python之面向对象编程一
概述:
- 面向过程:根据业务逻辑从上到下写垒代码
- 函数式:将某功能代码封装到函数中,日后便无需重复编写,仅调用函数即可
- 面向对象:对函数进行分类和封装,让开发“更快更好更强...”
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,开发过程中最常见的操作就是粘贴复制,即:将之前实现的代码块复制到现需功能处。随着时间的推移,开始使用了函数式编程,增强代码的重用性和可读性。今天学习新的编程方式:面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP,面向对象程序设计)
创建类和对象
面向对象编程是一种编程方式,此编程方式的落地需要使用 “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 class people: 2 def wave(self): 3 print('Hello World!') 4 5 obj = people()
class为关键字,表示创建一个people的类 ,def wave为创建类中的函数,obj则是class创建的实例对象。
ps:类中的函数第一个参数必须是self, 类中定义的函数叫做 “方法”。
class people: def jon(self): print('say Hello!') def tom(self,name): print('say hello %s'%name) obj = people() obj.jon() #执行jon方法 obj.tom('Jerry') #执行tom方法
通过上面代码演示,你会认为使用函数式编程和面向对象编程方式来执行一个“方法”时函数要比面向对象简便
- 面向对象:【创建对象】【通过对象执行方法】
- 函数编程:【执行函数】
观察上述对比答案则是肯定的,然后并非绝对,场景的不同适合其的编程方式也不同。
总结:函数式的应用场景 --> 各个函数之间是独立且无共用的数据。
面向对象的三大特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态。
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
# 创建类 class people: def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age #根据类people创建对象 #自动执行people类的__init__方法 p1 = people('xixi',21) p2 = people('hehe',23)
上面代码__init__()称为构造方法,根据类创建对象时自动执行
将xixi,21分别封装到people的name和age属性中
self是一个形式参数,当执行p1 = people('xixi',21)时,self等于p1
同理p2 = people('hehe',23)时,self等于p2
所以,内容实际被封装到了对象,p1,p2中,每个对象都有name和age属性,都封装到对象p1,2中
第二步:从某处调用被封装的内容
调用被封装的内容时,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
对象 p1 和 p2 在存储到内存中,根据保存格式可以如此调用被封装的内容:对象.属性名
1 class people: 2 def __init__(self,name,age): 3 self.name = name 4 self.age = age 5 #根据类people创建对象 6 #自动执行people类的__init__方法 7 p1 = people('xixi',21) 8 print(p1.name) #直接调用p1对象的name属性 9 print(p1.age) #p1的age属性 10 p2 = people('hehe',23) 11 print(p2.name) 12 print(p2.age)
2、通过self间接调用被封装的内容
执行类中的方法时,需要通过self间接调用被封装的内容:
1 class people: 2 def __init__(self,name,age): 3 self.name = name 4 self.age = age 5 6 def attr(self): 7 print(self.name) 8 print(self.age) 9 #根据类people创建对象 10 #自动执行people类的__init__方法 11 p1 = people('xixi',21) 12 p1.attr() 13 p2 = people('hehe',23) 14 p2.attr()
Python默认会将p1传给self参数,即:p1.attr(p1),所以,此时方法内部的 self = p1,即:self.name 是 xixi ;self.age 是 12,同理,p2也是如此.
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者self间接获取被封装的内容。
练习:在终端输出如下信息
小明,10岁,男,上山去砍柴 小明,10岁,男,开车去东北 小明,10岁,男,最爱大保健 老李,90岁,男,上山去砍柴 老李,90岁,男,开车去东北 老李,90岁,男,最爱大保健
def kanchai(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender) def qudongbei(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender) def dabaojian(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender) kanchai('小明', 10, '男') qudongbei('小明', 10, '男') dabaojian('小明', 10, '男') kanchai('老李', 90, '男') qudongbei('老李', 90, '男') dabaojian('老李', 90, '男')
class Foo: def __init__(self, name, age ,gender): self.name = name self.age = age self.gender = gender def kanchai(self): print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender) def qudongbei(self): print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender) def dabaojian(self): print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender) xiaoming = Foo('小明', 10, '男') xiaoming.kanchai() xiaoming.qudongbei() xiaoming.dabaojian() laoli = Foo('老李', 90, '男') laoli.kanchai() laoli.qudongbei() laoli.dabaojian()
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。
如:
男孩:talk,sleep,walk,eat
女孩:talk,sleep,walk,eat
class man: def talk(self): print '喵喵叫' def eat(self): # do something def walk(self): # do something def slepp(self): # do something class woman: def talk(self): print '喵喵叫' def eat(self): # do something def walk(self): # do something def slepp(self): # do something
上述代码不难看出,talk,sleep,walk,eat是男和女都具有的功能,而我们却分别的男和nv的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想,如下实现:
people:talk,sleep,walk,eat
man:喝酒
woman:穿裙子
class people: def eat(self): # do something def walk(self): # do something def eat(self): # do something def sleep(self): # do something # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class man(people): def 喝酒(self): print '喝酒' # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class woman(people): def 穿裙子(self): print '穿裙子'
class people: def eat(self): print "%s 吃 " %self.name def walk(self): print "%s 走 " %self.name def sleep(self): print "%s 睡 " %self.name def talk(self): print "%s 说 " %self.name class man(people): def __init__(self, name): self.name = name def drink(self): print '喝酒' class woman(Animal): def __init__(self, name): self.name = name def wear(self): print '穿裙子' # ######### 执行 ######### p1 = man('yu') p1.eat() p2 = man('li') p2.drink() p3 = Dog('liu') p3.eat()
所以,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,子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。
注:除了子类和父类的称谓,你可能看到过 派生类 和 基类 ,他们与子类和父类只是叫法不同而已。
那么问题又来了,多继承呢?
- 是否可以继承多个类
- 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数,那么那一个会被使用呢?
1、Python的类可以继承多个类,Java和C#中则只能继承一个类
2、Python的类如果继承了多个类,那么其寻找方法的方式有两种,分别是:深度优先和广度优先
- 当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找
- 当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找
经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类。
经典类:
class p1: pass class p2(p1): pass
新式类:
class p1(object): pass class p2(p1): pass
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()
class D(object): 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 # 所以,查找顺序:A --> B --> C --> D # 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()
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
注意:在上述查找过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
三、多态
Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法,但是原生多态,其Python崇尚“鸭子类型”。
“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。”
我们并不关心对象是什么类型,到底是不是鸭子,只关心行为。
鸭子类型在动态语言中经常使用,非常灵活,使得python不想java那样专门去弄一大堆的设计模式。
class F1: pass class S1(F1): def show(self): print 'S1.show' class S2(F1): def show(self): print 'S2.show' def Func(obj): print obj.show() s1_obj = S1() Func(s1_obj) s2_obj = S2() Func(s2_obj)
总结
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍,总结如下:
- 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,模板中包装了多个“函数”供使用
- 对象,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
- 面向对象三大特性:封装、继承和多态.
类和对象在内存中是如何保存?
类以及类中的方法在内存中只有一份,而根据类创建的每一个对象都在内存中需要存一份,大致如下图:
如上图所示,根据类创建对象时,对象中除了封装 name 和 age 的值之外,还会保存一个类对象指针,该值指向当前对象的类。
当通过p1执行 【方法一】 时,过程如下:
- 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
- 将对象 p1当作参数传给 方法的第一个参数 self
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