python, 面向对象编程Object Oriented Programming（OOP）

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

python

把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

一：封装（类内的事）

对于类的方法而言，对外只知道功能隐藏细节

假设我们要处理学生的成绩表，为了表示一个学生的成绩，面向过程的程序可以用一个dict表示:

#面向程序
std1 = { 'name': 'Michael', 'score': 98 }
std2 = { 'name': 'Bob', 'score': 81 }
def print_score(std):
    print('%s: %s' % (std['name'], std['score']))
#面向对象
class Student(object): # 继承类object，所有类最终都会继承的类
　　#属性
　　def __init__(self, name, score):
 　 　　self.name = name self.score = score 
　　#数据封装,类的方法,为了和类关联起来
　　def print_score(self): 
　　　　print('%s: %s' % (self.name, self.score)) 
#封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法
    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'
#给对象发消息就是调用对象对应的关联函数，称为对象的方法，实例
 bart = Student('Bart Simpson', 59)
 bart.print_score()
#类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，各个实例拥有的数据都互相独立，互不影响；

访问限制

#属性的名称前加上两个下划线__，私有变量（private），只有内部可以访问
class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score
    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
#如果外部代码要获取name和score怎么办？可以给Student类增加get_name和get_score这样的方法
    def get_name(self):
        return self.__name
    def get_score(self):
        return self.__score
#如果又要允许外部代码修改score
    def set_score(self, score):
        self.__score = score
#bart.score = 59也可以修改，因为在方法中，可以对参数做检查，避免传入无效的参数
    def set_score(self, score):
        if 0 <= score <= 100:
            self.__score = score
        else:
            raise ValueError('bad score')
#变量名类似__xxx__的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的
#一个下划线开头的实例变量名，比如_name，这样的实例变量外部是可以访问的但是约定为私有变量
#不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name，强烈建议你不要这么干，因为不同版本的Python解释器可能会把__name改成不同的变量名
>>> bart._Student__name
'Bart Simpson'

二：继承（类之间的事）

子类从属父类的属性和方法，也可自己定义，覆盖父类或添加。

当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）

 1 class Animal(object):
 2     def run(self):
 3         print('Animal is running...')
 4 
 5 #继承
 6 #对于Dog来说，Animal就是它的父类，对于Animal来说，Dog就是它的子类
 7 class Dog(Animal):
 8     pass
 9 
10 class Cat(Animal):
11     pass
12 
13 #子类获得了父类的全部功能
14 dog = Dog()
15 dog.run()
16 #结果
17 Animal is running...
18 
19 #可以对子类增加一些方法
20 class Dog(Animal):
21 
22     def run(self):
23         print('Dog is running...')
24 
25     def eat(self):
26         print('Eating meat...')
27 
28 #子类和父类都存在相同的run()方法时，子类的run()覆盖了父类的run()
29 dog = Dog()
30 dog.run()
31 #结果，多态
32 Dog is running...

三：多态

定义一个class的时候，实际上就定义了一种数据类型，和Python自带的数据类型，比如str、list、dict没什么两样

 1 a = list() # a是list类型
 2 b = Animal() # b是Animal类型
 3 c = Dog() # c是Dog类型
 4 
 5 #判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()
 6 >>> isinstance(a, list)
 7 True
 8 >>> isinstance(b, Animal)
 9 True
10 >>> isinstance(c, Dog)
11 True
12 #个实例的数据类型是某个子类，那它的数据类型也可以被看做是父类
13 >>> isinstance(c, Animal)
14 True
15 #反过来就不行
16 >>> isinstance(b, Dog)
17 False

传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法

def run_twice(animal):
    animal.run()
    animal.run()
>>> run_twice(Animal())
Animal is running...
Animal is running...
>>> run_twice(Dog())
Dog is running...
Dog is running...

著名的“开闭”原则：

对扩展开放：允许新增Animal子类；

对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。

静态语言和动态语言

对于静态语言（例如Java）来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则，将无法调用run()方法。

对于Python这样的动态语言来说，则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了

这就是动态语言的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那它就可以被看做是鸭子

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