第六章：面向物件
文章目錄
第一節：關於類
面向物件
- 面向物件
之前我們介紹過函式，函式是對程式語句的封裝與複用；
類是則是對變數和函式的封裝和複用，封裝有機關聯的變數和函式為類，變數和函式，稱為類的屬性和方法；
由於類比函式的封裝又提高了一個層次，因此複用性也得到進一步提升；（試想一下維護100個函式直觀容易，還是維護5個類直觀容易呢？）
面向過程的程式設計是以函式為核心的，而面向物件的程式設計是以類為核心的，一切功能的實現，都是通過建立一個司職該功能的類的例項，進而呼叫其方法去予以實現的；
以類為核心的、面向物件的程式設計，提高了程式碼的模組化程度，便於大規模協作的開展；
在面向物件的程式開發（Object-Oriented-Programming或OOP）中，架構師的工作，往往只是模組拆分、介面定義、例項組裝，類內部的具體方法介面的實現，則交由其他人去完成；
現如今的高階語言，基本都是面向物件的；
面向物件的三大特性：封裝、繼承、多型；
另一種提法是四大特性，即三大特性的基礎上，再加上一個抽象；
- 封裝
封裝就是將常用的程式碼段封裝為函式，常用的函式封裝為類，常用的類封裝為模組與類庫；
封裝提高了程式碼的可維護性和複用性，同時也更利於開源與傳播；
封裝性催生了模組化，便於大規模協作開發的開展；
- 繼承
正如自然界中，動物=>人=>程式設計師的關係，人是動物類的一個分支，程式設計師是人的一個分支，在程式設計中，我們可以通過繼承來表達這樣的關係；
動物類是人類的父類（又叫超類），人是程式設計師的父類；
動物類的共同特徵，如都有生命、都會新陳代謝、都會死亡等等，在定義人這個類時，是無需重複宣告的，這樣就在一層層的繼承中，節省了大量的程式碼；
有繼承就有發展，否則繼承就沒有意義；
【程式設計中的繼承】
在程式設計中，發展體現為：
①在父類的基礎上增加新的屬性與方法；
②重寫（或者叫覆寫、覆蓋）父類方法；
對父類方法的覆寫，又可以分為【顛覆式】和【改良式】兩種；
【顛覆式】覆寫是指子類全盤否定父類方法實現，由子類自己做一個全新的實現；
【改良式】覆寫是指子類先將父類的實現拿過來，再進行新的拓展；
- 多型
在繼承的基礎上，一個父類會有不同的子類實現，如戰士父類可以有騎兵、步兵、弓弩手等不同子類；
多型，即【一個父類可以有多種不同的子類形態】；
【多型的共性與個性】
在多型中，同源子類之間，既存在共性，又存在個性，共性與個性各有其用處；
例如騎兵、步兵、弓弩手都是戰士的子類，因此他們都有進攻方法與防守方法，這就是【共性】；
而他們的具體進攻方法各自有不同的實現，騎兵衝鋒、步兵肉搏、弓弩手射箭，這就是【個性】；
在一支由不同兵種組成的軍隊中（即戰士例項的集合），當總司令下達全體進攻的命令時，不同兵種做何種具體形式的進攻（個性）是不重要的，重要的是共性；
當司令想要採用一些細膩的戰術時，比如先進行一輪齊射，再由騎兵進行一輪踩踏，最後上步兵打掃戰場，此時不同兵種的差異化進攻方式則展現其價值，此時個性變得重要；
共性是由父類所帶來的，個性是由子類覆寫所帶來的；
- 抽象
在繼承和多型中，如果父類不對某個方法做任何實現，只是留白，具體的實現交由子類自己去完成，這時我們稱該方法是抽象的；
如果一個父類中的所有方法都是抽象的，我們就稱該類為一個【介面】；
抽象是一種藝術，架構師就是這種藝術的玩弄者；
架構師所做的工作，就是拆分模組，定義介面，完成預組裝，形成一具沒有血肉的架，然後將填充的工作下放到團隊中的不同程式設計師，填充完成之日即是專案大廈落成之時；
類的封裝
例：
-
封裝一個人的類Person，需求如下：
1、封裝以下屬性：姓名、年齡、存款
2、封裝自我介紹方法，陳述以上屬性
3、建立一個人，設定其基本資訊
4、列印此人資訊
5、令此人進行自我介紹
# 封裝一個Person類，將與人有關的屬性、方法組合在一起，以便將來複用
class Person:
# 屬性定義和預設值
name = "林阿華"
age = 20
rmb = 50
# 構造方法：外界建立類的例項時會呼叫
# 構造方法是初始化例項屬性的最佳時機
def __init__(self,name,age,rmb):
print("__init__的方法被呼叫了")
self.name = name
self.age = age
self.rmb = rmb
# 自我介紹方法
# self = 類的例項
def tell(self):
print("我是%s,我%d歲了，我有存款%.2f萬元"%(self.name,self.age,self.rmb))
- 建立例項p，並呼叫Person的tell()方法
# 建立Person類的例項
p = Person("易阿天",60,500)
# 呼叫例項的tell方法
p.tell()
執行結果：
注意將Person的屬性和方法使用一個
標準制表符縮排在Person的類定義以內；
“_ init _”是類的構造方法，用於建立類的例項，左右各有兩個下劃線；
使用PyCharm輸入完def __init時系統彈出提示，IDE會自動完成方法的定義；
每個方法在定義時，系統會自動加上一個self引數在第一個引數位，這個引數代表將來建立的例項本身；
再呼叫方法時，self是不必親自傳入的，self是系統用來標識例項本身的；
構造方法的呼叫形式為：Person(self以外的其它引數)；
類的私有成員
【成員】就是指類的
屬性和方法；
【私有】，即不能再類的外界進行訪問；
目的是為了保障安全，如涉及隱私的屬性、核心方法實現等；
例：
- 封裝一個人的類Person，需求如下：
1、建立一個Person類，新增存款資訊
2、保護存款資訊，將其設定為私有
3、為存款資訊新增保護，使其不能被直接訪問
4、增加設定密碼功能 ·增加存款查詢功能
5、只有輸入密碼正確的情況下才能查詢存款資訊
class Person:
# 普通屬性與私有屬性
name = "林阿華"
age = 20
__rmb = 1000 #（須通過公有方法來訪問）
# 私有方法：設定存款
def __setrmb(self,rmb):
self.__rmb = rmb
# 通過普通方法訪問私有方法進行存款設定
def setrmb(self,rmb):
pwd = input("請輸入設定密碼：")
if (pwd == "123456"):
self.__setrmb(rmb)
else:
print("您沒有許可權")
# 公開一個普通方法，共外界訪問私有屬性self.__rmb
def getrmb(self):
pwd = input("請輸入查詢密碼：")
if (pwd == "123456"):
return self.__rmb
else:
return "您沒有訪問許可權"
# 普通方法
def tell(self):
print("大家好，我是%s"%(self.name))
- 建立Person例項，並通過公有方法訪問私有成員
p = Person()
#通過例項訪問類的普通屬性
print(p.name)
print(p.age)
# 私有成員不能被直接訪問
# print(p.__rmb) # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__rmb'
#通過例項訪問類的普通方法
p.tell()
#通過普通方法訪問私有屬性
rmb = p.getrmb()
print("我的存款是：",rmb)
# 通過普通方法訪問私有方法
p.setrmb(500)
rmb = p.getrmb()
print("我的存款是：",rmb)
執行結果：
- 注意的幾個問題
1、程式碼中的__rmb屬性、__setrmb方法都是私有的，在類的外部是無法p.__rmb進行直接訪問的；
2、任何前置兩個下劃線的成員（屬性與方法）都是私有的，只能在類的內部進行訪問；
外界訪問私有成員的方法是，使用公有方法對外界提供私有成員訪問介面，但在內部先行進行許可權校驗，如輸入密碼等，如本例中的setrmb方法和getrmb方法；
類的專有方法
- 概述
當類沒有繼承於任何類時，它預設繼承的是 【系統的object】 類
在object類中，定義了許多專有方法，它們的方法名是這樣的：_ xxx _，左右各有兩個下劃線；
專有方法不是用來給例項直接呼叫的，而是有其特定的用途，比如_ init _是在外界呼叫類名建立例項時呼叫的；
再比如，當外界print(obj)時，其輸出的字串其實是來源於obj對應的類的_ str _方法的返回值的；
-
常見專有方法
___init___: 建構函式，在生成物件時呼叫
___del___: 解構函式，釋放物件時使用
___str___：例項的列印樣式
___len___: 獲得長度
___ gt___: 比較大小（物件之間進行算術運算後，應返回一個計算後的結果）
___add___: 加運算
___sub___: 減運算
___mul___: 乘運算
___mod___: 求餘運算
___pow___: 乘方
例：封裝一個更加標準化的Person，需求如下：
在建立物件時列印日誌
在物件銷燬時列印日誌
自定義物件的列印樣式
設法統計人的“長度”
# 封裝一個Person類，將與人有關的屬性、方法組合在一起，以便將來複用
class Person:
# 初始預設的屬性
name = "某某某"
age = 0
rmb = 0
# 構造方法：外界建立類的例項時呼叫 ,構造方法是初始化例項屬性的最佳時機
def __init__(self, name, age, rmb):
print("__init__:我被建立了")
self.name = name
self.age = age
self.rmb = rmb
# 析構方法，在物件被刪除時呼叫
def __del__(self):
print("__del__:我被刪除了")
# 在物件被列印時，提供一個供列印的字串
def __str__(self):
return "{name:%s;age:%d;rmb:%.2f}" % (self.name, self.age, self.rmb)
# 返回物件的長度，如何計算長度是自定義的
def __len__(self):
return int(self.rmb)
# 比較當前例項是否大於另一個同類的other例項，比較方法自定義
def __gt__(self, other):
if self.rmb > other.rmb:
return True
else:
return False
# 定義與另一個例項相加的結果
def __add__(self, other):
return Person(self.name + "-" + other.name, min(self.age, other.age), self.rmb + other.rmb)
# 定義與另一個例項相減的結果
def __sub__(self, other):
return Person(self.name + "VS" + other.name, self.age+other.age, abs(self.rmb - other.rmb))
# 定義與另一個例項相乘的結果
def __mul__(self, other):
print("相乘")
return self
# 定義對另一個物件求模的結果
def __mod__(self, other):
print("取餘")
return other
# 自我介紹方法
# self = 類的例項
def tell(self):
print("我是%s,我%d歲了，我有存款%.2f萬元" % (self.name, self.age, self.rmb))
建立物件，並執行列印、比較、運算等操作
# 建立Person類的例項，程式開始時例項物件會被系統建立，會呼叫物件的__init__方法，多少個例項，呼叫多少次
p1 = Person("易阿天", 60, 500)
p2 = Person("林阿華", 20, 10)
# 呼叫例項方法
p1.tell()
# 呼叫__str__方法列印物件
print(p1,p2)
# 呼叫__len__方法求物件長度
print(len(p1))
# 呼叫__gt__方法進行比較操作
print(p1 > p2)
# 呼叫__add__方法進行加操作，使用此類操作，會建立一個新物件，再次會短暫呼叫__str__和__del__方法，
print(p1 + p2)
# 呼叫__sub__方法進行加操作，同上會建立新物件
print(p1 - p2)
# 呼叫__mul__方法進行加操作，同上會建立新物件
print(p1 * p2)
# 呼叫__mod__方法進行加操作，同上會建立新物件
print(p1 % p2)
# 程式結束時例項物件會被系統銷燬，會呼叫物件的__del__方法，多少個例項，呼叫多少次
執行結果：
- 專有方法__repr__與__str__
__repr__是代表的意思，與__str__功能相似，都是返回字串。
當我們呼叫print()時，列印一個字串時，優先使用的是__str__方法返回的字串如果未定義則使用__repr__方法；
但是如果是在終端直接輸出時，則直接使用__repr__方法返回的字串；
例：在控制檯中
正常來說，在IDE中，我們要列印a的值，要使用
print(a),直接a是打印不出來的，但在控制檯上卻可以。此時的a,的值就是從__repr__裡獲得的，而且只能從這裡獲得。
例：在pycharm中
新建一個文件檔案，這裡自定義一個名字為“MyRepr”
# 定義一個person類
class Person:
# 定義一個構造方法
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def __str__(self):
return "sPerson{name:%s,age:%d}"%(self.name,self.age)
#定義一個__repr__的方法，這個方法在這裡只是__str__的備用，當沒有時才會呼叫
def __repr__(self):
return "rPerson{name:%s,age:%d}"%(self.name,self.age)
if __name__ == '__main__':
# 建立一個p物件
p = Person("bill",60)
print(p)
執行結果：
如果使用控制檯執行此文件，結果卻不一樣，因為控制檯 print( p )會找 __str__ 方法，但p只找 __repr__ 方法
類的繼承與多繼承
-
類的繼承
例：人與壞蛋繼承人（Person）實現一個壞蛋類，用以儲存壞蛋的資訊
壞蛋擁有人的一切正常人的屬性和功能
壞蛋有【惡習】屬性和【作惡】方法
建立一個壞蛋，為其設定其基本資訊和惡習
令其作惡
#這是上節課關於人（Person）這個類的程式碼，這裡重寫一次並試著封裝在myPerson.py模組中。
class Person:
#人的預設屬性和值
name = "某某某"
age = 1
rmb = 0
#人類被建立 # 構造方法，人類被建立初始化例項
def __init__(self,name,age,rmb):
print("__init__的方法被呼叫了")
self.name = name
self.age = age
self.rmb = rmb
# 人類會的方法-自我介紹
def tell(self):
print("我是%s,我%d歲了，我有存款%.2f萬元"%(self.name,self.age,self.rmb))
開始繼承…
# 匯入父類
from myPerson import Person
#定義一個壞蛋類，繼承於人類，因為壞蛋也是人
class Bastard(Person):
# 此時什麼都不寫，也已經具有了父類的所有預設屬性和自我介紹的方法
# 定義一個壞蛋特有的屬性‘作惡’，預設為空
badHobby = None
# 覆寫和父類的構造方法
def __init__(self, name, age, rmb, badHobby):
# 呼叫父類構造方法實現name,age,rmb的設定
super().__init__(name, age, rmb)
print("__init__:壞蛋自己初始化了")
self.badHobby = badHobby
# 覆寫父類的自我介紹方法
def tell(self):
super().tell()
#自己的自我介紹方法
print("勞資乃%s，此路是我開，此樹是我栽，要想從此過，留下買路財"%(self.name))
# 特有方法：作惡
def doBadThings(self):
print("老子專好%s" % (self.badHobby))
# 建立壞人例項：
b = Bastard("李逵", 3, 0.01, "喝酒殺人")
b.tell()
b.doBadThings()
執行結果：
修改器與獲取器
例：引用回上面的例子，人與壞蛋
# 匯入父類
from myPerson import Person
# 繼承於Person類
class Bastard(Person):
# 特色屬性：惡習
badHobby = None
# 覆寫和父類的構造方法
def __init__(self, name, age, rmb, badHobby):
super().__init__(name, age, rmb)
print("__init__:壞蛋自己初始化了")
self.badHobby = badHobby
# 覆寫父類方法
def tell(self):
super().tell()
print("勞資乃%s，此路是我開，此樹是我栽，要想從此過，留下買路財"%(self.name))
# 設定器，用於修改self.badHobby
def setBadHobby(self, badHobby):
self.badHobby = badHobby
# 獲取器
def getBadHobby(self):
return self.badHobby
# 特有方法：作惡
def doBadThings(self):
print("老子專好%s" % (self.badHobby))
#建立例項
b = Bastard("李逵", 3, 0.01, "喝酒殺人")
#修改壞蛋的作惡內容
b.setBadHobby("搶奪財物")
b.tell()
b.doBadThings()
執行結果：
- 多繼承
概述
在Python中，一個類可以同時繼承於多個類；
如果這些父類的成員之間相互沒有衝突，那當然沒有問題；
但如果這些父類中存在相同的成員（屬性、方法），特別是相同的方法時，就會存在“我到底繼承誰的？！”這樣的疑問；
答案是，繼承時【誰的次序在前，就優先繼承誰】
例：Gay，Man Or Woman，需求如下：
封裝男人類，繼承於Person ，使之有陽剛風格的自我介紹，使之能咆哮
封裝女人類，繼承於Person，使之有陰柔風格的自我介紹，使之能撒嬌
封裝Gay類，使之同時具有男人和女人的特性
令其咆哮，令其撒嬌
令其偏陽剛地進行自我介紹
令其偏陰柔地進行自我介紹
# 匯入父類
from myPerson import Person
#定義男人，繼承於‘人’這個父類
class Man(Person):
#自我介紹方法，Man繼承了Person，它的tell是陽剛的
def tell(self):
print("勞資乃%s,勞資%d歲了,勞資有存款%.2f"%(self.name,self.age,self.rmb))
#男人的咆嘯方法
def roar(self):
print("嗷！勞資天下第一!")
#定義女人，繼承於‘人’這個父類
class Woman(Person):
#自我介紹方法，Woman繼承了Person，它的tell是陰柔的
def tell(self):
print("倫家乃%s,倫家%d歲了,倫家有存款%.2f"%(self.name,self.age,self.rmb))
#女人的撒嬌方法
def sajiao(self):
print("好討厭了啦!")
#定義一個GAY，同時繼承於男人和女人
class Gay(Woman,Man):
# 什麼都不寫，都已經具有了Man和Woman的全部屬性和方法
pass
#建立一個男人例項
m = Man("史泰龍",40,10000)
m.tell()
m.roar()
#建立一個女人例項
w = Woman("鳳姐",30,10000)
w.tell()
w.sajiao()
執行結果：
如果現在建立一個GAY的例項，同時繼承於男人和女人，當然它都已經具有了Man和Woman的全部屬性和方法，可以咆嘯，也可以撒嬌，那問題來了，自我介紹的方法應該用男人的還是女人的？
#建立GAY例項
g = Gay("庫克",50,100000000000)
g.tell()
g.roar()
g.sajiao()
執行結果：
多繼承，可以同時繼承Man和Woman的衣鉢，但對於同名方法，在前的類具有更高的優先順序，Woman繼承了Person，它的tell是陰柔的，如果想要讓Gay變得更Man而不是更Woman，只需要調整其繼承順序即可
類的多型
動態繫結，指的是當呼叫一個子類例項的父類方法時，系統能夠自動識別和呼叫【該子類自身對父類方法的實現】
例：軍隊，需求說明：
為帝國建立一支軍隊，包含騎兵、弓箭手、法師
所有兵種都能夠進攻和防守，但形態各異
通過輸入將令，控制每個兵種的攻守細節
#士兵有很多種類，所有兵種都能攻守且形態各異，我們為其定義共同父類——戰士類Soldier
class Soldier:
# 進攻方法
def attack(self):
print("士兵進攻")
# 防守方法
def defend(self):
print("士兵防守")
#接下來定義各種不同形態的子類（多型），對攻防細節做不同實現
# 騎兵類 （繼承於戰士類）
class Calvary(Soldier):
def attack(self):
print("騎兵使用了鐵蹄碾壓")
def defend(self):
print("騎兵防守")
# 弓箭手類 （繼承於戰士類）
class Archer(Soldier):
def attack(self):
print("弓箭手使用了萬箭齊射")
def defend(self):
print("弓箭手防守")
# 法師類 （繼承於戰士類）
class Master(Soldier):
def attack(self):
print("法師使用了魔法火焰")
def defend(self):
print("法師防守")
# 建立一支軍隊列表
kingsArmy = []
# 建立不同兵種的戰士例項
c = Calvary()
a = Archer()
m = Master()
# 應徵入伍，加入列表
kingsArmy.append(c)
kingsArmy.append(a
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第六章：面向物件
文章目錄
第一節：關於類
==面向物件==
==類的封裝==
==類的私有成員==
==類的專有方法==
==類的繼承與多繼承==
==類的多型==
==靜態方法和類方法==
Python入門筆記—第六章（面向物件之OOP）
第六章：面向物件之OOP
1.面向物件的概述（Object Oriented,OO）
1.1 名詞解釋
OO(Object Oriented):面向物件
OOA(Object Oriented Analysis):面向物件的分析
OOD(Object Oriente
【第六章】面向物件基礎
1. 面向物件可以幫助我們從巨集觀上把握、從整體上分析整個系統。 但是具體到實現部分的微觀操作(就是一個個方法)，仍然需要面向過程的思路去處理。
2. 類可以看成一類物件的模板，物件可以看成該類的一個具體例項。
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【javascript高階程式設計】讀書摘錄3 第六章、面向物件
第六章、面向物件的程式設計
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難度
初級
學習時間
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開發語言
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6.2數據分析師參與需求討論
針對需求收集相關的背景數據和指標，熟悉業務相關邏輯
從數據分析的專業角度評價初步的業務分析需求是否合理，是否可行
6.
C#本質論6.0第六章：繼承
行為 實體 sta 密封類 類型 繼承鏈 tac 預測 兩個類 基類型與派生類型之間的轉型：
顯式轉型與隱式轉型：
從派生類型轉型為基類型稱為隱式轉型，轉型總會成功，不會引發異常。
從基類型轉型為派生類型稱為顯式轉型，在轉型過程中可能會失敗，為了執行顯示轉型，要在原始引用名
Introduction to 3D Game Programming with DirectX 12 學習筆記之 --- 第六章：在Direct3D中繪製
程式碼工程地址：
https://github.com/jiabaodan/Direct12BookReadingNotes
學習目標
熟悉Direct3D介面的定義，儲存和繪製幾何資料 ；
學習編寫基本的頂點和畫素著色器；
學習使用渲染流水線狀態