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面向对象编程介绍

想一想

请用程序描述如下事情：

• A同学报道登记信息
• B同学报道登记信息
• C同学报道登记信息
• A同学做自我介绍
• B同学做自我介绍
• C同学做自我介绍

stu_a = {
        "name":"A",
        "age":21,
        "gender":1,
        "hometown":"河北"
}
stu_b = {
        "name":"B",
        "age":22,
        "gender":0,
        "hometown":"山东"
}
stu_c = {
        "name":"C",
        "age":20,
        "gender":1,
        "hometown":"安徽"
}
def stu_intro(stu):
        """自我介绍"""
        for key, value in stu:
                print key, "=", value

stu_intro(stu_a)
stu_intro(stu_b)
stu_intro(stu_c)

考虑现实生活中，我们的思维方式是放在学生这个个人上，是学生做了自我介绍。而不是像我们刚刚写出的代码，先有了介绍的行为，再去看介绍了谁。

用我们的现实思维方式该怎么用程序表达呢？

stu_a = Student(个人信息)
stu_b = Student(个人信息)
stu_c = Student(个人信息)
stu_a.intro()
stu_a.intro()
stu_a.intro()

• 面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码
• 面向对象：将数据与函数绑定到一起，进行封装，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代码的重写过程

面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程的思路是将数据与函数按照执行的逻辑顺序组织在一起，数据与函数分开考虑。

def 发送邮件(内容)
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接

while True：

        if cpu利用率 > 90%:
                发送邮件(‘CPU报警‘)

        if 硬盘使用空间 > 90%:
                发送邮件(‘硬盘报警‘)

        if 内存占用 > 80%:
                发送邮件(‘内存报警‘)

今天我们来学习一种新的编程方式：面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）

• 1）解决菜鸟买电脑的故事

  第一种方式:

  1)在网上查找资料

  2)根据自己预算和需求定电脑的型号 MacBook 15 顶配 1W8

  3)去市场找到苹果店各种店无法甄别真假 随便找了一家

  4)找到业务员,业务员推荐了另外一款 配置更高价格便宜,也是苹果系统的 1W

  5)砍价30分钟 付款9999

  6)成交

  回去之后发现各种问题

  第二种方式 :

  1)找一个靠谱的电脑高手

  2)给钱交易

• 面向对象和面向过程都是解决问题的一种思路而已

  • 买电脑的第一种方式:

    强调的是步骤、过程、每一步都是自己亲自去实现的
    

    这种解决问题的思路我们就叫做面向过程

  • 买电脑的第二种方式: 强调的是电脑高手, 电脑高手是处理这件事的主角,对我们而言,我们并不必亲自实现整个步骤,只需要调用电脑高手就可以解决问题 这种解决问题的思路就 是面向对象

  • 用面向对象的思维解决问题的重点 1)当遇到一个需求的时候不用自己去实现，如果自己一步步实现那就是面向过程 2)应该找一个专门做这个事的人来做 3)面向对象是基于面向过程的

• 2）解决吃啤酒鸭的问题

  第一种方式（面向过程）:

  1)养鸭子

  2)鸭子长成

  3)杀

  4)作料

  5)烹饪

  6)吃

  7)卒

  第二种方式（面向对象）:

  1)找个卖啤酒鸭的人

  2)给钱 交易

  3)吃

  4)胖6斤

  需要了解的定义性文字:

  面向对象(object-oriented ;简称: OO) 至今还没有统一的概念 我这里把它定义为: 按人们 认识客观世界的系统思维方式,采用基于对象(实体) 的概念建立模型,模拟客观世界分析、设 计、实现软件的办法。

  面向对象编程(Object Oriented Programming-OOP) 是一种解决软件复用的设计和编程方法。 这种方法把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作 应用数据、状态,以类的型式描述出来,以对象实例的形式在软件系统中复用,以达到提高软件开发效率的作用。

类和对象

面向对象编程的2个非常重要的概念：类和对象

对象是面向对象编程的核心，在使用对象的过程中，为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义，提出了另外一个新的概念——类

类就相当于制造飞机时的图纸，用它来进行创建的飞机就相当于对象

1. 类

人以类聚 物以群分。
具有相似内部状态和运动规律的实体的集合(或统称、抽象)。 
具有相同属性和行为事物的统称

类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在。一个类可以找到多个对象

2. 对象

某一个具体事物的存在 ,在现实世界中可以是看得见摸得着的。

可以是直接使用的

3. 类和对象之间的关系

小总结：类就是创建对象的模板

4.区分类和对象

奔驰汽车 类
奔驰smart 类 
张三的那辆奔驰smart 对象
狗 类
大黄狗 类 
李四家那只大黄狗 对象 
水果 类
苹果 类 
红苹果 类 红富士苹果 类 
我嘴里吃了一半的苹果 对象

5. 类的构成

类(Class) 由3个部分构成

• 类的名称:类名
• 类的属性:一组数据
• 类的方法:允许对进行操作的方法 (行为)

<1> 举例：

1）人的类设计,只关心3样东西:

• 事物名称(类名):人(Person)
• 属性:身高(height)、年龄(age)
• 方法(行为/功能):跑(run)、打架(fight)

2）狗类的设计

• 类名:狗(Dog)
• 属性:品种 、毛色、性别、名字、 腿儿的数量
• 方法(行为/功能):叫 、跑、咬人、吃、摇尾巴

6. 类的抽象

如何把日常生活中的事物抽象成程序中的类?

拥有相同(或者类似)属性和行为的对象都可以抽像出一个类

方法:一般名词都是类(名词提炼法)

<1> 坦克发射3颗炮弹轰掉了2架飞机

• 坦克--》可以抽象成 类
• 炮弹--》可以抽象成类
• 飞机-》可以抽象成类

<2> 小明在公车上牵着一条叼着热狗的狗

• 小明--》 人类
• 公车--》 交通工具类
• 热狗--》 食物类
• 狗--》 狗类

<3>【想一想】如下图中，有哪些类呢？

说明：

• 人
• 枪
• 子弹
• 手榴弹
• 刀子
• 箱子

<4>【想一想】如下图中，有哪些类呢？

说明:

• 向日葵
  • 类名: xrk
  • 属性:
  • 行为: 放阳光
• 豌豆
  • 类名: wd
  • 属性: 颜色 、发型,血量
  • 行为:发炮, 摇头
• 坚果:
  • 类名:jg
  • 属性:血量 类型
  • 行为:阻挡;
• 僵尸:
• 类名:js
• 属性:颜色、血量、 类型、速度
• 行为:走 跑跳 吃 死

定义类

定义一个类，格式如下：

class 类名:

    方法列表

demo：定义一个Car类

# 定义类
class Car:

    # 方法
    def getCarInfo(self):
        print(‘车轮子个数:%d, 颜色%s‘%(self.wheelNum, self.color))

    def move(self):
        print("车正在移动...")

说明：

• 定义类时有2种：新式类和经典类，上面的Car为经典类，如果是Car(object)则为新式类
• 类名 的命名规则按照"大驼峰"

创建对象

通过上面，定义了一个Car类；就好比有车一个张图纸，那么接下来就应该把图纸交给生成工人们去生成了

python中，可以根据已经定义的类去创建出一个个对象

创建对象的格式为:

    对象名 = 类名()

创建对象demo:

# 定义类
class Car:

    # 移动
    def move(self):
        print(‘车在奔跑...‘)

    # 鸣笛
    def toot(self):
        print("车在鸣笛...嘟嘟..")


# 创建一个对象，并用变量BMW来保存它的引用
BMW = Car()
BMW.color = ‘黑色‘
BMW.wheelNum = 4 #轮子数量
BMW.move()
BMW.toot()
print(BMW.color)
print(BMW.wheelNum)

总结：

• BMW = Car()，这样就产生了一个Car的实例对象，此时也可以通过实例对象BMW来访问属性或者方法
• 第一次使用BMW.color = ‘黑色‘表示给BMW这个对象添加属性，如果后面再次出现BMW.color = xxx表示对属性进行修改
• BMW是一个对象，它拥有属性（数据）和方法（函数）

__init__()方法

想一想:

在上一小节的demo中，我们已经给BMW这个对象添加了2个属性，wheelNum（车的轮胎数量）以及color（车的颜色），试想如果再次创建一个对象的话，肯定也需要进行添加属性，显然这样做很费事，那么有没有办法能够在创建对象的时候，就顺便把车这个对象的属性给设置呢？

答:

__init__()方法

<1>使用方式

def 类名:

    def __init__():
        pass

<2>__init__()方法的调用

# 定义汽车类
class Car:

    def __init__(self):
        self.wheelNum = 4
        self.color = ‘蓝色‘

    def move(self):
        print(‘车在跑，目标:夏威夷‘)

# 创建对象
BMW = Car()

print(‘车的颜色为:%s‘%BMW.color)
print(‘车轮胎数量为:%d‘%BMW.wheelNum)

总结1

当创建Car对象后，在没有调用__init__()方法的前提下，BMW就默认拥有了2个属性wheelNum和color，原因是__init__()方法是在创建对象后，就立刻被默认调用了

想一想

既然在创建完对象后__init__()方法已经被默认的执行了，那么能否让对象在调用__init__()方法的时候传递一些参数呢？如果可以，那怎样传递呢？

# 定义汽车类
class Car:

    def __init__(self, newWheelNum, newColor):
        self.wheelNum = newWheelNum
        self.color = newColor

    def move(self):
        print(‘车在跑，目标:夏威夷‘)

# 创建对象
BMW = Car(4, ‘green‘)

print(‘车的颜色为:%s‘%BMW.color)
print(‘车轮子数量为:%d‘%BMW.wheelNum)

总结2

• __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，默认有1个参数名字为self，如果在创建对象时传递了2个实参，那么__init__(self)中出了self作为第一个形参外还需要2个形参，例如__init__(self,x,y)
• __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进去

"魔法"方法

1. 打印id()

如果把BMW使用print进行输出的话，会看到如下的信息

即看到的是创建出来的BMW对象在内存中的地址

2. 定义__str__()方法

class Car:

    def __init__(self, newWheelNum, newColor):
        self.wheelNum = newWheelNum
        self.color = newColor

    def __str__(self):
        msg = "嘿。。。我的颜色是" + self.color + "我有" + int(self.wheelNum) + "个轮胎..."
        return msg

    def move(self):
        print(‘车在跑，目标:夏威夷‘)


BMW = Car(4, "白色")
print(BMW)

总结

• 在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法
• 当使用print输出对象的时候，只要自己定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中return的数据

self

1. 理解self

看如下示例:

# 定义一个类
class Animal:

    # 方法
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def printName(self):
        print(‘名字为:%s‘%self.name)

# 定义一个函数
def myPrint(animal):
    animal.printName()


dog1 = Animal(‘西西‘)
myPrint(dog1)

dog2 = Animal(‘北北‘)
myPrint(dog2)

运行结果:

总结

• 所谓的self，可以理解为自己
• 可以把self当做C++中类里面的this指针一样理解，就是对象自身的意思
• 某个对象调用其方法时，python解释器会把这个对象作为第一个参数传递给self，所以开发者只需要传递后面的参数即可

应用:烤地瓜

为了更好的理解面向对象编程，下面以“烤地瓜”为案例，进行分析

1. 分析“烤地瓜”的属性和方法

示例属性如下:

• cookedLevel : 这是数字；0~3表示还是生的，超过3表示半生不熟，超过5表示已经烤好了，超过8表示已经烤成木炭了！我们的地瓜开始时时生的
• cookedString : 这是字符串；描述地瓜的生熟程度
• condiments : 这是地瓜的配料列表，比如番茄酱、芥末酱等

示例方法如下:

• cook() : 把地瓜烤一段时间
• addCondiments() : 给地瓜添加配料
• __init__() : 设置默认的属性
• __str__() : 让print的结果看起来更好一些

2. 定义类，并且定义__init__()方法

#定义`地瓜`类
class SweetPotato:
    ‘这是烤地瓜的类‘

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

3. 添加"烤地瓜"方法

    #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

4. 基本的功能已经有了一部分，赶紧测试一下

把上面2块代码合并为一个程序后，在代码的下面添加以下代码进行测试

mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

完整的代码为:

class SweetPotato:
    ‘这是烤地瓜的类‘

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

        #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

5. 测试cook方法是否好用

在上面的代码最后面添加如下代码:

print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)

6. 定义addCondiments()方法和__str__()方法

    def __str__(self):
        msg = self.cookedString + " 地瓜"
        if len(self.condiments) > 0:
            msg = msg + "("
            for temp in self.condiments:
                msg = msg + temp + ", "
            msg = msg.strip(", ")

            msg = msg + ")"
        return msg

    def addCondiments(self, condiments):
        self.condiments.append(condiments)

7. 再次测试

完整的代码如下:

class SweetPotato:
    "这是烤地瓜的类"

    #定义初始化方法
    def __init__(self):
        self.cookedLevel = 0
        self.cookedString = "生的"
        self.condiments = []

    #定制print时的显示内容
    def __str__(self):
        msg = self.cookedString + " 地瓜"
        if len(self.condiments) > 0:
            msg = msg + "("

            for temp in self.condiments:
                msg = msg + temp + ", "
            msg = msg.strip(", ")

            msg = msg + ")"
        return msg

    #烤地瓜方法
    def cook(self, time):
        self.cookedLevel += time
        if self.cookedLevel > 8:
            self.cookedString = "烤成灰了"
        elif self.cookedLevel > 5:
            self.cookedString = "烤好了"    
        elif self.cookedLevel > 3:
            self.cookedString = "半生不熟"
        else:
            self.cookedString = "生的"

    #添加配料
    def addCondiments(self, condiments):
        self.condiments.append(condiments)

# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print("------有了一个地瓜，还没有烤-----")
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)
print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
print("------地瓜经烤了4分钟-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了3分钟-----")
mySweetPotato.cook(3) #又烤了3分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-番茄酱------")
mySweetPotato.addCondiments("番茄酱")
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了5分钟-----")
mySweetPotato.cook(5) #又烤了5分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-芥末酱------")
mySweetPotato.addCondiments("芥末酱")
print(mySweetPotato)

隐藏数据

可能你已经意识到，查看过着修改对象的属性（数据），有2种方法

1. 直接通过对象名修改

    SweetPotato.cookedLevel = 5

2. 通过方法间接修改

    SweetPotato.cook(5)

分析

明明可以使用第1种方法直接修改，为什么还要定义方法来间接修改呢？

至少有2个原因：

• 如果直接修改属性，烤地瓜至少需要修改2部分，即修改cookedLevel和cookedString。而使用方法来修改时，只需要调用一次即可完成
• 如果直接访问属性，可能会出现一些数据设置错误的情况产生例如cookedLevel = -3。这会使地瓜比以前还生，当然了这也没有任何意义，通过使用方法来进行修改，就可以在方法中进行数据合法性的检查

应用:存放家具

#定义一个home类
class Home:

    def __init__(self, area):
        self.area = area #房间剩余的可用面积
        self.light = ‘on‘ #灯默认是亮的
        self.containsItem = []

    def __str__(self):
        msg = "当前房间可用面积为:" + str(self.area)
        if len(self.containsItem) > 0:
            msg = msg + " 容纳的物品有: "
            for temp in self.containsItem:
                msg = msg + temp.getName() + ", "
            msg = msg.strip(", ")
        return msg

    #容纳物品
    def accommodateItem(self,item):
        #如果可用面积大于物品的占用面积
        needArea = item.getUsedArea()
        if self.area > needArea:
            self.containsItem.append(item)
            self.area -= needArea
            print("ok:已经存放到房间中")
        else:
            print("err:房价可用面积为:%d,但是当前要存放的物品需要的面积为%d"%(self.area, needArea))


#定义bed类
class Bed:

    def __init__(self,area,name = ‘床‘):
        self.name = name
        self.area = area

    def __str__(self):
        msg = ‘床的面积为:‘ + str(self.area)
        return msg

    #获取床的占用面积
    def getUsedArea(self):
        return self.area

    def getName(self):
        return self.name


#创建一个新家对象
newHome = Home(100)#100平米
print(newHome)

#创建一个床对象
newBed = Bed(20)
print(newBed)

#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed)
print(newHome)

#创建一个床对象
newBed2 = Bed(30,‘席梦思‘)
print(newBed2)

#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed2)
print(newHome)

总结：

• 如果一个对象与另外一个对象有一定的关系，那么一个对象可用是另外一个对象的属性

思维升华：

• 添加“开、关”灯，让房间、床一起亮、灭

python简单学------------python面向对象

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