ITCAST" # 厂商

    def call_by_4g(self):
        print("4g通话")


class Phone2022(Phone):
    face_id = "10001"       # 面部识别ID

    def call_by_5g(self):
        print("2022年新功能：5g通话")


phone = Phone2022()
print(phone.producer)
phone.call_by_4g()
phone.call_by_5g()


# 演示多继承
class NFCReader:
    nfc_type = "第五代"
    producer = "HM"

    def read_card(self):
        print("NFC读卡")

    def write_card(self):
        print("NFC写卡")


class RemoteControl:
    rc_type = "红外遥控"

    def control(self):
        print("红外遥控开启了")


class MyPhone(Phone, NFCReader, RemoteControl):
    pass        # 占位表示空


phone = MyPhone()

# 多继承下，父类成员名一致的场景  优先级从左到右
print(phone.producer)


结果：
ITCAST
4g通话
2022年新功能：5g通话
ITCAST

 复写

子类继承父类的成员属性和成员方法后，如果对其“不满意”，那么可以进行复写。

即：在子类中重新定义同名的属性或方法即可。

 调用父类同名成员

一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员

如果需要使用被复写的父类的成员，需要特殊的调用方式:

方式1：

• 调用父类成员  
  • 使用成员变量：父类名.成员变量    
  •  使用成员方法：父类名.成员方法(self)

方式2：

• 使用super()调用父类成员    
  • 使用成员变量：super().成员变量      
  • 使用成员方法：super().成员方法()

                只能在子类内调用父类的同名成员。

                子类的类对象直接调用会调用子类复写的成员

 

复写总结

1. 复写表示：

对父类的成员属性或成员方法进行重新定义

2. 复写的语法：

在子类中重新实现同名成员方法或成员属性即可

3. 在子类中，如何调用父类成员

 

• 注意：只可以在子类内部调用父类的同名成员，子类的实体类对象调用默认是调用子类复写的

总结：

1. 什么是继承？

继承就是一个类，继承另外一个类的成员变量和成员方法

语法：

class 类名（父类名）:
    类内容体

class 类名（父类1, 父类2, ......, 父类N）:
    类内容体

子类构建的类对象，可以

• 有自己的成员变量和成员方法
• 使用父类的成员变量和成员方法

2. 单继承和多继承

• 单继承：一个类继承另一个类
• 多继承：一个类继承多个类，按照顺序从左向右依次继承

多继承中，如果父类有同名方法或属性，先继承的优先级高于后继承

3. pass关键字的作用是什么

pass是占位语句，用来保证函数（方法）或类定义的完整性，表示无内容，空的意思