十三 Python之面向对象基础

⼀. 理解⾯向对象

⾯向对象是⼀种抽象化的编程思想，很多编程语⾔中都有的⼀种思想。

例如：洗⾐服
思考：⼏种途径可以完成洗⾐服？
答： ⼿洗 和 机洗。

⼿洗：找盆 - 放⽔ - 加洗⾐粉 - 浸泡 - 搓洗 - 拧⼲⽔ - 倒⽔ - 漂洗N次 - 拧⼲ - 晾晒。
机洗：打开洗⾐机 - 放⾐服 - 加洗⾐粉 - 按下开始按钮 - 晾晒。

思考：对⽐两种洗⾐服途径，发现了什么？
答：机洗更简单
思考：机洗，只需要找到⼀台洗⾐机，加⼊简单操作就可以完成洗⾐服的⼯作，⽽不需要关⼼洗⾐机内部发⽣了什么事情。

总结： ⾯向对象就是将编程当成是⼀个事物，对外界来说，事物是直接使⽤的，不⽤去管他内部的情况。⽽编程就是设置事物能够做什么事。

⼆. 类和对象

思考：洗⾐机洗⾐服描述过程中，洗⾐机其实就是⼀个事物，即对象，洗⾐机对象哪来的呢？
答：洗⾐机是由⼯⼚⼯⼈制作出来。

思考：⼯⼚⼯⼈怎么制作出的洗⾐机？
答：⼯⼈根据设计师设计的功能图纸制作洗⾐机。

总结：图纸 → 洗⾐机 → 洗⾐服。
在⾯向对象编程过程中，有两个重要组成部分： 类 和 对象。

类和对象的关系：⽤类去创建⼀个对象。

2.1 理解类和对象

2.1.1 类

类是对⼀系列具有相同特征和⾏为的事物的统称，是⼀个抽象的概念，不是真实存在的事物。

• 特征即是属性
• ⾏为即是⽅法

类⽐如是制造洗⾐机时要⽤到的图纸，也就是说类是⽤来创建对象。

2.1.2 对象

对象是类创建出来的真实存在的事物，例如：洗⾐机。

注意：开发中，先有类，再有对象。

2.2 ⾯向对象实现⽅法

2.2.1 定义类

Python2中类分为：经典类 和 新式类

• 语法

class 类名():
代码
......

注意：类名要满⾜标识符命名规则，同时遵循⼤驼峰命名习惯。

• 体验

class Washer():
	def wash(self):
	print('我会洗⾐服')

• 拓展：经典类
  不由任意内置类型派⽣出的类，称之为经典类

class 类名:
	代码
	......

2.2.2 创建对象

对象⼜名实例。

• 语法

对象名 = 类名()

• 体验

# 创建对象
haier1 = Washer()

# <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
print(haier1)

# haier对象调⽤实例⽅法
haier1.wash()

注意：创建对象的过程也叫实例化对象。

2.2.3 self

self指的是调⽤该函数的对象。

# 1. 定义类
class Washer():
	def wash(self):
		print('我会洗⾐服')
		# <__main__.Washer object at 0x0000024BA2B34240>
		print(self)

# 2. 创建对象
haier1 = Washer()
# <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
print(haier1)
# haier1对象调⽤实例⽅法
haier1.wash()
haier2 = Washer()
# <__main__.Washer object at 0x0000022005857EF0>
print(haier2)

注意：打印对象和self得到的结果是⼀致的，都是当前对象的内存中存储地址。

三. 添加和获取对象属性

属性即是特征，⽐如：洗⾐机的宽度、⾼度、重量…

对象属性既可以在类外⾯添加和获取，也能在类⾥⾯添加和获取。

3.1 类外⾯添加对象属性

• 语法

对象名.属性名 = 值

• 体验

haier1.width = 500
haier1.height = 800

3.2 类外⾯获取对象属性

• 语法

对象名.属性名

• 体验

print(f'haier1洗⾐机的宽度是{haier1.width}')
print(f'haier1洗⾐机的⾼度是{haier1.height}')

3.3 类⾥⾯获取对象属性

• 语法

self.属性名

• 体验

# 定义类
class Washer():
	def print_info(self):
		# 类⾥⾯获取实例属性
		print(f'haier1洗⾐机的宽度是{self.width}')
		print(f'haier1洗⾐机的⾼度是{self.height}')
# 创建对象
haier1 = Washer()

# 添加实例属性
haier1.width = 500
haier1.height = 800

haier1.print_info()

四. 魔法⽅法

在Python中， xx() 的函数叫做魔法⽅法，指的是具有特殊功能的函数。

4.1 init()

4.1.1 体验__init__()

思考：洗⾐机的宽度⾼度是与⽣俱来的属性，可不可以在⽣产过程中就赋予这些属性呢？
答：理应如此。
init() ⽅法的作⽤：初始化对象。

class Washer():

	# 定义初始化功能的函数
	def __init__(self):
		# 添加实例属性
		self.width = 500
		self.height = 800
		
	def print_info(self):
		# 类⾥⾯调⽤实例属性
		print(f'洗⾐机的宽度是{self.width}, ⾼度是{self.height}')
	
haier1 = Washer()
haier1.print_info()

注意：

• init() ⽅法，在创建⼀个对象时默认被调⽤，不需要⼿动调⽤
• init(self) 中的self参数，不需要开发者传递，python解释器会⾃动把当前的对象引⽤传递过去。

4.1.2 带参数的__init__()

思考：⼀个类可以创建多个对象，如何对不同的对象设置不同的初始化属性呢？
答：传参数。

class Washer():
	def __init__(self, width, height):
		self.width = width
		self.height = height
	def print_info(self):
		print(f'洗⾐机的宽度是{self.width}')
		print(f'洗⾐机的⾼度是{self.height}')
	
haier1 = Washer(10, 20)
haier1.print_info()

haier2 = Washer(30, 40)
haier2.print_info()

4.2 str()

当使⽤print输出对象的时候，默认打印对象的内存地址。如果类定义了 str ⽅法，那么就会打印从在这个⽅法中 return 的数据。

class Washer():
	def __init__(self, width, height):
		self.width = width
		self.height = height
	def __str__(self):
		return '这是海尔洗⾐机的说明书'
	
haier1 = Washer(10, 20)
# 这是海尔洗⾐机的说明书
print(haier1)

4.3 del()

当删除对象时，python解释器也会默认调⽤ del() ⽅法。

class Washer():
	def __init__(self, width, height):
		self.width = width
		self.height = height
	def __del__(self):
		print(f'{self}对象已经被删除')
	
haier1 = Washer(10, 20)

# <__main__.Washer object at 0x0000026118223278>对象已经被删除
del haier1

五. 综合应⽤

5.1 烤地⽠

5.1.1 需求

需求主线

1. 被烤的时间和对应的地⽠状态：
   0-3分钟：⽣的
   3-5分钟：半⽣不熟
   5-8分钟：熟的
   超过8分钟：烤糊了

2. 添加的调料：
   ⽤户可以按⾃⼰的意愿添加调料

5.1.2 步骤分析

需求涉及⼀个事物： 地⽠，故案例涉及⼀个类：地⽠类

5.1.2.1 定义类

• 地⽠的属性
  • 被烤的时间
  • 地⽠的状态
  • 添加的调料
• 地⽠的⽅法
  • 被烤
    ⽤户根据意愿设定每次烤地⽠的时间
    判断地⽠被烤的总时间是在哪个区间，修改地⽠状态
  • 添加调料
    ⽤户根据意愿设定添加的调料
    将⽤户添加的调料存储
• 显示对象信息

5.1.2.2 创建对象，调⽤相关实例⽅法

5.1.3 代码实现

5.1.3.1 定义类

• 地⽠属性
  • 定义地⽠初始化属性，后期根据程序推进更新实例属性

class SweetPotato():
	def __init__(self):
		# 被烤的时间
		self.cook_time = 0
		# 地⽠的状态
		self.cook_static = '⽣的'
		# 调料列表
		self.condiments = []

5.1.3.2 定义烤地⽠⽅法

class SweetPotato():
	......
	
	def cook(self, time):
		"""烤地⽠的⽅法"""
		self.cook_time += time
		if 0 <= self.cook_time < 3:
			self.cook_static = '⽣的'
		elif 3 <= self.cook_time < 5:
			self.cook_static = '半⽣不熟'
		elif 5 <= self.cook_time < 8:
			self.cook_static = '熟了'
		elif self.cook_time >= 8:
			self.cook_static = '烤糊了'

5.1.3.3 书写str魔法⽅法，⽤于输出对象状态

class SweetPotato():
	......
	def __str__(self):
		return f'这个地⽠烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}'

5.1.3.4 创建对象，测试实例属性和实例⽅法

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)
digua1.cook(2)
print(digua1)

5.1.3.5 定义添加调料⽅法，并调⽤该实例⽅法

class SweetPotato():
......
	def add_condiments(self, condiment):
		"""添加调料"""
		self.condiments.append(condiment)
		
	def __str__(self):
		return f'这个地⽠烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}, 添加的调料有{self.condiments}'

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('酱油')
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('辣椒⾯⼉')
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

5.1.4 代码总览

# 定义类
class SweetPotato():
	def __init__(self):
		# 被烤的时间
		self.cook_time = 0
		# 地⽠的状态
		self.cook_static = '⽣的'
		# 调料列表
		self.condiments = []
	def cook(self, time):
		"""烤地⽠的⽅法"""
		self.cook_time += time
		if 0 <= self.cook_time < 3:
			self.cook_static = '⽣的'
		elif 3 <= self.cook_time < 5:
			self.cook_static = '半⽣不熟'
		elif 5 <= self.cook_time < 8:
			self.cook_static = '熟了'
		elif self.cook_time >= 8:
			self.cook_static = '烤糊了'
	def add_condiments(self, condiment):
		"""添加调料"""
		self.condiments.append(condiment)
	def __str__(self):
		return f'这个地⽠烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}, 添加的调料有{self.condiments}'

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('酱油')
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('辣椒⾯⼉')
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)