Python基礎6-1 面向對象編程

阿新 • • 發佈：2017-07-21

python 面向對象

概述

面向過程：根據業務邏輯從上到下寫壘代碼
函數式：將某功能代碼封裝到函數中，日後便無需重復編寫，僅調用函數即可
面向對象：對函數進行分類和封裝，讓開發“更快更好更強...”

面向過程編程最易被初學者接受，其往往用一長段代碼來實現指定功能，開發過程中最常見的操作就是粘貼復制，即：將之前實現的代碼塊復制到現需功能處。

while True：
    if cpu利用率 > 90%:
        #發送郵件提醒
        連接郵箱服務器
        發送郵件
        關閉連接
 
    if 硬盤使用空間 > 90%:
        #發送郵件提醒
        連接郵箱服務器
        發送郵件
        關閉連接
 
    if 內存占用 > 80%:
        #發送郵件提醒
        連接郵箱服務器
        發送郵件
        關閉連接

隨著時間的推移，開始使用了函數式編程，增強代碼的重用性和可讀性，就變成了這樣：

def 發送郵件(內容)
    #發送郵件提醒
    連接郵箱服務器
    發送郵件
    關閉連接
 
while True：
 
    if cpu利用率 > 90%:
        發送郵件(‘CPU報警‘)
 
    if 硬盤使用空間 > 90%:
        發送郵件(‘硬盤報警‘)
 
    if 內存占用 > 80%:
        發送郵件(‘內存報警‘)

今天我們來學習一種新的編程方式：面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP，面向對象程序設計）

註：Java和C#來說只支持面向對象編程，而python比較靈活即支持面向對象編程也支持函數式編程

創建類和對象

面向對象編程是一種編程方式，此編程方式的落地需要使用 “類” 和 “對象” 來實現，所以，面向對象編程其實就是對 “類” 和 “對象” 的使用。

　　類就是一個模板，模板裏可以包含多個函數，函數裏實現一些功能

　　對象則是根據模板創建的實例，通過實例對象可以執行類中的函數

技術分享

class是關鍵字，表示類
創建對象，類名稱後加括號即可

ps：類中的函數第一個參數必須是self（詳細見：類的三大特性之封裝）
　　 類中定義的函數叫做 “方法”

# 創建類
class Foo:
     
    def Bar(self):
        print ‘Bar‘
 
    def Hello(self, name):
        print ‘i am %s‘ %name
 
# 根據類Foo創建對象obj
obj = Foo()
obj.Bar()            #執行Bar方法
obj.Hello(‘wupeiqi‘) #執行Hello方法

誒，你在這裏是不是有疑問了？使用函數式編程和面向對象編程方式來執行一個“方法”時函數要比面向對象簡便

面向對象：【創建對象】【通過對象執行方法】
函數編程：【執行函數】

觀察上述對比答案則是肯定的，然後並非絕對，場景的不同適合其的編程方式也不同。

總結：函數式的應用場景 --> 各個函數之間是獨立且無共用的數據

面向對象三大特性

面向對象的三大特性是指：封裝、繼承和多態。

一、封裝

封裝，顧名思義就是將內容封裝到某個地方，以後再去調用被封裝在某處的內容。

所以，在使用面向對象的封裝特性時，需要：

將內容封裝到某處
從某處調用被封裝的內容

第一步：將內容封裝到某處

技術分享

self 是一個形式參數，當執行 obj1 = Foo(‘wupeiqi‘, 18 ) 時，self 等於 obj1

當執行 obj2 = Foo(‘alex‘, 78 ) 時，self 等於 obj2

所以，內容其實被封裝到了對象 obj1 和 obj2 中，每個對象中都有 name 和 age 屬性，在內存裏類似於下圖來保存

技術分享

第二步：從某處調用被封裝的內容

調用被封裝的內容時，有兩種情況：

通過對象直接調用
通過self間接調用

1、通過對象直接調用被封裝的內容

上圖展示了對象 obj1 和 obj2 在內存中保存的方式，根據保存格式可以如此調用被封裝的內容：對象.屬性名

class Foo:
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
obj1 = Foo(‘wupeiqi‘, 18) 
print obj1.name    # 直接調用obj1對象的name屬性
print obj1.age     # 直接調用obj1對象的age屬性
 
obj2 = Foo(‘alex‘, 73)
print obj2.name    # 直接調用obj2對象的name屬性
print obj2.age     # 直接調用obj2對象的age屬性

2、通過self間接調用被封裝的內容

執行類中的方法時，需要通過self間接調用被封裝的內容

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默認會將obj1傳給self參數，即：obj1.detail(obj1)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
  
obj2 = Foo(‘alex‘, 73)
obj2.detail()  # Python默認會將obj2傳給self參數，即：obj1.detail(obj2)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78

綜上所述，對於面向對象的封裝來說，其實就是使用構造方法將內容封裝到對象中，然後通過對象直接或者self間接獲取被封裝的內容。

練習一：在終端輸出如下信息

小明，10歲，男，上山去砍柴
小明，10歲，男，開車去東北
小明，10歲，男，最愛大保健
老李，90歲，男，上山去砍柴
老李，90歲，男，開車去東北
老李，90歲，男，最愛大保健
老張...

函數式編程
def kanchai(name, age, gender):
    print "%s,%s歲,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)


def qudongbei(name, age, gender):
    print "%s,%s歲,%s,開車去東北" %(name, age, gender)


def dabaojian(name, age, gender):
    print "%s,%s歲,%s,最愛大保健" %(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‘)

面向對象

class Foo:
    
    def __init__(self, name, age ,gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def kanchai(self):
        print "%s,%s歲,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)

    def qudongbei(self):
        print "%s,%s歲,%s,開車去東北" %(self.name, self.age, self.gender)

    def dabaojian(self):
        print "%s,%s歲,%s,最愛大保健" %(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()

上述對比可以看出，如果使用函數式編程，需要在每次執行函數時傳入相同的參數，如果參數多的話，又需要粘貼復制了... ；而對於面向對象只需要在創建對象時，將所有需要的參數封裝到當前對象中，之後再次使用時，通過self間接去當前對象中取值即可。

練習二：遊戲人生程序

1、創建三個遊戲人物，分別是：

蒼井井，女，18，初始戰鬥力1000
東尼木木，男，20，初始戰鬥力1800
波多多，女，19，初始戰鬥力2500

2、遊戲場景，分別：

草叢戰鬥，消耗200戰鬥力
自我修煉，增長100戰鬥力
多人遊戲，消耗500戰鬥力

遊戲人生
# -*- coding:utf-8 -*-

# #####################  定義實現功能的類  #####################

class Person:

    def __init__(self, na, gen, age, fig):
        self.name = na
        self.gender = gen
        self.age = age
        self.fight =fig

    def grassland(self):
        """註釋：草叢戰鬥，消耗200戰鬥力"""

        self.fight = self.fight - 200

    def practice(self):
        """註釋：自我修煉，增長100戰鬥力"""
        
        self.fight = self.fight + 200

    def incest(self):
        """註釋：多人遊戲，消耗500戰鬥力"""
        
        self.fight = self.fight - 500

    def detail(self):
        """註釋：當前對象的詳細情況"""

        temp = "姓名:%s ; 性別:%s ; 年齡:%s ; 戰鬥力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
        print temp

        
# #####################  開始遊戲  #####################

cang = Person(‘蒼井井‘, ‘女‘, 18, 1000)    # 創建蒼井井角色
dong = Person(‘東尼木木‘, ‘男‘, 20, 1800)  # 創建東尼木木角色
bo = Person(‘波多多‘, ‘女‘, 19, 2500)      # 創建波多多角色

cang.incest() #蒼井空參加一次多人遊戲
dong.practice()#東尼木木自我修煉了一次
bo.grassland() #波多多參加一次草叢戰鬥


#輸出當前所有人的詳細情況
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()


cang.incest() #蒼井空又參加一次多人遊戲
dong.incest() #東尼木木也參加了一個多人遊戲
bo.practice() #波多多自我修煉了一次

#輸出當前所有人的詳細情況
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()

二、繼承

繼承，面向對象中的繼承和現實生活中的繼承相同，即：子可以繼承父的內容。

例如：

　　貓可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我們要分別為貓和狗創建一個類，那麽就需要為貓和狗實現他們所有的功能，如下所示：

偽代碼

class 貓：

    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

上述代碼不難看出，吃、喝、拉、撒是貓和狗都具有的功能，而我們卻分別的貓和狗的類中編寫了兩次。如果使用繼承的思想，如下實現：

　　動物：吃、喝、拉、撒

　　貓：喵喵叫（貓繼承動物的功能）

　　狗：汪汪叫（狗繼承動物的功能）

偽代碼

class 動物:
    def 吃(self):
        # do something
    def 喝(self):
        # do something
    def 拉(self):
        # do something
    def 撒(self):
        # do something
# 在類後面括號中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class 貓(動物)：
    def 喵喵叫(self):
        print ‘喵喵叫‘
        
# 在類後面括號中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class 狗(動物)：
    def 汪汪叫(self):
        print ‘喵喵叫‘

代碼實例

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 ＝ ‘貓‘
    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‘
        
# ######### 執行 #########
c1 = Cat(‘小白家的小黑貓‘)
c1.eat()
c2 = Cat(‘小黑的小白貓‘)
c2.drink()
d1 = Dog(‘胖子家的小瘦狗‘)
d1.eat()

所以，對於面向對象的繼承來說，其實就是將多個類共有的方法提取到父類中，子類僅需繼承父類而不必一一實現每個方法。

註：除了子類和父類的稱謂，你可能看到過派生類和基類，他們與子類和父類只是叫法不同而已。

技術分享

學習了繼承的寫法之後，我們用代碼來是上述阿貓阿狗的功能：

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 ＝ ‘貓‘
    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‘
        
# ######### 執行 #########
c1 = Cat(‘小白家的小黑貓‘)
c1.eat()
c2 = Cat(‘小黑的小白貓‘)
c2.drink()
d1 = Dog(‘胖子家的小瘦狗‘)
d1.eat()

那麽問題又來了，多繼承呢？

是否可以繼承多個類
如果繼承的多個類每個類中都定了相同的函數，那麽那一個會被使用呢？

1、Python的類可以繼承多個類，Java和C#中則只能繼承一個類

2、Python的類如果繼承了多個類，那麽其尋找方法的方式有兩種，分別是：深度優先和廣度優先

技術分享

當類是經典類時，多繼承情況下，會按照深度優先方式查找
當類是新式類時，多繼承情況下，會按照廣度優先方式查找

經典類和新式類，從字面上可以看出一個老一個新，新的必然包含了跟多的功能，也是之後推薦的寫法，從寫法上區分的話，如果 當前類或者父類繼承了object類，那麽該類便是新式類，否則便是經典類。

技術分享

經典類多繼承

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()
# 執行bar方法時
# 首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中麽有，則繼續去D類中找，如果D類中麽有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯
# 所以，查找順序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
a.bar()

新式類多繼承

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()
# 執行bar方法時
# 首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中麽有，則繼續去C類中找，如果C類中麽有，則繼續去D類中找，如果還是未找到，則報錯
# 所以，查找順序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
a.bar()

經典類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中麽有，則繼續去D類中找，如果D類中麽有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯

新式類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中麽有，則繼續去C類中找，如果C類中麽有，則繼續去D類中找，如果還是未找到，則報錯

註意：在上述查找過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了

三、多態

Pyhon不支持Java和C#這一類強類型語言中多態的寫法，但是原生多態，其Python崇尚“鴨子類型”。

總結

以上就是本節對於面向對象初級知識的介紹，總結如下：

面向對象是一種編程方式，此編程方式的實現是基於對類和對象的使用
類是一個模板，模板中包裝了多個“函數”供使用
對象，根據模板創建的實例（即：對象），實例用於調用被包裝在類中的函數
面向對象三大特性：封裝、繼承和多態

問答專區

問題一：什麽樣的代碼才是面向對象？

答：從簡單來說，如果程序中的所有功能都是用類和對象來實現，那麽就是面向對象編程了。

問題二：函數式編程和面向對象如何選擇？分別在什麽情況下使用？

答：須知：對於 C# 和 Java 程序員來說不存在這個問題，因為該兩門語言只支持面向對象編程（不支持函數式編程）。而對於 Python 和 PHP 等語言卻同時支持兩種編程方式，且函數式編程能完成的操作，面向對象都可以實現；而面向對象的能完成的操作，函數式編程不行（函數式編程無法實現面向對象的封裝功能）。

所以，一般在Python開發中，全部使用面向對象 或 面向對象和函數式混合使用

面向對象的應用場景:

1.多函數需使用共同的值，如：數據庫的增、刪、改、查操作都需要連接數據庫字符串、主機名、用戶名和密碼

class SqlHelper:
    def __init__(self, host, user, pwd):
        self.host = host
        self.user = user
        self.pwd = pwd
    def 增(self):
        # 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接
        # do something
        # 關閉數據庫連接
    def 刪(self):
        # 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接
        # do something
        # 關閉數據庫連接
    def 改(self):
        # 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接
        # do something
        # 關閉數據庫連接
    def 查(self):
    # 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接
        # do something
        # 關閉數據庫連接# do something

需要創建多個事物，每個事物屬性個數相同，但是值的需求
如：張三、李四、楊五，他們都有姓名、年齡、血型，但其都是不相同。即：屬性個數相同，但值不相同

class Person:
    def __init__(self, name ,age ,blood_type):
        self.name = name
        self.age = age
        self.blood_type = blood_type
    def detail(self):
        temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
        print temp
zhangsan = Person(‘張三‘, 18, ‘A‘)
lisi = Person(‘李四‘, 73, ‘AB‘)
yangwu = Person(‘楊五‘, 84, ‘A‘)

問題三：類和對象在內存中是如何保存？

答：類以及類中的方法在內存中只有一份，而根據類創建的每一個對象都在內存中需要存一份，大致如下圖：

如上圖所示，根據類創建對象時，對象中除了封裝 name 和 age 的值之外，還會保存一個類對象指針，該值指向當前對象的類。

當通過 obj1 執行【方法一】時，過程如下：

根據當前對象中的類對象指針找到類中的方法
將對象 obj1 當作參數傳給方法的第一個參數 self

本文出自 “阿明博客” 博客，謝絕轉載！

Python基礎6-1 面向對象編程

python 面向對象概述面向過程：根據業務邏輯從上到下寫壘代碼函數式：將某功能代碼封裝到函數中，日後便無需重復編寫，僅調用函數即可面向對象：對函數進行分類和封裝，讓開發“更快更好更強...”面向過程編程最易被初學者接受，其往往用一長段代碼來實現指定功能，開發過程中最常見的操作就是粘貼復制，即：將之

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概述

創建類和對象

面向對象三大特性

總結

Python基礎6-1 面向對象編程

Python基礎6-2 面向對象編程

Python基礎day-16[面向對象編程(未完)]

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