面向对象,Python面向对象

1. 什么是组合

面向对象学习目录

继承介绍

继承指的是类与类之间的关系,是一种什么是什么的关系,功能之一就是用来解决代码重用问题。
继承是一种创建新类的方式,在python中,新建的类可以继承一个或多个父类,父类又可称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类

一、类的组合

1、什么是组合

  组合:描述的是类与类之间的关系,是一种什么有什么关系
  一个类产生的对象,该对象拥有一个属性,这个属性的值是来自于另外一个类的对象

2、什么是继承(回顾一下)

  继承:描述的是类与类之间,什么是什么的关系

3、组合的作用

  解决代码冗余

来看一个实例子:

class Equip: #武器装备类
  def fire(self):
    print('release Fire skill')

class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
  camp='Noxus'
  def __init__(self,nickname):
    self.nickname=nickname
    self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性

r1=Riven('锐雯雯')
r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法
release Fire skill

总结:

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同,怎么选择还是看我们自己

1、继承的方式

  通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。

当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如老师是人,学生是人

2、组合的方式

  用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python和linux课程,教授有学生s1、s2、s3...

当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好

 

    组合指的是某一个对象拥有一个属性,该属性的值是另外一个类的对象

1 面向对象介绍

python 中分为单继承和多继承

python中类可以继承多个类.

class ParentClass1: #定义父类
    pass

class ParentClass2: #定义父类
    pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承,基类是ParentClass1,派生类是SubClass
    pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2):  # python支持多继承,用逗号分隔开多个继承的类
    pass

查看继承的类:

res=SubClass2.__bases__
print(res)
#__base__只查看从左到右继承的第一个子类,__bases__则是查看所有继承的父类

输出:
(<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)

二、类的封装

1、什么是封装     

    封装就是把一堆属性存起来,封的概念就把这些属性给隐藏起来
    强调:封装单从字面意思去看等同于隐藏,但其实封装绝对不是单纯意义的隐藏

2、封装的目的

    1 、封装数据属性的目的:把数据属性封装起来,然后需要开辟接口给类外部的使用者使用,好处是
  我们可以在接口之上添加控制逻辑,从而严格空间访问者对属性的操作

    2、 封装函数属性的目的:为了隔离复杂度
    封装的终极奥义:明确地区分内外,对外是隐藏的,对内是开放的

3、如何用封装

  如何把属性隐藏起来,就在属性前面加上__(双下划线)开头(注意不要加__结尾)
  注意:
    1、其实这种隐藏只是一种语法上的变形,对外不对内
  为一个属性名加__开头(注意不要加__结尾),会在类定义阶段将属性名统一变形:_自己的类名__属性名

    2、这种语法意义上变形,只在类定义阶段发生一次,类定义之后,新增的__开头的属性都没有变形的效果

    3、如果父类不想让子类覆盖自己的方法,可以在方法名前加__开头

#其实这仅仅这是一种变形操作且仅仅只在类定义阶段发生变形
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成:_类名__x的形式:

class A:
    __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
    def __init__(self):
        self.__X=10 #变形为self._A__X
    def __foo(self): #变形为_A__foo
        print('from A')
    def bar(self):
        self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

#A._A__N是可以访问到的,
#这种,在外部是无法通过__x这个名字访问到。

4、 封装不是单纯意义的隐藏

  封装的真谛在于明确地区分内外,封装的属性可以直接在内部使用,而不能被外部直接使用,然而定义属性的目的终归是要用,外部要想用类隐藏的属性,需要我们为其开辟接口,让外部能够间接地用到我们隐藏起来的属性,那这么做的意义何在???

  1、封装数据:将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口,然后我们可以在接口附加上对该数据操作的限制,以此完成对数据属性操作的严格控制。

class Teacher:
    def __init__(self,name,age):
        # self.__name=name
        # self.__age=age
        self.set_info(name,age)

    def tell_info(self):
        print('姓名:%s,年龄:%s' %(self.__name,self.__age))
    def set_info(self,name,age):
        if not isinstance(name,str):
            raise TypeError('姓名必须是字符串类型')
        if not isinstance(age,int):
            raise TypeError('年龄必须是整型')
        self.__name=name
        self.__age=age

t=Teacher('duoduo',18) #没封装前,对象可以随意的改变属性
t.tell_info()                   #封装后,只能操作设计者让你操作的地方
t.set_info('qianduoduo',19)
t.tell_info()    

  2、封装方法:目的是隔离复杂度

封装方法举例: 

1. 你的身体没有一处不体现着封装的概念:你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来,然后为你提供一个尿的接口就可以了(接口就是你的。。。,),你总不能把膀胱挂在身体外面,上厕所的时候就跟别人炫耀:hi,man,你瞅我的膀胱,看看我是怎么尿的。

2. 电视机本身是一个黑盒子,隐藏了所有细节,但是一定会对外提供了一堆按钮,这些按钮也正是接口的概念,所以说,封装并不是单纯意义的隐藏!!!

提示:在编程语言里,对外提供的接口(接口可理解为了一个入口),可以是函数,称为接口函数,这与接口的概念还不一样,接口代表一组接口函数的集合体。

#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来,很明显这么做
#隔离了复杂度,同时也提升了安全性

class ATM:
    def __card(self):
        print('插卡')
    def __auth(self):
        print('用户认证')
    def __input(self):
        print('输入取款金额')
    def __print_bill(self):
        print('打印账单')
    def __take_money(self):
        print('取款')

    def withdraw(self):
        self.__card()
        self.__auth()
        self.__input()
        self.__print_bill()
        self.__take_money()

a=ATM()
a.withdraw()

 

 

2. 为何要用组合

2 类、实例、属性、方法详解

经典类和新式类

1.只有在python2中才分新式类和经典类,python3中统一都是新式类
2.在python2中,没有显式的继承object类的类,以及该类的子类,都是经典类
3.在python2中,显式地声明继承object的类,以及该类的子类,都是新式类
3.在python3中,无论是否继承object,都默认继承object,即python3中所有类均为新式类

提示:如果没有指定基类,python的类会默认继承object类,object是所有python类的基类,它提供了一些常见方法(如str)的实现。

res=ParentClass1.__bases__
print(res)
# 输出:
(<class 'object'>,)

在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时

我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。

通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用
在不依赖继承属性的情况下,子类在调用父类的属性时,可以直接通过函数调用的方式调用父类的属性:

class ParentClass: #定义父类
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
class SubClass(ParentClass): 
    def __init__(self,name,age,hobby,title):
        ParentClass.__init__(self,name,age) # 直接以函数的方式调用父类的属性
        self.hobby=hobby
        self.title=title

obj=SubClass('tom',22,'reading','Student')
print(obj.__dict__)

注意:类的属性引用,会先从实例中找,然后去类中找,然后再去父类中找...直到最顶级的父类。

 

    通过为某一个对象添加属性(属性的值是另外一个类的对象)的方式,可以间接地将两个类关联/整合/组合到一起

3 面向过程与面向对象进一步比较

组合

组合指的是,在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合
组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同:

1.继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。

当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如老师是人,学生是人

2.组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python和linux课程,教授有学生s1、s2、s3...

示例:

# coding=utf-8

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

class Course:
    def __init__(self,name,period,price):
        self.name=name
        self.period=period
        self.price=price
    def tell_info(self):
        print('%s %s %s' %(self.name,self.period,self.price))

class Teacher(People):
    def __init__(self,name,age,sex,job_title):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.job_title=job_title
        self.course=[]
        self.students=[]


class Student(People):
    def __init__(self,name,age,sex):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.course=[]


egon=Teacher('egon',18,'male','advance')
s1=Student('bob',18,'female')

python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('linux','3mons',3000.0)

#为老师egon和学生s1添加课程
egon.course.append(python)
egon.course.append(linux)
s1.course.append(python)

#为老师egon添加学生s1
egon.students.append(s1)


#使用
for obj in egon.course:
    obj.tell_info()
print(egon.__dict__)

输出结果:

python 3mons 3000.0
linux 3mons 3000.0
{'name': 'egon', 'age': 18, 'sex': 'male', 'job_title': 'advance', 'course': [<__main__.Course object at 0x000000410AF46CC0>, <__main__.Course object at 0x000000410AF46CF8>], 'students': [<__main__.Student object at 0x000000410AF46C88>]}

    从而减少类与类之间代码冗余

4 类与对象

继承实现的原理

1、继承顺序
* python 类可以继承多个类,java和C#中则只能继承一个类
* Python 的类如果继承了多个类,那么其查找父类的顺序有两种: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
推荐使用新式类,如果当前类或者父类继承了object类,那么该类便是一个新式类,否则便是经典类。(经典类之存在于python2中)

2、继承原理(python如何实现的继承)
python实现继承的原理是: 对于定义的每一个类,python都会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表,这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序表。

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C:
    pass

class D(C,B):
    pass

obj=D()
print(D.mro())

# 输出列表:
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:

  • 子类会先于父类被检查
  • 多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
  • 如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

3. 如何用组合

5 属性查找与绑定方法

子类中调用父类的方法

1、通过指定父类方法名的方式去调用。(不利用继承的属性)
2、通过使用super()

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        #super(Subway,self) 就相当于实例本身, 在python3中super()等同于super(Subway,self)
        super().__init__(name,speed,load,power)   # 调用父类的init方法.
        self.line=line

注意:
当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次(注意注意注意:使用super调用的所有属性,都是从MRO列表当前的位置往后找,千万不要通过看代码去找继承关系,一定要看MRO列表)

 

6 小结

绑定方法与非绑定方法

类中的函数可以定义为两大类,一种是绑定方法,另一种是非绑定方法。

1、绑定方法:绑定给谁,谁来调用就自动将它本身当作第一个参数传入:
  - 绑定到类的方法:用classmethod装饰器装饰的方法。
为类量身定制,自动将类当作第一个参数传入。(其实对象也可调用,但仍将类当作第一个参数传入)
  - 绑定到对象的方法:没有被任何装饰器装饰的方法。、
为对象量身定制对象,自动将对象当作第一个参数传入(属于类的函数,类可以调用,但是必须按照函数的规则来,没有自动传值那么一说)

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同,

7 继承与派生

2、 非绑定方法:用staticmethod装饰器装饰的方法

不与类或对象绑定,类和对象都可以调用,但是没有自动传值那么一说。就是一个普通工具而已。在非绑定方法中不需要(不会自动传值)传入对象和类,只是执行函数功能。

 > 注意:与绑定到对象方法区分开,在类中直接定义的函数,没有被任何装饰器装饰的,都是绑定到对象的方法,可不是普通函数,对象调用该方法会自动传值,而staticmethod装饰的方法,不管谁来调用,都没有自动传值一说。

 

8 组合

1.继承的方式

9 抽象类

 

10 多态

通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。

11 封装

 

12 绑定方法与非绑定方法

当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如老师是人,学生是人

13 内置方法(上)

 

14 内置方法(中)之描述符

2.组合的方式

15 内置方法(下)

 

16 元类

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python和linux课程,教授有学生s1、s2、s3...


 

组合与重用性

  软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式,即:组合

  组合指的是,在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合

>>> class Equip: #武器装备类... 
            def fire(self):... 
                print('release Fire skill')...

>>> class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类... 
            camp='Noxus'
            ... 
            def __init__(self,nickname):
                ... 
                self.nickname=nickname
                ... 
                self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性
            ...

>>> r1=Riven('锐雯雯')
>>> r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法
release Fire skill

 

  组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同,

1.继承的方式

  通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。

  当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如老师是人,学生是人

2.组合的方式

  用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python和linux课程,教授有学生s1、s2、s3...

 

示例:继承与组合

 1 class People:
 2     def __init__(self,name,age,sex):
 3         self.name=name
 4         self.age=age
 5         self.sex=sex
 6 
 7 class Course:
 8     def __init__(self,name,period,price):
 9         self.name=name
10         self.period=period
11         self.price=price
12     def tell_info(self):
13         print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))
14 
15 class Teacher(People):
16     def __init__(self,name,age,sex,job_title):
17         People.__init__(self,name,age,sex)
18         self.job_title=job_title
19         self.course=[]
20         self.students=[]
21 
22 
23 class Student(People):
24     def __init__(self,name,age,sex):
25         People.__init__(self,name,age,sex)
26         self.course=[]
27 
28 
29 egon=Teacher('egon',18,'male','沙河霸道金牌讲师')
30 s1=Student('牛榴弹',18,'female')
31 
32 python=Course('python','3mons',3000.0)
33 linux=Course('python','3mons',3000.0)
34 
35 #为老师egon和学生s1添加课程
36 egon.course.append(python)
37 egon.course.append(linux)
38 s1.course.append(python)
39 
40 #为老师egon添加学生s1
41 egon.students.append(s1)
42 
43 #使用for obj in egon.course:
44 obj.tell_info()

 

总结:

  当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好

 

图片 1图片 2

class OldboyPeople:
    school = 'Oldboy'

    def __init__(self,name,age,sex,):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex,score=0):
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.score = score
        self.courses=[]

    def choose_course(self):
        print('%s choosing course' % self.name)

    def tell_all_course(self):
        print(('学生[%s]选修的课程如下' %self.name).center(50,'='))
        for obj in self.courses:
            obj.tell_info()
        print('='*60)

class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def __init__(self,name,age,sex,level):
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.level=level
        self.courses=[]

    def score(self,stu,num):
        stu.score=num

    def tell_all_course(self):
        print(('老师[%s]教授的课程如下' %self.name).center(50,'*'))
        for obj in self.courses:
            obj.tell_info()
        print('*'*70)

class Course:
    def __init__(self,c_name,c_price,c_period):
        self.c_name = c_name
        self.c_price = c_price
        self.c_period = c_period

    def tell_info(self):
        print('<课程名:%s 价钱:%s 周期:%s>' %(self.c_name,self.c_price,self.c_period))

# 创建课程对象
python=Course('python全栈开发',1900,'5mons')
linux=Course('linux架构师',900,'3mons')


stu1=OldboyStudent('刘二蛋',38,'male')
stu1.courses.append(python)
stu1.courses.append(linux)
# print(stu1.courses)
stu1.tell_all_course()


tea1=OldboyTeacher('egon',18,'male',10)
tea1.courses.append(python)
# print(tea1.courses)
tea1.tell_all_course()

View Code

 

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