第七章 类——面向对象的编程
引子
Why：面向对象更符合人类对客观世界的抽象和理解
-
一切皆对象
一只小狗，一把椅子，一张信用卡，一条巧克力。。。 -
一切对象，都有自己内在的属性
狗狗的品种、椅子的质地、信用卡的额度、巧克力的口味。。。 -
一切行为，皆是对象的行为
狗狗蹲下、椅子移动位置、刷信用卡、巧克力融化了。。。
How：类是对象的载体
不同年龄、肤色、品质的猫，每一只都是一个对象
他们有一个共同的特征：都是猫
我们可以把一类对象的公共特征抽象出来，创建通用的类
# 创建类
class Cat():
"""模拟猫"""
def __init__(self, name):
"""初始化属性"""
self.name = name
def jump(self):
"""模拟猫跳跃"""
print(self.name + " is jumping")
# 用类创建实例
my_cat = Cat("Loser")
your_cat = Cat("Lucky")
# 调用属性
print(my_cat.name)
print(your_cat.name)
Loser
Lucky
# 调用方法
my_cat.jump()
your_cat.jump()
Loser is jumping
Lucky is jumping
7.1 类的定义
三要素：类名、属性、方法
7.1.1 类的命名
-
要有实际意义
-
驼峰命名法——组成的单词首字母大写
Dog、 CreditCard、 ElectricCar
# class 类名：
"""类前最好空两行"""
class Car():
"""对该类的简单介绍"""
pass
"""类后最好也空两行"""
7.1.2 类的属性
# def __init__(self,要传递的参数) 初始化类的属性
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
7.1.3 类的方法
# 相对于类内部定义的函数
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
def get_main_information(self): # self不能省
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year))
def get_mileage(self):
"""获取总里程"""
return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage)
My_Car = Car("Audi","sb",2019)
print(My_Car.get_mileage())
行车总里程：0公里
7.2 创建实例
7.2.1 实例的创建
将实例赋值给对象，实例化过程中，传入相应的参数
v = 类名（必要的初始化参数）
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)
7.2.2 访问属性
实例名.属性名
print(my_new_car.brand)
print(my_new_car.model)
print(my_new_car.year)
Audi
A6
2018
7.2.3 调用方法
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
def get_main_information(self): # self不能省
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year))
def get_mileage(self):
"""获取总里程数"""
return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage)
实例名.方法名(必要的参数)
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)
my_new_car.get_main_information()
品牌：Audi 型号：A6 出厂年份：2018
mileage = my_new_car.get_mileage()
print(mileage)
行车总里程：0公里
7.2.4 修改属性
1、直接修改
my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)
先访问，后修改
print(my_old_car.mileage)
my_old_car.mileage = 12000
print(my_old_car.mileage)
0
12000
print(my_old_car.get_mileage())
行车总里程：12000公里
2、通过方法修改属性
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
def get_main_information(self): # self不能省
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year))
def get_mileage(self):
"""获取总里程数"""
return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage)
def set_mileage(self, distance):
"""设置总里程数"""
self.mileage = distance
my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)
print(my_old_car.get_mileage())
my_old_car.set_mileage(8000)
print(my_old_car.get_mileage())
行车总里程：0公里
品牌：BYD 型号：宋 出厂年份：2016
行车总里程：8000公里
3、继续拓展
- 禁止设置负里程
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
def get_main_information(self): # self不能省
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year))
def get_mileage(self):
"""获取总里程数"""
print("行车总里程：{}公里".format(self.mileage))
def set_mileage(self, distance):
"""设置总里程数"""
if distance >= 0:
self.mileage = distance
else:
print("里程数不能为负！")
def increment_mileage(self, distance):
"""总里程数累计"""
if distance >= 0:
self.mileage += distance
else:
print("新增里程数不能为负！")
my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)
my_old_car.get_mileage()
my_old_car.set_mileage(-8000)
my_old_car.get_mileage()
行车总里程：0公里
里程数不能为负！
行车总里程：0公里
- 将每次的里程数累加
my_old_car.get_mileage()
my_old_car.set_mileage(8000)
my_old_car.get_mileage()
my_old_car.increment_mileage(500)
my_old_car.get_mileage()
行车总里程：0公里
行车总里程：8000公里
行车总里程：8500公里
小结
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)
my_cars = [my_new_car, my_old_car]
- 包含的信息量可以是极大的，可以创建无穷多的实例
- 高度的拟人（物）化，符合人类对客观世界的抽象和理解
7.3 类的继承
引子
看一下人在生物界的分支链
生物——动物界——脊索动物门——哺乳动物纲——灵长目——人科——人属——智人种
公共特征逐渐增加的过程
【问题】
假设二元系统： 人属 = {A人种， B人种， C人种。。。。}
为每一个人种构造一个类
方案一：
各自独立，分别构造各自人种的类
方案二：
1、将各人种公共特征提取出来，建立人属的类；
2、各人种继承上一级（人属）的公共特征，然后添加自身特殊特征，构建各自人种的类。
通常，我们选择方案二，因为这样避免了过多的重复劳动
所谓继承，就是低层抽象继承高层抽象的过程
7.3.1 简单的继承
父类
class Car():
"""模拟汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量
self.brand = brand # 汽车的品牌
self.model = model # 汽车的型号
self.year = year # 汽车出厂年份
self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
def get_main_information(self): # self不能省
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year))
def get_mileage(self):
"""获取总里程数"""
print("行车总里程：{}公里".format(self.mileage))
def set_mileage(self, distance):
"""设置总里程数"""
if distance >= 0:
self.mileage = distance
else:
print("里程数不能为负！")
def increment_mileage(self, distance):
"""总里程数累计"""
if distance >= 0:
self.mileage += distance
else:
print("新增里程数不能为负！")
子类
class 子类名（父类名）：
- 新建一个电动汽车的类
class ElectricCar(Car):
"""模拟电动汽车"""
def __init__(self, brand, model, year):
"""初始化电动汽车属性"""
super().__init__(brand, model,year) # 声明继承父类的属性
A = ElectricCar("au","23",90)
- 自动继承父类的所有方法
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046)
my_electric_car.get_main_information()
'品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046'
7.3.2 给子类添加属性和方法
class ElectricCar(Car):
"""模拟电动汽车"""
def __init__(self, brand, model, year, bettery_size):
"""初始化电动汽车属性"""
super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性
self.bettery_size = bettery_size # 电池容量
self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量
self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程
def get_electric_quantit(self):
"""查看当前电池电量"""
print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity))
def set_electric_quantity(self, electric_quantity):
"""设置电池剩余电量，重新计算电量可支撑行驶里程"""
if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size:
self.electric_quantity = electric_quantity
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio
else:
print("电量未设置在合理范围！")
def get_remainder_range(self):
"""查看剩余可行驶里程"""
print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)
my_electric_car.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
my_electric_car.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
当前电池剩余电量：70 kW.h
当前电量还可以继续驾驶 350 公里
my_electric_car.set_electric_quantity(50) # 重设电池电量
my_electric_car.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
my_electric_car.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
当前电池剩余电量：50 kW.h
当前电量还可以继续驾驶 250 公里
7.3.3 重写父类的方法——多态
class ElectricCar(Car):
"""模拟电动汽车"""
def __init__(self, brand, model, year, bettery_size):
"""初始化电动汽车属性"""
super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性
self.bettery_size = bettery_size # 电池容量
self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量
self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程
def get_main_information(self): # 重写父类方法
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{} 续航里程：{} 公里"
.format(self.brand, self.model, self.year, self.bettery_size*self.electric2distance_ratio))
def get_electric_quantit(self):
"""查看当前电池电量，重新计算电量可支撑行驶里程"""
print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity))
def set_electric_quantity(self, electric_quantity):
"""设置电池剩余电量"""
if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size:
self.electric_quantity = electric_quantity
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio
else:
print("电量未设置在合理范围！")
def get_remainder_range(self):
"""查看剩余可行驶里程"""
print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)
my_electric_car.get_main_information()
品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046 续航里程：350 公里
7.3.4 用在类中的实例
把电池抽象成一个对象
逻辑更加清晰
class Bettery():
"""模拟电动汽车的电池"""
def __init__(self, bettery_size = 70):
self.bettery_size = bettery_size # 电池容量
self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量
self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程
def get_electric_quantit(self):
"""查看当前电池电量"""
print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity))
def set_electric_quantity(self, electric_quantity):
"""设置电池剩余电量，计重新算电量可支撑行驶里程"""
if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size:
self.electric_quantity = electric_quantity
self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio
else:
print("电量未设置在合理范围！")
def get_remainder_range(self):
"""查看剩余可行驶里程"""
print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
class ElectricCar(Car):
"""模拟电动汽车"""
def __init__(self, brand, model, year, bettery_size):
"""初始化电动汽车属性"""
super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性
self.bettery = Bettery(bettery_size) # 电池
def get_main_information(self): # 重写父类方法
"""获取汽车主要信息"""
print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{} 续航里程：{} 公里"
.format(self.brand, self.model, self.year,
self.bettery.bettery_size*self.bettery.electric2distance_ratio))
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)
my_electric_car.get_main_information() # 获取车辆主要信息
品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046 续航里程：350 公里
my_electric_car.bettery.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
当前电池剩余电量：70 kW.h
my_electric_car.bettery.set_electric_quantity(50) # 重设电池电量
my_electric_car.bettery.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
当前电池剩余电量：50 kW.h
my_electric_car.bettery.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
当前电量还可以继续驾驶 250 公里