23. 面向对象

Sang相藩
80 阅读7分钟

一，概念理解

面向对象是相对于面向过程来说的，程序可以说是算法+数据两部分组成，面向过程会偏向于算法，而面向对象会偏向于数据。

在要实现某个功能，面向对象和面向过程的区别？

  • 面向过程：是去想从开始到结束应该有哪些连续的步骤，把任务分解成一个个带参数的函数，然后再去执行这些函数
  • 面向对象：是去分析参与问题的有哪些实体，把事物抽象成对象的概念，通过调用这些实体的属性和方法解决问题

python属于典型的面向对象的编程语言，比较典型的如前面各数据类型的操作方法，它是通过类和对象的方法来组织代码的完成，而不是像面向过程语言那样直接调用函数，像调用int()其实也是类的实例化过程

二，类的概念与定义

如在学校中有学生和老师两类人，这两类人有各自的身高、体重、年龄等这类属性，也有各自的平时要做的事，如讲课、上课、写作业、批改作业等。

类似的，在python里面也定义了类

  • 类：具有相同属性和方法的对象的集合。
  • 对象：对象就是类的实例。对象有属性和方法
  • 方法：就是类中定义的函数
  • 属性：包含类属性和实例属性，类属性就是类中所有对象共有的属性，实例属性是实例化对象的属性；同名时实例对象优先调用实例属性

那么在python里面如何定义学生和老师这两类人呢

1，使用class定义一个类名，如下，定义Student（一般首字母大写）类

class Student：
    pass

2，实例化，调用定义好的类，类名+()

class Student：
    pass

Student()

3，定义类的实例属性，借用魔术方法（以__开头且以__结尾的方法，会自动调用） ：

  • 构造方法__new__(cls)：当实例化的时候，会自动调用__new__(cls)方法，把需要实例化的类对象作为实参传给cls形参，然后__new__再根据该类对象创建一个实例对象。（默认所有类都继承objext类，而object类中有定义了__new__，所以一般在类的定义中不写也是可以的）
  • 初始化方法__init__(self)：再自动调用__init__(self)方法，把刚创建的实例对象作为实参传递给self形参，然后__init__再对实例对象进行属性初始化，最后再把__new__把属性初始化之后的实例对象返回。（默认所有类都继承objext类，而object类中有定义了__init__，但是没有任何属性初始化，所以在创建类的时候如果要自定义属性还是要重新自己写）
class Student：

#实例属性定义 
'''
def __init(self,想定义的属性名1，属性名2...):
    self.属性1名称 = 想定义的属性名1 #即表示把传入的实参赋值给self.属性1名称
'''
    def __init__(self, name, age, weight): #在self后面加上你想定义的属性名称
        self.name = name #把传入的name属性值赋值给对象self.name属性，即完成类的属性定义
        self.age = age
        self.weight = weight

#实例化的时候注意传入属性对应的值
stu1 = Student('zhangsan', 14, 8)
stu2 = Student('jige', 15, 6)
print(stu1)
print(stu2)

#实例属性调用，通过实例对象去调用，修改也可以这么去改
print(stu1.name)
print(stu2.name)

输出为

<__main__.Student object at 0x000001F54BE22FD0>
<__main__.Student object at 0x000001F54BE22640>

zhangsan
jige

如上例中，即完成了一个含有name、age、weight三个属性的Student类，并且完成了‘zhangsan’和‘jige’的实例化

4，定义类属性 对于类中所有对象共有的属性，需要定义类属性

class Student：
    
    #类属性
    school = "翻斗大街中学"
 
    #实例属性
    def __init__(self, name, age, weight): #在self后面加上你想定义的属性名称
        self.name = name #把传入的name属性值赋值给对象self.name属性，即完成类的属性定义
        self.age = age
        self.weight = weight

stu1 = Student('zhangsan', 14, 8)
stu2 = Student('jige', 15, 6)
print(stu1)
print(stu2)

## 类属性调用：既可以直接用类的名称去调用，也可以用实例对象去调用；修改只能用类名称去修改
print(Student.school)
print(stu1.school)
print(stu2.school)

输出为

<__main__.Student object at 0x000001F54BE68FA0>
<__main__.Student object at 0x000001F54BE68EE0>
翻斗大街中学
翻斗大街中学
翻斗大街中学

如上例中，对于Student这个类，即定义了一个school类属性

5，定义对象方法

直接在类中定义函数，这个函数就是这个类中所有对象可调用的类方法，传参可以使用self，从而可以使用对象属性

class Student:
    
    #类属性
    school = "翻斗大街中学"
 
    #实例属性
    def __init__(self, name, age, weight): #在self后面加上你想定义的属性名称
        self.name = name #把传入的name属性值赋值给对象self.name属性，即完成类的属性定义
        self.age = age
        self.weight = weight
        
    #定义功能，传参为self形参，那么就可以使用对象属性
    def study(self):
        print(f'{self.name}是学生')
        print(f'{self.age}是他的年龄')

stu1 = Student('zhangsan', 14, 8)
stu2 = Student('jige', 15, 6)
print(stu1)
print(stu2)

#调用对象方法
stu1.study()

输出为

<__main__.Student object at 0x000001F54BE22F40>
<__main__.Student object at 0x000001F54BE22FD0>
zhangsan是学生
14是他的年龄

6，定义类方法

和对象方法的区别就传入形参需要是类属性，另外要用装饰器@classmethod来声明是定义的类方法

class Student:
    
    #类属性
    school = "翻斗大街中学"
 
    #实例属性
    def __init__(self, name, age, weight): #在self后面加上你想定义的属性名称
        self.name = name #把传入的name属性值赋值给对象self.name属性，即完成类的属性定义
        self.age = age
        self.weight = weight

    #定义类方法
    @classmethod
    def sleep(cls):
        print(f'{cls.school} will sleep')

stu1 = Student('zhangsan', 14, 8)
stu2 = Student('jige', 15, 6)
print(stu1)
print(stu2)

#调用类方法，既可以直接用类名实参，也可以用实例对象
Student.sleep()

输出为

<__main__.Student object at 0x000001F54BE22670>
<__main__.Student object at 0x000001F54BE22D90>
zhangsan是学生
14是他的年龄
翻斗大街中学 will sleep

三，面向对象的三大特性

1，封装

可以在属性或方法前面加两个下划线开头，使其变为私有属性或方法，意思就是只能在类的内部调用，不能在类的外部直接引用，但可以通过非私有方法来进行访问，如下

class Teacher:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #定义age为私有属性

    #使用非私有方法访问私有属性
    def showAge(self):
        print(f'{self.name}有{self.__age}岁了')
     
     
tea1 = Teacher('aji',35)
print(tea1.name)
# print(tea1.__age) #执行发现会报错说找不到此属性
tea1.showAge()

输出为

aji
aji有35岁了

2，继承

所有的类都继承object类；子类继承父类后，会拥有父类的非私有属性和方法；在程序的执行中，会先找自己的，再去找父类的

class Teacher:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age


    def showAge(self):
        print(f'{self.name}有{self.__age}岁了')

#使用Tea01继承Teacher
class Tea01(Teacher):
    pass

3，多态性

不同对象对同一消息做出不同响应，有多个类继承，并各自声明了同一个方法，那么在调用不同类同一个方法的时候，会执行各自定义的方法逻辑，如下

class Animal:  
def speak(self):  
pass  
  
class Dog(Animal):  
def speak(self):  
return "汪汪！"  
  
class Cat(Animal):  
def speak(self):  
return "喵喵！"  
  
def animal_speak(animal):  
print(animal.speak())  
  
dog = Dog()  
cat = Cat()  
  
animal_speak(dog) # 输出 "汪汪！"  
animal_speak(cat) # 输出 "喵喵！"

在这个例子中，定义了一个父类 Animal 和两个子类 Dog 和 Cat，它们都实现了 speak() 方法。在 animal_speak() 函数中，传入任意一个 Animal 类型的对象，都会调用该对象的 speak() 方法并输出结果。在实例化 Dog 和 Cat 对象后，分别调用了它们的 speak() 方法，输出了不同的声音，这就是多态。

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