一、面向对象
面向对象编程(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种编程范式,它使用“对象”来设计应用程序和计算机程序。它利用了抽象、封装、继承和多态这些概念。
一、面向对象编程的核心概念
封装(Encapsulation)
封装是面向对象编程的一个主要特征,它将对象的数据(属性)和操作这些数据的方法(行为)结合在一起,形成一个独立的对象。这样做的好处是可以隐藏内部的复杂性,只暴露有限的接口给外部使用。在python中,通常通过设置成员变量为私有(双下划线)来实现封装,并提供公共的方法来访问和修改这些变量。
继承(Inheritance)
继承允许新创建的类(子类)继承现有类(父类)的属性和方法。这意味着可以在现有类的基础上构建新的类,从而重用和扩展现有代码。在pthon中,继承是通过类名后的小括号来实现的。
多态(Polymorphism)
多态性是指允许不同类的对象对同一消息作出响应的能力。简单来说,就是允许使用父类类型的引用指向子类的对象。这样,同一个接口可以用来调用不同的实现方法,这些方法可能属于不同的类。
二、面向对象编程的优势
提高代码的重用性:通过继承机制,可以使用现有的代码作为基础,然后通过扩展来实现特定的功能。
提高代码的可维护性:封装使得代码更加容易理解和维护,因为可以独立地修改对象内部的实现,而不影响使用它的代码。
实现代码的可扩展性:面向对象编程提供了框架,使得程序可以在不修改原有代码的基础上增加新的功能。
二、类与对象
1.概念
对象:在我们之前的学习中遇到的一切都是对象,包括不限于字符串,列表,甚至是1,2,3这样的数值,可以说一切的python代码都是有一个个对象构成的。对象就是python的基本单位。
类:类是同种对象的聚合体。类将对象包装起来,每种类都有其自己的独特共性。譬如:1,2,3这样的数值类,他们可进行各种运算。也就是说类也是一种对象
2.类的定义与实例化对象
那么,我们该如何创建属于自己的类呢?
与函数类似,我们用类的关键字声明类,并在后面加上小括号,写入诺干个继承对象。
class my_class(objection):pass
这样我们就创建好自己的类了
我们还可以在其中写入种种,来丰富我们的类。
我们创建好类之后该怎样使用吗
还记得我们我们是如何输入值给列表的吗
ls = [1,2,3]ls.append(4)
根据此我们使用我们的类的使用方法也就明晰了
class my_class(object):passi = my_class()
至此,我们创建类,并完成类的实例化
3.访问属性和方法
类中可以编写许多属性,与方法。如果我们想使用他们时该如何做的。
想想之前的列表是如何添加元素,我们也要进行类似的操作
class my_class(object):f_1 = '属性1'def fun_1(self):return "方法一"i = my_class()
print(i.f_1)
print(i.fun_1())
类内部与变量类似的部分称之属性,与函数类似的部分称之为方法
4.类与对象关系
通过上面介绍我们得知了类与对象的关系
- 对象拥有类的所有属性和方法
- 对象的属性和方法可以单独添加、删除、修改
- 对象与对象之间的属性和方法不可共享
- 对象不能独自创建,必须依托于类,类可以实例化N个对象
5.魔方方法
与赋值类似,为了方便使用类,我们可以使用一种叫魔方方法的方式来改写我们的类
- __init__ 构造函数:完成对象的初始化工作,方便统一管理、调用类创建对象时,自动执行。
- __del__ 析构函数:删除对象时执行一些操作,自动执行。
- __str__ 打印方法:输出执行信息,自动执行。
class my_class(object):def __init__(self):print("类的创建")def __str__(self):return "我是一返回"def __del__(self):print("我的出现表明类结束了")i = my_class() print(i)
当然,魔方方法不止这些,他们出现往往伴随着两端的双下划线
6.属性与方法
通过之前的介绍,我们明白了什么是属性什么是方法。我们发现我们平时使用的类中,他们并不是老老实实地呆在一起,那么为什么会这样。我们接下来就要介绍他们的不同
class Student(object):school = "10023"def __init__(self,n):self.id = n@classmethoddef show_info(cls):print(f"学校id:{cls.school}")def show_id(self):print(f"学生id:{self.id}")@staticmethoddef show_none():print("我是与世无争的静态方法")s1 = Student("张三")
s1.show_id()
Student.show_info()
s1.show_none()
7.函数内置类方法
- __dict__ : 类的属性(包含一个字典,由类的数据属性组成)
- __doc__ :类的文档字符串
- __name__: 类名
- __module__: 类定义所在的模块(类的全名是'__main__.className',如果类位于一个导入模块mymod中,那么className.__module__ 等于 mymod)
- __bases__ : 类的所有父类构成元素(包含了一个由所有父类组成的元组)
三、封装
接下来,我们开始介绍类的三大特性
封装是类的三大特性之一。
封装指的是隐藏对象中一些不希望让外部所访问的属性或方法。
python中封装其实是通过设置访问权限来体现的,私有属性和私有方法是控制访问权限的组成部分。
私有属性与私有方法
在类的内部使用,不希望外部直接访问的变量。以此达到保护的目的在python中,使用双下划线作为前缀来定义私有属性。私有属性在类外不能访问
与私有属性类似,方法也用于同样的是由规则。为了使用它们我们专门设置开口,用来输入输出私有属性与方法
class Car(object):def __init__(self,name,color):self.__name = nameself.__color = colordef __show(self):return f"那辆{self.__name}是{self.__color}"def show(self):return self.__show()def color(self):return self.__color
i = Car('玛莎拉蒂','红色的')
print(i.color())
print(i.show())
属性装饰器
我们在写完发现每次使用类内的属性都需要加上小括号,既然变量能直接赋值,我们能否有方法更直接使用这些属性。这时候就到属性装饰器登场了
属性装饰器是实现把方法转为属性的装饰器。
作用:
- 把方法转为属性,便于操作属性
- 实现对属性的更改(验证)、查看、删除
class 类名(object):def __init__(self):self.__名字 = xxx@propertydef 函数名(self):return self.__名字@函数名.setterdef 函数名(self, m):self.__名字 += m
class Car(object):def __init__(self,name,color):self.__name = nameself.__color = colordef __show(self):return f"那辆{self.__name}是{self.__color}"def show(self):return self.__show()@propertydef color(self):return self.__color@color.setterdef color(self,n):self.__color = n
i = Car('玛莎拉蒂','红色的')
print(i.color)
print(i.show())
i.color = '白色的'
print(i.color)
四、继承
面向对象的编程带来的主要好处之一就是代码的重用,实现这种重用的方法之一就是通过继承机制。
通过继承创建的新类称之为【子类】或者【派生类】,被继承的类称之为【父类】、【基类】、【超类】
简单来说,我们可以通过子类来访问父类的属性和方法
class A(object):def __init__(self,x,y):self.x = xself.y = ydef __str__(self):return f"{self.y} and {self.x}"class B(A):pass
b =B(1,2)
print(b)
我们实际需求中,面对的问题往往仅仅依靠父类是解决不了的,我们还需要一些自己的办法。
此时就需要我们,重写方法
class A(object):def __init__(self,x,y):self.x = xself.y = ydef my_add(self):return self.x+self.yclass B(A):def __init__(self,x,y,z):super().__init__(x,y)self.z = zdef my_add(self):return super().my_add() + self.z
b =B(1,2,3)
print(b.my_add())
五、多态性
就像谚语中说的,老鼠的孩子会打洞,继承的子类多多少少会拥有父类的方法和属性。也会有龙有九子,各不相同。根据实际需求,不同子类继承同个父类的同个方法也会出现不同的结果
class Animals(object):def __init__(self,name):self.name = namedef call(self):return f"{self.name}在叫"class Dog(Animals):def call(self):return super().call()+"汪汪汪"class Cat(Animals):def call(self):return super().call() + "喵喵喵"
d = Dog('小狗')
print(d.call())
c = Cat('小猫')
print(c.call())