初识面向对象&网络&并发编程
主要有三大模块：
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面向对象，Python中支持两种编程方式来写代码，分别是：
函数式编程、面向对象式编程。-
函数式
# 定义函数，在函数中实现功能 def func(): print("一个NB的功能") # 执行函数 func() -
面向对象
# 定义类 class Foo(object): # 在类中定义方法 def func(self): print("一个NB的功能") # 实例化类的对象 obj = Foo() # 执行类中的方法 obj.func()
Python支持两种编程方式（其他很多语言只支持一种），所以初学者在刚开始学习往往不知道应如何选择，并且行业内对于 函数式编程 vs 面向对象编程 之间谁更好的讨论也是难分胜负，其实在开发中无论要实现什么样的功能，两种编程模式都能实现，那种让我们能更好实现就选择谁？不必非纠结于那种方式更好，编程语言支持工具，最重要的是把功能实现。
初学者在选择编程方式时候，可以遵循如下规则：
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函数式，推荐初学者使用。理由：上手快且逻辑简单清晰。
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面向对象，推荐有一些代码经验后使用。理由：面向对象的思想需要有一定的项目积累之后（写多了&看的多）才能真正理解其精髓，基于面向对象可以编写出扩展性更强的代码（在一定程序上也可以简化代码）。
现阶段，大家在学习面向对象时更重要的是：掌握相关知识点 & 读懂源码 & 编写简单的基于面向对象的程序。
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网络编程，学习网络知识后，可以让我们的程序通过网络来进行数据交互和传输 并 掌握其本质。
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并发编程，一个程序想要执行的速度更快是必须要掌握并发编程的相关知识。
例如：下载10个抖音视频，每个需要2分钟。
- 按照以前的思路，逐一下载就需要20分钟。
- 按照并发的思路，创建10个线程/进程来实现，大概需要2分钟就可以完成。
一、初识面向对象
想要通过面向对象去实现某个或某些功能时需要2步：
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定义类，在类中定义方法，在方法中去实现具体的功能。
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实例化类并的个一个对象，通过对象去调用并执行方法。
class Message: # 类的定义，此处定义需要首字母大写，若是多个单词，需要每个单词的首字母大写
def send_email(self, email, content): # 方法的定义，方法的默认第一个参数为固定的self
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email,content)
print(data)
msg_object = Message() # 实例化一个对象 msg_object，创建了一个一块区域。 执行需要两步，类名加（）
msg_object.send_email("[email protected]","注册成功") # 创建对象.方法（），执行成功，即通过对象调用方法
注意：1.类名称首字母大写&驼峰式命名；2.py3之后默认类都继承object；3.在类种编写的函数称为方法；4.每个方法的第一个参数是self。
类中可以定义多个方法，例如：
class Message:
def send_email(self, email, content):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, content)
print(data)
def send_wechat(self, vid, content):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, content)
print(data)
msg_object = Message()
msg_object.send_email("[email protected]", "注册成功")
msg_object.send_wechat("张三", "注册成功")
你会发现，用面向对象编程写的类有点像归类的意思：将某些相似的函数划分到一个类中。
但，这种编写方式让人感觉有些鸡肋，直接用 函数 写多好呀。对吧？
别着急，记者往下看。
1. 对象和self
在每个类中都可以定义个特殊的：__init__ 初始化方法 ，在实例化类创建对象时自动执行，即：对象=类()。
class Message:
def __init__(self, content):
self.data = content
def send_email(self, email):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, self.data)
print(data)
def send_wechat(self, vid):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, self.data)
print(data)
# 对象 = 类名() # 实例化一个类的对象，其实只要类+()，就会自动执行类中的 __init__ 方法。
# 1. 根据类型创建一个对象，内存的一块区域 。
# 2. 执行__init__方法，默认会将创建的那块区域的内存地址当self参数传递进去。 往区域中(data="注册成功")
msg_object = Message("注册成功")
msg_object.send_email("[email protected]") # 给[email protected]发邮件，内容是：注册成功
msg_object.send_wechat("张三") # 给张三发微信，内容是：注册成功
通过上述的示例，你会发现：
- 对象，让我们可以在它的内部先封装一部分数据，以后想要使用时，再去里面获取。
- self，类中的方法需要由这个类的对象来触发并执行（ 对象.方法名 ），且在执行时会自动将对象当做参数传递给self，以供方法中获取对象中已封装的值。
注意：除了self默认参数以外，方法中的参数的定义和执行与函数是相同。
当然，根据类也可以创建多个对象并执行其中的方法，例如：
class Message:
def __init__(self, content):
self.data = content
def send_email(self, email):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, self.data)
print(data)
def send_wechat(self, vid):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, self.data)
print(data)
msg_object = Message("注册成功")
msg_object.send_email("[email protected]") # 给[email protected]发邮件，内容是：注册成功
msg_object.send_wechat("张三")
login_object = Message("登录成功")
login_object.send_email("[email protected]") # 给[email protected]发邮件，内容是：登录成功
login_object.send_wechat("张三")
面向对象的思想：将一些数据封装到对象中，在执行方法时，再去对象中获取。
函数式的思想：函数内部需要的数据均通过参数的形式传递。
- self，本质上就是一个参数。这个参数是Python内部会提供，其实本质上就是调用当前方法的那个对象。
- 对象，基于类实例化出来”一块内存“，默认里面没有数据；经过类的
__init__方法，可以在内存中初始化一些数据。
2. 常见成员
在编写面向对象相关代码时，最常见成员有：
- 实例变量，属于对象，只能通过对象调用。
- 绑定方法，属于类，通过对象调用 或 通过类调用。
注意：还有很多其他的成员，后续再来介绍。
class Person:
def __init__(self, n1, n2):
# 实例变量，实例变量属于对象，不属于类
self.name = n1
self.age = n2
# 绑定方法
def show(self):
msg = "我叫{}，今年{}岁。".format(self.name, self.age)
print(msg)
def all_message(self):
msg = "我是{}人，我叫{}，今年{}岁。".format(Person.country, self.name, self.age)
print(msg)
def total_message(self):
msg = "我是{}人，我叫{}，今年{}岁。".format(self.country, self.name, self.age)
print(msg)
# 执行绑定方法
p1 = Person("张三",20)
p1.show() # 对象式触发，可自动传递self参数
# 或
# p1 = Person("张三",20) 类式触发，使用该方法调用不会自动传递参数，需要手动传递参数p1，不建议使用
# Person.show(p1)
# 初始化，实例化了Person类的对象叫p1
p1 = Person("张三",20)
3 . 应用示例
- 将数据封装到一个对象，便于以后使用。
class UserInfo:
def __init__(self, name, pwd,age):
self.name = name
self.password = pwd
self.age = age
def run():
user_object_list = []
# 用户注册
while True:
user = input("用户名：")
if user.upper() == "Q":
break
pwd = input("密码")
# user_object对象中有：name/password
user_object = UserInfo(user, pwd,19)
# user_dict = {"name":user,"password":pwd}
user_object_list.append(user_object)
# user_object_list.append(user_dict)
# 展示用户信息
for obj in user_object_list:
print(obj.name, obj.password)
总结：
- 数据封装到对象，以后再去获取。
- 规范数据（约束）
注意：用字典也可以实现做封装，只不过字典在操作值时还需要自己写key，面向对象只需要 . 即可获取对象中封装的数据。
- 将数据分装到对象中，在方法中对原始数据进行加工处理。
user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1,3000)]
# 分页显示，每页显示10条
while True:
page = int(input("请输入页码："))
start_index = (page - 1) * 10
end_index = page * 10
page_data_list = user_list[start_index:end_index]
for item in page_data_list:
print(item)
class Pagination:
def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
self.per_page_num = per_page_num
if not current_page.isdecimal():
self.current_page = 1
return
current_page = int(current_page)
if current_page < 1:
self.current_page = 1
return
self.current_page = current_page
def start(self):
return (self.current_page - 1) * self.per_page_num
def end(self):
return self.current_page * self.per_page_num
user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]
# 分页显示，每页显示10条
while True:
page = input("请输入页码：")
# page，当前访问的页码
# 10，每页显示10条数据
# 内部执行Pagination类的init方法。
pg_object = Pagination(page, 20)
page_data_list = user_list[ pg_object.start() : pg_object.end() ]
for item in page_data_list:
print(item)
还有这个示例：将数据封装到一个对象中，然后再方法中对已封装的数据进行操作。
import os
import requests
class DouYin:
def __init__(self, folder_path):
self.folder_path = folder_path
if not os.path.exists(folder_path):
os.makedirs(folder_path)
def download(self, file_name, url):
res = requests.get(
url=url,
headers={
"user-agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.88 Safari/537.36 FS"
}
)
file_path = os.path.join(self.folder_path, file_name)
with open(file_path, mode='wb') as f:
f.write(res.content)
f.flush()
def multi_download(self, video_list):
for item in video_list:
self.download(item[0], item[1])
if __name__ == '__main__':
douyin_object = DouYin("videos")
douyin_object.download(
"罗斯.mp4",
"https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f240000buuer5aa4tij4gv6ajqg"
)
video_list = [
("a1.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0300fc20000bvi413nedtlt5abaa8tg"),
("a2.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0d00fb60000bvi0ba63vni5gqts0uag"),
("a3.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f240000buuer5aa4tij4gv6ajqg")
]
douyin_object.multi_download(video_list)
- 根据类创建多个对象，在方法中对对象中的数据进行修改。
class Police:
"""警察"""
def __init__(self, name, role):
self.name = name
self.role = role
if role == "队员":
self.hit_points = 200
else:
self.hit_points = 500
def show_status(self):
""" 查看警察状态 """
message = "警察{}的生命值为:{}".format(self.name, self.hit_points)
print(message)
def bomb(self, terrorist_list):
""" 投炸弹，炸掉恐怖分子 """
for terrorist in terrorist_list:
terrorist.blood -= 200
terrorist.show_status()
"""
p1 = Police("张三","队员")
p1.show_status()
p1.bomb(["alex","李杰"])
p2 = Police("日天","队长")
p2.show_status()
p2.bomb(["alex","李杰"])
"""
class Terrorist:
""" 恐怖分子 """
def __init__(self, name, blood=300):
self.name = name
self.blood = blood
def shoot(self, police_object):
""" 开枪射击某个警察 """
police_object.hit_points -= 5
police_object.show_status()
self.blood -= 2
def strafe(self, police_object_list):
""" 扫射某些警察 """
for police_object in police_object_list:
police_object.hit_points -= 8
police_object.show_status()
def show_status(self):
""" 查看恐怖分子状态 """
message = "恐怖分子{}的血量值为:{}".format(self.name, self.blood)
print(message)
"""
t1 = Terrorist('alex')
t2 = Terrorist('李杰',200)
"""
def run():
# 1.创建3个警察
p1 = Police("张三", "队员")
p2 = Police("苑昊", "队员")
p3 = Police("于超", "队长")
# 2.创建2个匪徒
t1 = Terrorist("alex")
t2 = Terrorist("eric")
# alex匪徒射击于超警察
t1.shoot(p3)
# alex扫射
t1.strafe([p1, p2, p3])
# eric射击苑昊
t2.shoot(p2)
# 张三炸了那群匪徒王八蛋
p1.bomb([t1, t2])
# 张三又炸了一次alex
p1.bomb([t1])
if __name__ == '__main__':
run()
总结：
- 仅做数据封装。
- 封装数据 + 方法再对数据进行加工处理。
- 创建同一类的数据且同类数据可以具有相同的功能（方法）。
二、 三大特性
面向对象编程在很多语言中都存在，这种编程方式有三大特性：封装、继承、多态。
1. 封装
封装主要体现在两个方面：
- 将同一类方法封装到了一个类中，例如上述示例中：匪徒的相关方法都写在Terrorist类中；警察的相关方法都写在Police类中。
- 将数据封装到了对象中，在实例化一个对象时，可以通过
__init__初始化方法在对象中封装一些数据，便于以后使用。
2. 继承
传统的理念中有：儿子可以继承父亲的财产。
在面向对象中也有这样的理念，即：子类可以继承父类中的方法和类变量（不是拷贝一份，父类的还是属于父类，子类可以继承而已）。
父类
子类
基类
派生类
class Base:
def func(self):
print("Base.func")
class Son(Base):
def show(self):
print("Son.show")
s1 = Son()
s1.show()
s1.func() # 优先在自己的类中找，自己没有才去父类。
s2 = Base()
s2.func()
class Base:
def f1(self):
pass
class Foo(Base):
def f2(self):
pass
class Bar(Base):
def f3(self):
pass
o1 = Foo()
o1.f2()
o1.f1()
练习题
练习题中也有很多继承的特性
class Base:
def f1(self):
print('base.f1')
class Foo(Base):
def f2(self):
print('foo.f2')
obj = Foo()
obj.f1()
obj.f2()
class Base:
def f1(self):
print('base.f1')
class Foo(Base):
def f2(self):
print('before')
self.f1() # 调用了f1方法 ，相当于执行 obj.f1()
print('foo.f2')
obj = Foo()
obj.f2()
# 输出：
before
base.f1
foo.f2
class Base:
def f1(self):
print('base.f1')
class Foo(Base):
def f2(self):
print("before")
self.f1() # obj,Foo类创建出来的对象。 obj.f1
print('foo.f2')
def f1(self):
print('foo.f1')
obj = Foo()
obj.f1() # obj对象到底是谁？对象是谁，优先就会先去谁里面找。
obj.f2()
# obj.f2() 输出：
>>> before
>>> foo.f1
>>> foo.f2
class Base:
def f1(self):
print('before')
self.f2() # slef是obj对象（Foo类创建的对象），
obj.f2
print('base.f1')
def f2(self):
print('base.f2')
class Foo(Base):
def f2(self):
print('foo.f2')
obj = Foo()
obj.f1() # 优先去Foo类中找f1，因为调用f1的那个对象是Foo类创建出来的。
# 输出：
>>> before
>>> foo.f2
>>> base.f1
b1 = Base()
b1.f1()
>>> before
>>> base.f2
>>> base.f1
面向对象的继承允许多继承：
class TCPServer:
def f1(self):
print("TCPServer")
class ThreadingMixIn:
def f1(self):
print("ThreadingMixIn")
class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer): # 继承了两个类
def run(self):
print('before')
self.f1()
print('after')
obj = ThreadingTCPServer()
obj.run()
# 输出：
>>> before
>>> ThreadingMixIn
>>> after
class BaseServer:
def serve_forever(self, poll_interval=0.5):
self._handle_request_noblock()
def _handle_request_noblock(self):
self.process_request(request, client_address)
def process_request(self, request, client_address):
pass
class TCPServer(BaseServer):
pass
class ThreadingMixIn:
def process_request(self, request, client_address):
pass
class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer):
pass
obj = ThreadingTCPServer()
obj.serve_forever()
小结：
- 执行对象.方法时，优先去当前对象所关联的类中找，没有的话才去她的父类中查找。
- Python支持多继承：先继承左边、再继承右边的。
- self到底是谁？去self对应的那个类中去获取成员，没有就按照继承关系向上查找 。
3. 多态
多态，按字面翻译其实就是多种形态。
- 其他编程语言多态
- Python中多态
其他编程语言中，是不允许这样类编写的，例如：Java
class Cat{
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
obj1 = Cat()
obj2 = Cat()
show(obj1)
show(obj2)
obj3 = Dog()
show(obj3)
}
public static void show(Cat a) {
a.eat()
}
}
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
obj1 = Cat()
show(obj1)
obj2 = Dog()
show(obj2)
}
public static void show(Animal a) {
a.eat()
}
}
在java或其他语言中的多态是基于：接口 或 抽象类和抽象方法来实现，让数据可以以多种形态存在。
在Python中则不一样，由于Python对数据类型没有任何限制，所以他天生支持多态。
def func(arg):
v1 = arg.copy() # 浅拷贝
print(v1)
func("张三")
func([11,22,33,44])
class Email(object):
def send(self):
print("发邮件")
class Message(object):
def send(self):
print("发短信")
def func(arg):
v1 = arg.send()
print(v1)
v1 = Email()
func(v1)
v2 = Message()
func(v2)
在程序设计中，鸭子类型（duck typing）是动态类型的一种风格。在鸭子类型中，关注点在于对象的行为，能作什么；而不是关注对象所属的类型，例如：一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟可以被称为鸭子。
小结：
面试可能会碰到，谈谈你对面向对象的理解，说以下面向对象三大特性即可：
-
封装，将方法封装到类中 或 将数据封装到对象中，便于以后使用。
-
继承，将类中的公共的方法提取到基类中去实现。
-
多态，Python默认支持多态（这种方式称之为鸭子类型），最简单的基础下面的这段代码即可。
def func(arg):
v1 = arg.copy() # 浅拷贝
print(v1)
func("张三")
func([11,22,33,44])
三、 扩展：再看数据类型
在初步了解面向对象之后，再来看看我们之前学习的：str、list、dict等数据类型，他们其实都一个类，根据类可以创建不同类的对象。
# 实例化一个str类的对象v1
v1 = str("张三")
# 通过对象执行str类中的upper方法。
data = v1.upper()
print(data)
总结
-
类和对象的关系。
-
面向对象编程中常见的成员：
- 绑定方法
- 实例变量
-
self到底是什么？
-
面向对象的三大特性。
-
面向对象的应用场景
- 数据封装。
- 封装数据 + 方法再对数据进行加工处理。
- 创建同一类的数据且同类数据可以具有相同的功能（方法）。
-
补充：在Python3中编写类时，默认都会继承object（即使不写也会自动继承）。
class Foo:
pass
class Foo(object):
pass
这一点在Python2是不同的：
- 继承object，新式类
- 不继承object，经典类
作业
-
简述面向对象三大特性?
-
将以下函数改成类的方式并调用 :
def func(a1):
print(a1)
class Foo(object):
def func(self, a1):
print(a1)
obj = Foo()
obj.func("张三")
- 面向对象中的self指的是什么?
self是一个参数，在通过 对象.方法 的方式去执行方法时，这个参数会被python自动传递（值为调用当前方法的对象）
- 以下代码体现 向对象的什么特性?
class Person(object):
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
obj = Person('张三', 18, '男')
封装
- 以下代码体现 向对象的 么特点?
class Message(object):
def email(self):
"""
发送邮件
:return:
"""
pass
def msg(self):
"""
发送短信
:return:
"""
pass
def wechat(self):
"""
发送微信
:return:
"""
pass
封装
- 看代码写结果
class Foo:
def func(self):
print('foo.func')
obj = Foo()
result = obj.func()
print(result)
# 输出：
foo.func
None
- 看代码写结果
class Base1:
def f1(self):
print('base1.f1')
def f2(self):
print('base1.f2')
def f3(self):
print('base1.f3')
self.f1()
class Base2:
def f1(self):
print('base2.f1')
class Foo(Base1, Base2):
def f0(self):
print('foo.f0')
self.f3()
obj = Foo()
obj.f0()
# 输出：
foo.f0
base1.f3
base1.f1
- 看代码写结果:
class Base:
def f1(self):
print('base.f1')
def f3(self):
self.f1()
print('base.f3')
class Foo(Base):
def f1(self):
print('foo.f1')
def f2(self):
print('foo.f2')
self.f3()
obj = Foo()
obj.f2()
# 输出：
foo.f2
base.f1
base.f3
- 补充代码实现
user_list = []
while True:
user = input("请输入用户名:")
pwd = input("请输入密码:")
email = input("请输入邮箱:")
"""
# 需求
1. while循环提示 户输 : 户名、密码、邮箱(正则满足邮箱格式)
2. 为每个用户创建一个个对象，并添加到user_list中。
3. 当列表中的添加 3个对象后，跳出循环并以此循环打印所有用户的姓名和邮箱
"""
import re
class UserInfo(object):
def __init__(self, name, pwd, email):
self.name = name
self.pwd = pwd
self.email = email
def run():
user_list = []
while True:
user = input("请输入用户名:")
pwd = input("请输入密码:")
email = input("请输入邮箱:")
match_object = re.match("(\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*)", email, re.ASCII)
if not match_object:
print("邮箱格式输入错误，请重新输入！")
continue
user_object = UserInfo(user, pwd, email)
user_list.append(user_object)
if len(user_list) == 3:
break
for item in user_list:
print(item.name, item.email)
if __name__ == '__main__':
run()
-
补充代码:实现 户注册和登录。
class User: def __init__(self, name, pwd): self.name = name self.pwd = pwd class Account: def __init__(self): # 用户列表，数据格式：[user对象，user对象，user对象] self.user_list = [] def login(self): """ 用户登录，输入用户名和密码然后去self.user_list中校验用户合法性 :return: """ pass def register(self): """ 用户注册，没注册一个用户就创建一个user对象，然后添加到self.user_list中，表示注册成功。 :return: """ pass def run(self): """ 主程序 :return: """ pass if __name__ == '__main__': obj = Account() obj.run()
class User:
def __init__(self, name, pwd):
self.name = name
self.pwd = pwd
class Account:
def __init__(self):
# 用户列表，数据格式：[user对象，user对象，user对象]
self.user_list = []
def login(self):
"""
用户登录，输入用户名和密码然后去self.user_list中校验用户合法性
:return:
"""
print("用户登录")
while True:
user = input("请输入用户名(Q/q):")
if user.upper() == 'Q':
break
pwd = input("请输入密码:")
for user_object in self.user_list:
if user == user_object.name and pwd == user_object.pwd:
print("登录成功")
break
else:
print("登录失败")
def register(self):
"""
用户注册，没注册一个用户就创建一个user对象，然后添加到self.user_list中，表示注册成功。
:return:
"""
print("用户注册")
while True:
user = input("请输入用户名(Q/q):")
if user.upper() == 'Q':
break
pwd = input("请输入密码:")
user_object = User(user, pwd)
self.user_list.append(user_object)
def run(self):
"""
主程序
method() # self.login() / self.register()
if __name__ == '__main__':
obj = Account()
obj.run() :return:
"""
method_dict = {
"1": {"title": "登录", "method": self.login},
"2": {"title": "注册", "method": self.register},
}
message = ";".join(["{}.{}".format(k, v['title']) for k, v in method_dict.items()])
while True:
print(message)
choice = input("请选择功能(Q/q)：")
if choice.upper() == 'Q':
break
info = method_dict.get(choice)
if not info:
print("选择错误，请重新选择")
continue
method = info['method']