Python - 面对对象(基础)

Python - 面对对象(基础)

一. 概述

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(Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计) 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。

二. 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

class是关键字，表示类

创建对象，类名称后加括号即可

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

三. 面向对象三大特征

封装

第一步: 将内容封装到某处

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。

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

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

综上所述,对于面对对象的封装来说,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self间接获取被封装的内容.

练习：游戏人生程序

1、创建三个游戏人物，分别是：

苍井井，女，18，初始战斗力1000

东尼木木，男，20，初始战斗力1800

波多多，女，19，初始战斗力2500

2、游戏场景，分别：

草丛战斗，消耗200战斗力

自我修炼，增长100战斗力

多人游戏，消耗500战斗力

# -*- coding:utf-8 -*-

# #####################  定义实现功能的类  #####################

class Person:

    def __init__(self, na, gen, age, fig):

        self.name = na

        self.gender = gen

        self.age = age

        self.fight =fig

    def grassland(self):

        """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""

        self.fight = self.fight - 200

    def practice(self):

        """注释：自我修炼，增长100战斗力"""

        self.fight = self.fight + 200

    def incest(self):

        """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""

        self.fight = self.fight - 500

    def detail(self):

        """注释：当前对象的详细情况"""

        temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)

        print temp

# #####################  开始游戏  #####################

cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色

dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色

bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色

cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏

dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次

bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗

#输出当前所有人的详细情况

cang.detail()

dong.detail()

bo.detail()

cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏

dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏

bo.practice() #波多多自我修炼了一次

#输出当前所有人的详细情况

cang.detail()

dong.detail()

bo.detail()

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：

伪代码

	class 动物:

    def 吃(self):

        # do something

    def 喝(self):

        # do something

    def 拉(self):

        # do something

    def 撒(self):

        # do something

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类

class 猫(动物)：

    def 喵喵叫(self):

        print '喵喵叫'

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类

class 狗(动物)：

    def 汪汪叫(self):

        print '喵喵叫'

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）

代码实例

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 #########

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()

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。

学习了继承的写法之后，我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能：

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()

那么问题又来了，多继承呢？

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：深度优先和广度优先

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。

经典类多继承

class D:

    def bar(self):

        print 'D.bar'

class C(D):

    def bar(self):

        print 'C.bar'

class B(D):

    def bar(self):

        print 'B.bar'

class A(B, C):

    def bar(self):

        print 'A.bar'

a = A()

# 执行bar方法时

# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错

# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C

# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

a.bar()

新式类多继承

class D(object):

    def bar(self):

        print 'D.bar'

class C(D):

    def bar(self):

        print 'C.bar'

class B(D):

    def bar(self):

        print 'B.bar'

class A(B, C):

    def bar(self):

        print 'A.bar'

a = A()

# 执行bar方法时

# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错

# 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D

# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

a.bar()

经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错

新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错

注意：在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

多态

Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法，但是原生多态，其Python崇尚“鸭子类型”。

Python伪代码实现Jave或C#的多态

class F1:

    pass

class S1(F1):

    def show(self):

        print 'S1.show'

class S2(F1):

    def show(self):

        print 'S2.show'

# 由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型

# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法，又可以执行S2对象的show方法，所以，定义了一个S1和S2类的父类

# 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象

def Func(F1 obj):

    """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""

    print obj.show()

s1_obj = S1()

Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj，执行 S1 的show方法，结果：S1.show

s2_obj = S2()

Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj，执行 Ss 的show方法，结果：S2.show

Python "鸭子类型"

class F1:

    pass

class S1(F1):

    def show(self):

        print 'S1.show'

class S2(F1):

    def show(self):

        print 'S2.show'

def Func(obj):

    print obj.show()

s1_obj = S1()

Func(s1_obj) 

s2_obj = S2()

Func(s2_obj)