Python面向对象封装案例

面向对象三大特性

　　封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中

　　继承实现代码的重用，相同的代码不需要重复的编写

　　多态 不同的对象调用相同的方法，产生不同的执行结果，增加代码的灵活度

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01. 封装

1. 封装 是面向对象编程的一大特点
2. 面向对象编程的 第一步 —— 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
3. 外界 使用 类 创建 对象，然后 让对象调用方法
4. 对象方法的细节 都被 封装 在 类的内部
5. 一个对象的 属性 可以是 另外一个类创建的对象

02. 小明爱跑步

需求

1. 小明 体重 75.0 公斤
2. 小明每次 跑步 会减肥 0.5 公斤
3. 小明每次 吃东西 体重增加 1 公斤

注意: 在 对象的方法内部，是可以 直接访问对象的属性 的！

class Person:
    def __init__(self,name,weight):
        self.name = name
        self.weight = weight

    def run(self):
        self.weight -= 5
        print("%s 爱跑步，跑步锻炼身体" % self.name)

    def eat(self):
        self.weight += 1

        print("%s 是吃货，吃完这顿再减肥" % self.name)

    def __str__(self):
        return "我的名字叫 %s 体重 %.2f 公斤" % (self.name, self.weight)

xiaoming = Person('小明',75)
xiaoming.eat()
xiaoming.eat()
xiaoming.eat()
print(xiaoming)

2.1 小明爱跑步扩展 —— 小美也爱跑步

需求

1. 小明 和 小美 都爱跑步
2. 小明 体重 75.0 公斤
3. 小美 体重 45.0 公斤
4. 每次 跑步 都会减少 0.5 公斤
5. 每次 吃东西 都会增加 1 公斤

提示

1. 在 对象的方法内部，是可以 直接访问对象的属性 的
2. 同一个类 创建的 多个对象 之间，属性 互不干扰！

class Person:

    def __init__(self, name, weight):

        # self.属性 = 形参
        self.name = name
        self.weight = weight

    def __str__(self):

        return "我的名字叫 %s 体重是 %.2f 公斤" % (self.name, self.weight)

    def run(self):
        print("%s 爱跑步，跑步锻炼身体" % self.name)

        self.weight -= 0.5

    def eat(self):
        print("%s 是吃货，吃完这顿再减肥" % self.name)

        self.weight += 1

xiaoming = Person("小明", 75.0)

xiaoming.run()
xiaoming.eat()

print(xiaoming)

# 小美爱跑步
xiaomei = Person("小美", 45)

xiaomei.eat()
xiaomei.run()

print(xiaomei)
print(xiaoming)

03. 摆放家具

需求

1. 房子(House) 有 户型、总面积 和 家具名称列表
   • 新房子没有任何的家具
2. 家具(HouseItem) 有 名字 和 占地面积，其中
   • 席梦思(bed) 占地 4 平米
   • 衣柜(chest) 占地 2 平米
   • 餐桌(table) 占地 1.5 平米
3. 将以上三件 家具 添加 到 房子 中
4. 打印房子时，要求输出：户型、总面积、剩余面积、家具名称列表

剩余面积

1. 在创建房子对象时，定义一个 剩余面积的属性，初始值和总面积相等
2. 当调用 add_item 方法，向房间 添加家具 时，让 剩余面积 -= 家具面积

思考：应该先开发哪一个类？

答案 —— 家具类

1. 家具简单
2. 房子要使用到家具，被使用的类，通常应该先开发

3.1 创建家具

class HouseItem:

    def __init__(self, name, area):
        """

        :param name: 家具名称
        :param area: 占地面积
        """
        self.name = name
        self.area = area

    def __str__(self):
        return "[%s] 占地面积 %.2f" % (self.name, self.area)

# 1. 创建家具
bed = HouseItem("席梦思", 4)
chest = HouseItem("衣柜", 2)
table = HouseItem("餐桌", 1.5)

print(bed)
print(chest)
print(table)

小结

1. 创建了一个 家具类，使用到 __init__ 和 __str__ 两个内置方法
2. 使用 家具类 创建了 三个家具对象，并且 输出家具信息

3.2 创建房间

class House:

    def __init__(self, house_type, area):
        """

        :param house_type: 户型
        :param area: 总面积
        """
        self.house_type = house_type
        self.area = area

        # 剩余面积默认和总面积一致
        self.free_area = area
        # 默认没有任何的家具
        self.item_list = []

    def __str__(self):

        # Python 能够自动的将一对括号内部的代码连接在一起
        return ("户型：%s\n总面积：%.2f[剩余：%.2f]\n家具：%s"
                % (self.house_type, self.area,
                   self.free_area, self.item_list))

    def add_item(self, item):

        print("要添加 %s" % item)

...

# 2. 创建房子对象
my_home = House("两室一厅", 60)

my_home.add_item(bed)
my_home.add_item(chest)
my_home.add_item(table)

print(my_home)

小结

1. 创建了一个 房子类，使用到 __init__ 和 __str__ 两个内置方法
2. 准备了一个 add_item 方法 准备添加家具
3. 使用 房子类 创建了 一个房子对象
4. 让 房子对象 调用了三次 add_item 方法，将 三件家具 以实参传递到 add_item 内部

3.3 添加家具

需求

• 1> 判断 家具的面积 是否 超过剩余面积，如果超过，提示不能添加这件家具
• 2> 将 家具的名称 追加到 家具名称列表 中
• 3> 用 房子的剩余面积 - 家具面积

def add_item(self, item):

        print("要添加 %s" % item)
        # 1. 判断家具面积是否大于剩余面积
        if item.area > self.free_area:
            print("%s 的面积太大，不能添加到房子中" % item.name)

            return

        # 2. 将家具的名称追加到名称列表中
        self.item_list.append(item.name)

        # 3. 计算剩余面积
        self.free_area -= item.area

3.4 小结

• 主程序只负责创建 房子 对象和 家具 对象
• 让 房子 对象调用 add_item 方法 将家具添加到房子中
• 面积计算、剩余面积、家具列表 等处理都被 封装 到 房子类的内部

04.士兵突击

需求

1. 士兵 许三多 有一把 AK47
2. 士兵 可以 开火
3. 枪 能够 发射 子弹
4. 枪 装填 装填子弹 —— 增加子弹数量

　　　　

4.1 开发枪类

shoot 方法需求

• 1> 判断是否有子弹，没有子弹无法射击
• 2> 使用 print 提示射击，并且输出子弹数量

class Gun:
    def __init__(self, model):
        # 枪的型号
        self.model = model
        # 子弹数量初始为0
        self.bullet_count = 0

    def add_bullet(self, count):
        self.bullet_count += count

    def shoot(self):
        # 判断是否有子弹
        if self.bullet_count <= 0:
            print('无法射击，没有子弹了')
            return

        # 发射一颗子弹
        self.bullet_count -= 1
        print('%s 发射了一颗子弹，枪里还有 %d颗子弹.' % (self.model, self.bullet_count))

# 创建枪的对象
ak47 = Gun('AK_47')
ak47.add_bullet(1)
ak47.shoot()
ak47.shoot()

AK_47 发射了一颗子弹，枪里还有 0颗子弹.
无法射击，没有子弹了

4.2开发士兵类

假设每一个新兵都没有枪

定义没有初始值的属性

在定义属性时，如果 不知道设置什么初始值，可以设置为 None

• None 关键字 表示 什么都没有
• 表示一个 空对象，没有方法和属性，是一个特殊的常量
• 可以将 None 赋值给任何一个变量

fire 方法需求

• 1> 判断是否有枪，没有枪没法冲锋
• 2> 喊一声口号
• 3> 装填子弹
• 4> 射击

class Soldier:

    def __init__(self, name):
        # 士兵的姓名
        self.name = name
        # 士兵初始没有枪，None关键字表示什么都没有
        self.gun = None

    def fire(self):
        # 判断士兵是否有枪
        if self.gun is None:
            print("%s 还没有枪，请去领一把枪" % self.name)
            return
        # 高喊口号
        print("%s 冲啊" % self.name)

        # 让枪填装子弹
        self.gun.add_bullet(30)

        # 让枪发射子弹
        self.gun.shoot()

4.3完整代码

class Gun:

    def __init__(self, model):
        # 枪的型号
        self.model = model
        # 子弹数量初始为0
        self.bullet_count = 0

    def add_bullet(self, count):
        self.bullet_count += count

    def shoot(self):
        # 判断是否有子弹
        if self.bullet_count <= 0:
            print('无法射击，没有子弹了')
            return

        # 发射一颗子弹
        self.bullet_count -= 1
        print('%s 发射了一颗子弹，枪里还有 %d颗子弹.' % (self.model, self.bullet_count))

class Soldier:

    def __init__(self, name):
        # 士兵的姓名
        self.name = name
        # 士兵初始没有枪，None关键字表示什么都没有
        self.gun = None

    def fire(self):
        # 判断士兵是否有枪
        if self.gun is None:
            print("%s 还没有枪，请去领一把枪" % self.name)
            return
        # 高喊口号
        print("%s 冲啊" % self.name)

        # 让枪填装子弹
        self.gun.add_bullet(30)

        # 让枪发射子弹
        self.gun.shoot()

ak47 = Gun('ak_47')  # 创建一把枪
soldier = Soldier('许三多')  # 创建许三多
soldier.gun = ak47  # 给许三多一把ak
soldier.fire()

许三多 冲啊
ak_47 发射了一颗子弹，枪里还有 29颗子弹.

小结

1. 创建了一个 士兵类，使用到 __init__ 内置方法
2. 在定义属性时，如果 不知道设置什么初始值，可以设置为 None
3. 在 封装的 方法内部，还可以让 自己的 使用其他类创建的对象属性 调用已经 封装好的方法