Python基础学习笔记（五）—— 面向对象编程（1）

1 认识面向对象

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。

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。

面向对象三大特性

• 封装
  • 将属性和方法书写到类的里面的操作即为封装
  • 封装可以为属性和方法添加私有权限
• 继承
  • 子类默认继承父类的所有属性和方法
  • 子类可以重写父类属性和方法
• 多态
  • 传入不同的对象，产生不同的结果

2 类和对象

在面向对象编程过程中，有两个重要组成部分：类 和 对象。

2.1 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，也就是说用类来创建对象。

2.2 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：在开发中，先有类，再有对象。

3 面向对象实现方法

3.1 定义类

（1）经典类或旧式类

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）新式类

class 类名(object):
   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

3.2 创建对象

对象又名实例

对象名 = 类名()

haier1 = Washer()

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

self 的用法

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')
        print(self)

# 2. 创建对象
haier1 = Washer()
print(haier1)
# <__main__.Washer object at 0x0000024BA2B34240>
# haier1对象调用实例方法
haier1.wash()
# 我会洗衣服
# <__main__.Washer object at 0x0000024BA2B34240>

haier2 = Washer()
print(haier2)
# <__main__.Washer object at 0x0000022005857EF0>

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
• 一个类可以创建多个对象，但各个对象的内存地址不一致

3.3 类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。

（1）类外面添加对象属性

对象名.属性名 = 值

haier1.width = 500
haier1.height = 800

（2）类外面获取对象属性

对象名.属性名

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）类里面添加对象属性

self.属性名 = 值

（4）类里面获取对象属性

self.属性名

# 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()

4 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__()

__init__()的作用：初始化对象

（1）不带参数

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。

（2）带参数

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)
print(haier1)
# 这是海尔洗衣机的说明书

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 0x00000278D803BFD0>对象已经被删除

4.4 __dict__()

class A(object):
    a = 0 # 类对象

    def __init__(self):
        self.b = 1 # 实例对象

aa = A()
# 返回类内部所有属性和方法对应的字典
print(A.__dict__)
 # {'__module__': '__main__', 'a': 0, '__init__': <function A.__init__ at 0x000001CAF9086040>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}

# 返回实例属性和值组成的字典
print(aa.__dict__) # {'b': 1}

5 综合应用

5.1 烤地瓜

（1）需求分析

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

（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。

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

② 创建对象，调用相关实例方法

（3）代码实现

# 定义类
class SweetPotato():
    """烤地瓜的属性"""
    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 = []

    """烤地瓜的方法"""
    def cook(self, time):
        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'

    """添加调料"""
    def add_condiments(self, condiment):
        self.condiments.append(condiment)

    """书写str魔法方法，用于输出对象状态"""
    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)

"""
这个地瓜烤了0分钟, 状态是生的, 添加的调料有[]
这个地瓜烤了2分钟, 状态是生的, 添加的调料有['酱油']
这个地瓜烤了4分钟, 状态是半生不熟, 添加的调料有['酱油', '辣椒面儿']
这个地瓜烤了6分钟, 状态是熟了, 添加的调料有['酱油', '辣椒面儿']
这个地瓜烤了8分钟, 状态是烤糊了, 添加的调料有['酱油', '辣椒面儿']
"""

5.2 搬家具

（1）需求分析

将小于房子剩余面积的家具摆放到房子中

（2）步骤分析
需求涉及两个事物：房子 和 家具，故被案例涉及两个类：房子类 和 家具类。

① 定义类

• 房子类
  • 实例属性
    • 房子地理位置
    • 房子占地面积
    • 房子剩余面积
    • 房子内家具列表
  • 实例方法
    • 容纳家具
  • 显示房屋信息
• 家具类
  • 家具名称
  • 家具占地面积

② 创建对象并调用相关方法

（3）代码实现

"""家具类"""
class Furniture():
    def __init__(self, name, area):
        # 家具名字
        self.name = name
        # 家具占地面积
        self.area = area

"""房屋类"""
class Home():
    def __init__(self, address, area):
        # 地理位置
        self.address = address
        # 房屋面积
        self.area = area
        # 剩余面积
        self.free_area = area
        # 家具列表
        self.furniture = []

    def __str__(self):
        return f'房子坐落于{
      
      self.address}, 占地面积{
      
      self.area}, 剩余面积{
      
      self.free_area}, 家具有{
      
      self.furniture}'

    def add_furniture(self, item):
        """容纳家具"""
        if self.free_area >= item.area:
            self.furniture.append(item.name)
            # 家具搬入后，房屋剩余面积 = 之前剩余面积 - 该家具面积
            self.free_area -= item.area
        else:
            print('家具太大，剩余面积不足，无法容纳')
            
"""创建对象并调用实例属性和方法"""
bed = Furniture('双人床', 6)
jia1 = Home('北京', 1200)
print(jia1)

jia1.add_furniture(bed)
print(jia1)

sofa = Furniture('沙发', 10)
jia1.add_furniture(sofa)
print(jia1)

ball = Furniture('篮球场', 1500)
jia1.add_furniture(ball)
print(jia1)

"""
房子坐落于北京, 占地面积1200, 剩余面积1200, 家具有[]
房子坐落于北京, 占地面积1200, 剩余面积1194, 家具有['双人床']
房子坐落于北京, 占地面积1200, 剩余面积1184, 家具有['双人床', '沙发']
家具太大，剩余面积不足，无法容纳
房子坐落于北京, 占地面积1200, 剩余面积1184, 家具有['双人床', '沙发']
"""