AI教你学Python 第5天：面向对象编程（OOP）基础

第5天：面向对象编程（OOP）基础

一、面向对象编程概述

面向对象编程（OOP）是一种编程范式，使用“对象”来表示数据和数据上可用的操作。OOP的核心概念包括类、对象、继承、多态和封装。

概念	描述
类	一种蓝图，定义了对象的属性和方法。
对象	类的实例，包含具体的数据和方法。
继承	一个类可以继承另一个类的属性和方法，从而实现代码重用。
多态	同一操作作用于不同对象时，表现出不同的行为。
封装	把数据和操作数据的方法绑定在一起，限制外部对内部状态的访问。

二、创建类和对象

在Python中，使用关键字class定义类。类可以有属性（变量）和方法（函数）。

示例代码：

class Dog:
    # 初始化方法
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 属性
        self.age = age    # 属性

    # 方法：描述狗的叫声
    def bark(self):
        return f"{self.name} says Woof!"

# 创建Dog类的对象
my_dog = Dog("Buddy", 3)

# 调用对象的方法
print(my_dog.bark())  # 输出: Buddy says Woof!

三、类的属性和方法

• 属性：用于存储对象的状态信息。
• 方法：用于定义对象的行为，有助于操作对象的属性。

表格：类的属性与方法示例

属性	描述
name	狗的名字
age	狗的年龄

方法	描述
bark()	返回狗叫的声音
get_info()	返回狗的基本信息

示例代码：

class Cat:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def meow(self):
        return f"{self.name} says Meow!"

    def get_info(self):
        return f"Name: {self.name}, Age: {self.age}"

# 创建Cat类的对象
my_cat = Cat("Whiskers", 2)

# 调用对象的方法
print(my_cat.meow())  # 输出: Whiskers says Meow!
print(my_cat.get_info())  # 输出: Name: Whiskers, Age: 2

四、继承

继承允许我们创建一个类（子类）来继承另一个类（父类）的属性和方法。

示例代码：

class Animal:
    def __init__(self, species):
        self.species = species

    def speak(self):
        return "Some sound"

# Dog类继承自Animal类
class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__("Dog")
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self):
        return f"{self.name} says Woof!"

# 创建Dog对象
my_dog = Dog("Buddy", 3)
print(my_dog.speak())  # 输出: Buddy says Woof!

流程图：继承关系

      +-------------+
      |   Animal    |
      +-------------+
            ^
            |
      +-------------+
      |     Dog     |
      +-------------+

五、多态

多态使得不同类的对象可以使用同样的方法名而实现不同的行为。

示例代码：

class Cat(Animal):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__("Cat")
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self):
        return f"{self.name} says Meow!"

# 创建Cat对象
my_cat = Cat("Whiskers", 2)

# 使用相同的方法名但不同的对象
for animal in (my_dog, my_cat):
    print(animal.speak())  # 输出: Buddy says Woof! 和 Whiskers says Meow!

六、封装

封装是将数据（属性）和操作数据的方法绑定到一个对象上，并隐藏内部状态，以提高安全性和可维护性。

示例代码：

class BankAccount:
    def __init__(self, balance=0):
        self.__balance = balance  # 使用双下划线来保护属性

    def deposit(self, amount):
        if amount > 0:
            self.__balance += amount

    def withdraw(self, amount):
        if 0 < amount <= self.__balance:
            self.__balance -= amount

    def get_balance(self):
        return self.__balance

# 创建BankAccount对象
account = BankAccount()
account.deposit(100)
print(account.get_balance())  # 输出: 100
account.withdraw(50)
print(account.get_balance())  # 输出: 50

七、项目作业

为了巩固所学知识，请完成以下项目：

1. 项目描述：
   创建一个简单的图书管理系统，包含如下功能：

   • 添加图书（类：Book）
   • 借书（类：Library）
   • 还书
   • 查看所有图书信息

2. 要求：

   • 使用面向对象编程的基本特性（类、继承、多态、封装）。
   • 实现至少三个类：Book, Library, Member。
   • 每个类应有合适的属性和方法。

3. 示例思路：

   • Book类有属性如书名、作者、是否被借出。
   • Library类可以管理多个Book对象。
   • Member类有属性如姓名和借阅的书籍列表。

结语

通过本章学习，您应当掌握了基本的面向对象编程思想、类和对象的使用、继承、多态和封装的核心概念及其实现。在实际开发中，OOP能够帮助设计更清晰、可维护和可扩展的代码结构。

---

怎么样今天的内容还满意吗？再次感谢观众老爷的观看。
最后，祝您早日实现财务自由，还请给个赞，谢谢！