Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

概念:                                                                                                                                                    

  • 面向过程:根据业务逻辑从上到下写垒代码
  • 函数式:将某功能代码封装到函数中,日后便无需重复编写,仅调用函数即可
  • 面向对象:对函数进行分类和封装,让开发“更快更好更强...”

面向过程编程最易被初学者接受,其往往用一长段代码来实现指定功能,开发过程中最常见的操作就是粘贴复制,即:将之前实现的代码块复制到现需功能处。

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while True
    if cpu利用率 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
 
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
 
    if 内存占用 > 80%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接

随着时间的推移,开始使用了函数式编程,增强代码的重用性和可读性,就变成了这样:

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def 发送邮件(内容)
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接
 
while True
 
    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件('CPU报警')
 
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件('硬盘报警')
 
    if 内存占用 > 80%:
        发送邮件('内存报警'

今天我们来学习一种新的编程方式:面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP,面向对象程序设计)
注:Java和C#来说只支持面向对象编程,而python比较灵活即支持面向对象编程也支持函数式编程

创建类和对象                                                                                                                                                                                                       

面向对象编程是一种编程方式,此编程方式的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现,所以,面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

类就是一个模板,模板里可以包含多个函数,函数里实现一些功能

  对象则是根据模板创建的实例,通过实例对象可以执行类中的函数

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

  • class是关键字,表示类
  • 创建对象,类名称后加括号即可

ps:类中的函数第一个参数必须是self(详细见:类的三大特性之封装)
   类中定义的函数叫做 “方法”

# 创建类
class Foo:
     
    def Bar(self):
        print 'Bar'
 
    def Hello(self, name):
        print 'i am %s' %name
 
# 根据类Foo创建对象obj
obj = Foo()
obj.Bar()            #执行Bar方法
obj.Hello('wupeiqi'#执行Hello方法 

你在这里是不是有疑问了?使用函数式编程和面向对象编程方式来执行一个“方法”时函数要比面向对象简便

  • 面向对象:【创建对象】【通过对象执行方法】
  • 函数编程:【执行函数】

观察上述对比答案则是肯定的,然后并非绝对,场景的不同适合其的编程方式也不同。

总结:函数式的应用场景 --> 各个函数之间是独立且无共用的数据

面向对象三大特性

面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性

一、封装

封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。

所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:

  • 将内容封装到某处
  • 从某处调用被封装的内容

第一步:将内容封装到某处

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

self 是一个形式参数,当执行 obj1 = Foo('wupeiqi', 18 ) 时,self 等于 obj1

当执行 obj2 = Foo('alex', 78 ) 时,self 等于 obj2

所以,内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中,每个对象中都有 name 和 age 属性,在内存里类似于下图来保存。

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

第二步:从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时,有两种情况:

  • 通过对象直接调用
  • 通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式,根据保存格式可以如此调用被封装的内容:对象.属性名

 class Foo:

     def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
print obj1.name # 直接调用obj1对象的name属性
print obj1.age # 直接调用obj1对象的age属性 obj2 = Foo('alex', 73)
print obj2.name # 直接调用obj2对象的name属性
print obj2.age # 直接调用obj2对象的age属性

对象.属性名调用

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时,需要通过self间接调用被封装的内容

 class Foo:

     def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age def detail(self):
print (self.name)
print (self.age) obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
obj1.detail() # Python默认会将obj1传给self参数,即:obj1.detail(obj1),所以,此时方法内部的 self = obj1,即:self.name 是 wupeiqi ;self.age 是 18 obj2 = Foo('alex', 73)
obj2.detail() # Python默认会将obj2传给self参数,即:obj1.detail(obj2),所以,此时方法内部的 self = obj2,即:self.name 是 alex ; self.age 是 78

self间接调用被封装的内容

综上所述,对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

 def kanchai(name, age, gender):
print ("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)) def qudongbei(name, age, gender):
print ("%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)) def dabaojian(name, age, gender):
print ("%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)) kanchai('小明', 10, '男')
qudongbei('小明', 10, '男')
dabaojian('小明', 10, '男') kanchai('老李', 90, '男')
qudongbei('老李', 90, '男')
dabaojian('老李', 90, '男')

函数

 class Foo:

     def __init__(self, name, age ,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender def kanchai(self):
print ("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)) def qudongbei(self):
print ("%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)) def dabaojian(self):
print ("%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)) xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
xiaoming.kanchai()
xiaoming.qudongbei()
xiaoming.dabaojian() laoli = Foo('老李', 90, '男')
laoli.kanchai()
laoli.qudongbei()
laoli.dabaojian()

面向对象

上述对比可以看出,如果使用函数式编程,需要在每次执行函数时传入相同的参数,如果参数多的话,又需要粘贴复制了...  ;而对于面向对象只需要在创建对象时,将所有需要的参数封装到当前对象中,之后再次使用时,通过self间接去当前对象中取值即可。

二、继承

继承,面向对象中的继承和现实生活中的继承相同,即:子可以继承父的内容。

例如:

  猫可以:喵喵叫、吃、喝、拉、撒

  狗可以:汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我们要分别为猫和狗创建一个类,那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能,如下所示:

 class 猫:

     def 喵喵叫(self):
print '喵喵叫' def 吃(self):
# do something def 喝(self):
# do something def 拉(self):
# do something def 撒(self):
# do something class 狗: def 汪汪叫(self):
print '喵喵叫' def 吃(self):
# do something def 喝(self):
# do something def 拉(self):
# do something def 撒(self):
# do something 伪代码

费事来

上述代码不难看出,吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能,而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想,如下实现:

  动物:吃、喝、拉、撒

     猫:喵喵叫(猫继承动物的功能)

     狗:汪汪叫(狗继承动物的功能)

 class Animal:

     def eat(self):
print "%s 吃 " %self.name def drink(self):
print "%s 喝 " %self.name def shit(self):
print "%s 拉 " %self.name def pee(self):
print "%s 撒 " %self.name class Cat(Animal): def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed = '猫' def cry(self):
print '喵喵叫' class Dog(Animal): def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed = '狗' def cry(self):
print '汪汪叫' # ######### 执行 ######### c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat() c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat() 代码实例

继承动物

所以,对于面向对象的继承来说,其实就是将多个类共有的方法提取到父类中,子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。

注:除了子类和父类的称谓,你可能看到过 派生类 和 基类 ,他们与子类和父类只是叫法不同而已。

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

多继承

  • 是否可以继承多个类
  • 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数,那么那一个会被使用呢?

1、Python的类可以继承多个类,Java和C#中则只能继承一个类

2、Python的类如果继承了多个类,那么其寻找方法的方式有两种,分别是:深度优先广度优先

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

  • 当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找
  • 当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找

经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类。

Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性) Python 面向对象(创建类和对象,面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态,多态性)

三、多态 和多态性

多态指的是一类事物有多种形态,(一个抽象类有多个子类,因而多态的概念依赖于继承)

一 什么是多态性(请务必注意注意注意:多态与多态性是两种概念。)

多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名,这样就可以用一个函数名调用不同功能的函数。

在面向对象方法中一般是这样表述多态性:向不同的对象发送同一条消息(!!!obj.func():是调用了obj的方法func,又称为向obj发送了一条消息func),不同的对象在接收时会产生不同的行为(即方法)。也就是说,每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息,就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现,即执行不同的函数。

比如:老师.下课铃响了(),学生.下课铃响了(),老师执行的是下班操作,学生执行的是放学操作,虽然二者消息一样,但是执行的效果不同

多态性分为静态多态性和动态多态性

静态多态性:如任何类型都可以用运算符+进行运算

动态多态性:如下

#多态是同一种事物的多种形态
class Animal:
def talk(self):
print('正在叫') class People(Animal):
def talk(self):
print('say hello') class Pig(Animal):
def talk(self):
print('哼哼哼') class Dog(Animal):
def talk(self):
print('汪汪汪') class Cat(Animal):
def talk(self):
print('喵喵喵')
peo1=People()
pig1=Pig()
dog1=Dog()
cat1=Cat() #多态性 peo1.talk()
dog1.talk()
pig1.talk() def func(x):
x.talk() func(peo1)
func(pig1)
func(dog1)
func(cat1) #输出结果:
# say hello
# 汪汪汪
# 哼哼哼 # say hello
# 哼哼哼
# 汪汪汪
# 喵喵喵
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