我的Python升级打怪之路【六】：面向对象

面向对象的概述

• 面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码
• 函数式：将其功能代码封装到函数中，日后便无需编写，仅仅调用即可 【执行函数】
• 面向对象：对函数进行分类和封装。【创建对象】==》【通过对象执行方法】

创建类和对象

面向对象编程是一种编程方式，此编程方式需要使用“类” 和 “对象” 来实现，所以，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

• 类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能
• 对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数

 1 #创建类
 2 class Foo:
 3     
 4     #创建类中的函数
 5     def Bar(self):
 6         print('Bar')
 7 
 8     def Hello(self,name):
 9         print(name)
10 
11 #根据Foo创建对象obj
12 obj = Foo()
13 obj.Bar()              #执行Bar方法
14 obj.Hello("null")    #执行Hello方法

面向对象的三大特性

• 封装
• 继承
• 多态

一、封装

封装，顾名思义，就是将内容封装到某个地方，以后再去调用被封装在某处的内容

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

• 将内容封装到某处
• 从某处调用被封装的内容

第一步：将内容封装到某处

 1 #创建类
 2 class Foo:
 3     
 4     def __init__(self,name,age):    #构造方法
 5         self.name = name
 6         self.age = age
 7 
 8 #根据Foo创建对象
 9 #自动执行了Foo类的__init__方法
10 obj1 = Foo('null',66)
11 #此时就是分别将"null",66分别封装到obj1 self的name和age中

代码

self是一个形式参数当执行 obj1 = Foo('null',66)时，self为obj1

同理，如果obj2 = Foo("nullnull",88)时，self为obj2

所以，内容其实被封到了对象obj1和obj2中，每个对象中都有name和age属性

 第二步：从某处调用被封装的内容

调用封装内容时，有两种情况：

• 通过对象直接调用
• 通过self间接调用

1.通过对象直接调用被封装的内容 

print(obj1.name)

print(obj1.age)

2.通过self调用被封装的内容

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

    def task(self):
        print(self.name)
        print(self.age)

obj = Foo('nullnull',66)
obj.task()

综上所述：

对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到对象中，然后通过对象直接或通过self间接获取被封装的内容

二、继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容

例如：

　　人类：走路，说人话，吃饭

　　外形人：走路，说外星话，吃饭

 1 class 人类:
 2     
 3     def 走路：
 4         pass
 5     
 6     def  说人话:
 7         print("人话")
 8 
 9     def 吃饭:
10         pass
11 
12 class 外星人:
13     def 走路：
14         pass
15     
16     def  说人话:
17         print("外星话")
18 
19     def 吃饭:
20         pass
21     

示例：伪代码

在上面的代码中，我们会发现：人类和外星人都可以 走路、吃饭。通过继承，我们可以这样做...

　　生物(外星人算吗？)： 走路、吃饭

　　人类：说人话

　　外星人：说外星话

 1 class 生物：
 2     
 3     def 走路：
 4         pass
 5 
 6     def 吃饭：
 7         pass
 8 
 9 class 人类(生物):
10     
11     def 说人话:
12         print('人话')
13 
14 class 外星人(生物):
15     
16     def 说外星话：
17         print('外星话')

示例：伪代码

 1 class biological:
 2     
 3     def walk(self):
 4         pass
 5 
 6     def eat(self):
 7         pass
 8 
 9 class human(biological):
10     
11     def speak(self):
12         print('人话')
13 
14 class aliens(biological):
15     
16     def speak(self):
17         print('外星话')

示例：真代码

综上所述，对于面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类只需要继承父类而不必一一实现每一个方法。

那么，多继承呢？

1.Python的类是可以继承多个类的，Java和C#都是只能继承一个。

2.Python如果继承了多各类，那么它寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先，广度优先

 

• 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先的方式查找
• 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先的方式查找

 如何分辨经典类和新式类呢？

看一下父类最终是否继承与object，不继承于object是经典类，继承object是新式类

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()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()

示例：经典类的继承

 1 class D(object):
 2 
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print 'C.bar'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print 'B.bar'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print 'A.bar'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
28 # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
29 a.bar()

示例：新式类的继承

• 经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
• 新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错

 注：在查找过程中，一旦找到，就会立刻中断查找。

三、多态

 1 class F1:
 2     pass
 3 
 4 
 5 class S1(F1):
 6 
 7     def show(self):
 8         print 'S1.show'
 9 
10 
11 class S2(F1):
12 
13     def show(self):
14         print 'S2.show'
15 
16 def Func(obj):
17     print obj.show()
18 
19 s1_obj = S1()
20 Func(s1_obj) 
21 
22 s2_obj = S2()
23 Func(s2_obj) 

多态的代码示例

四、小结

•  面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对类和对象的使用
• 类 是一个模板，模板中包含了多个“函数”，又叫方法以供使用
• 对象，根据模板创建的实例，示例用于调用被包装在类中的函数
• 面向对象的三大特性：封装、继承、多态

类的成员

 类的成员可以分为三个大类：

• 字段
• 方法
• 属性

注：所有成员中，只有普通字段的内容保存在对象中，即：根据此类创建了多少对象，在内存中就有多少个普通字段。而其他的成员，则都是保存在类中，即：无论对象的多少，在内存中只创建一份。

一、字段

 字段包括：普通字段和静态字段，本质的区别是在内存中保存的位置不同

• 普通的字段属于对象
• 静态的字段属于类

 1 class Province:
 2 
 3     # 静态字段
 4     country ＝ '中国'
 5 
 6     def __init__(self, name):
 7 
 8         # 普通字段
 9         self.name = name
10 
11 
12 # 直接访问普通字段
13 obj = Province('河南省')
14 print obj.name
15 
16 # 直接访问静态字段
17 Province.country

由上述代码可以看出，普通字段需要通过对象来访问，静态方法通过类访问，在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属都是不同的。

• 静态字段在内存中只保存一份
• 普通字段在每个对象中都要保存一份

应用：通过类创建对象时，如果每个对象都具有相同的字段，那么就使用静态字段

二、方法

 方法包括：普通方法、静态方法和类方法，三种方法在内存中都归属于类，区别在于其调用的方式不同。

• 普通方法：由对象调用，至少一个self参数；执行普通方法时，自动调用该方法的对象赋值给self
• 类方法：由类调用；至少一个cls参数；执行方法时，将自动调用该方法的类赋值给cls
• 静态方法：由类调用，无默认参数

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

    def ord_func(self):
        '''定义普通的方法，至少要由一个self参数'''
        
        print("这是一个普通方法")

    @classmethod
    def class_func(cls):
        '''定义类方法，至少有一个cls参数'''
        print("类方法")

    @staticmethod
    def static_func():
        '''定义静态方法，无默认的参数'''
        print("静态方法")

#调用普通方法
f = Foo()
f.ord_func()

#调用类方法
Foo.class_func()

#调用静态方法
Foo.static_func()

• 相同点：对于所有的方法而言，均属于类中，所以，在内存中也只保存了一份
• 不同点：方法调用不同、调用方法时自动传入的参数也不同

 三、属性

Python中属性就是普通方法的变种

1.属性的基本使用

#定义
class Foo(object):
    
    def func(self):
        pass

    #定义属性
    @property
    def prop(self):
        pass

#调用
obj = Foo()

obj.func()
obj.prop    #调用属性

• 定义时，在普通方法的基础上添加@property装饰器
• 定义时，属性仅有一个self参数
• 调用时，无需括号

属性存在的意义：访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

属性存在的功能：属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回

2.属性定义的方式

 两种方式：

• 装饰器
• 静态字段：在类中定义值为property对象的静态字段

装饰器的方式

经典类，具有一种@property装饰器，用法如  属性的基本使用  中的例子

新式类，具有三种@property装饰器

 1 #定义
 2 class Foo(object):     #新式类
 3     
 4     @property
 5     def price(self):
 6         print('@property')
 7 
 8     @price.setter
 9     def price(self,value):
10         print('@price.setter')
11 
12     @price.deleter
13     def price(self):
14         print("@price.deleter")
15 
16 #调用
17 obj = Foo()
18 
19 obj.price       #调用Foo中@property装饰器装饰的方法
20 
21 obj.price = 1      #调用Foo中@price.setter装饰器装饰的方法，并将1当成参数传递过去
22 
23 del obj.price       #调用Foo中@price.deleter装饰器装饰的方法

经典类中的属性只有一种访问方式，其对应被@property修饰的方法

新式类中的属性具有三种访问方式，分别对应了三个被@property,@方法名.setter，@方法名.deleter修饰的方法

 1 class Goods(object):
 2 
 3     def __init__(self):
 4         # 原价
 5         self.original_price = 100
 6         # 折扣
 7         self.discount = 0.8
 8 
 9     @property
10     def price(self):
11         # 实际价格 = 原价 * 折扣
12         new_price = self.original_price * self.discount
13         return new_price
14 
15     @price.setter
16     def price(self, value):
17         self.original_price = value
18 
19     @price.deltter
20     def price(self, value):
21         del self.original_price
22 
23 obj = Goods()
24 obj.price         # 获取商品价格
25 obj.price = 200   # 修改商品原价
26 del obj.price     # 删除商品原价

新式类的实例