Task 07--面向对象的编程

Task 07–面向对象的编程

Python 是一门“面向对象的编程语言”（Object Oriented Programming）。这是指 Python 中有一个叫做类（class）的结构，能够让你用一种特定的方式结构化你的软件。通过使用类，你可以让你的程序保持连贯性，使用起来更清晰。至少理论上是这样。

一、类（class）

1.1 类(class)的概念及实例

在学习前我对‘类’的概念还十分模糊，认为类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态，大概与“物以类聚”相似。下面进行实例练习：

class Song(object):def __init__(self, lyrics):self.lyrics = lyricsdef sing_me_a_song(self):for line in self.lyrics:print(line)happy_bday = Song(["Happy birthday to you","I don't want to get sued","So I'll stop right there"])bulls_on_parade = Song(["They rally around tha family","With pockets full of shells"])
happy_bday.sing_me_a_song()
bulls_on_parade.sing_me_a_song()

Happy birthday to you
I don't want to get sued
So I'll stop right there
They rally around tha family
With pockets full of shells

同样，根据前面的学习，遇到不懂的代码，通过进行逐句写标注的方式进行理解

class Song(object):#通过class定义类Song，类Song是从类object上继承下来的def __init__(self, lyrics):#通过定义__init__()函数，把lyrics属性绑定到即将创建的实例上去self.lyrics = lyrics#理解起来有些困难def sing_me_a_song(self):#定义函数sing_me_a_song，参数为self，也就是上面创建的实例for line in self.lyrics:#这里使用for...in循环将列表内的每一个元素代入变量lineprint(line)#并打印字符串happy_bday = Song(["Happy birthday to you","I don't want to get sued","So I'll stop right there"])bulls_on_parade = Song(["They rally around tha family","With pockets full of shells"])#根据类Song,通过类名+()创建出Song的实例。对象happy_bday和对象bulls_on_parade分别指向Song的两个实例
happy_bday.sing_me_a_song()
bulls_on_parade.sing_me_a_song()#调用函数sing_me_a_song，对象分别为happy_bday和bulls_on_parade

通过上面的标注以及查找相关资料对‘类’的理解加深了一些。比如：
class后面紧接着是类名，类名通常是大写开头的单词，紧接着是(object)，表示该类是从哪个类继承下来的。通常，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类。
但是代码中的init()方法、使用类的方法还是不太理解。

1.2 附加练习

1、用这个方法再写一些歌，确保你明白你正在用字符列表来传歌词。

class Song(object):def __init__(self,lyrics):self.lyrics = lyricsdef sing_me_a_song(self):for line in self.lyrics:print(line)
Vanilla = Song(["First time I met you in America","You showed me the way to your lonely mars","Where I tumbled down","Where I fall apart","Would you let me call your name","Vanilla"])Vanilla.sing_me_a_song()

First time I met you in America
You showed me the way to your lonely mars
Where I tumbled down
Where I fall apart
Would you let me call your name
Vanilla

2、把歌词放在一个单独的变量里，然后把这个变量放在类里面来使用。

class Song(object):def __init__(self,lyrics):self.lyrics = lyricsdef sing_me_a_song(self):for line in self.lyrics:print(line)lyrics_1 = ["First time I met you in America","You showed me the way to your lonely mars","Where I tumbled down","Where I fall apart","Would you let me call your name","Vanilla"]Vanilla = Song(lyrics_1)Vanilla.sing_me_a_song()

First time I met you in America
You showed me the way to your lonely mars
Where I tumbled down
Where I fall apart
Would you let me call your name
Vanilla

这一题的意思我认为是，用单独变量存储歌词，然后把这个变量作为参数传递给类。
3、在网上搜搜“面向对象的编程”，然后填满你的大脑。别担心你看不懂，因为几乎一半的东西我也看不懂。

1.3 面向对象的编程

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。
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。

class是关键字，表示类
创建对象，类名称后加括号即可
注：类中的函数第一个参数必须是self（详细见：类的三大特性之封装）
类中定义的函数叫做 “方法”。

面向对象三大特性
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

self 是一个形式参数（形式参数在前面的练习有写到）

当执行 obj1 = Foo(‘wupeiqi’, 18 ) 时，self 等于 obj1
当执行 obj2 = Foo(‘alex’, 78 ) 时，self 等于 obj2

所以，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每个对象中都封装了 name 和 age ，之前说的“内容封装到某处”其在内容里类似于下图来保存。

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

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名

class Foo:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = ageobj1 = Foo('wupeiqi', 18)
print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性obj2 = Foo('alex', 73)
print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
print obj2.age     # 直接调用obj2对象的age属性

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

class Foo:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef detail(self):print self.nameprint self.ageobj1 = Foo('wupeiqi', 18)
obj1.detail()  # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18obj2 = Foo('alex', 73)
obj2.detail()  # Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78

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。
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。如下图所示：

多继承问题详见参考链接。
三、多态

Pyhon不支持多态并且也用不到多态，多态的概念是应用于Java和C++这一类强类型语言中
参考链接：https://www.cnblogs.com/zunchang/p/7965685.html

那么什么样的代码才是面向对象？

简单来说，如果程序中的所有功能都是用类和对象来实现，那么就是面向对象编程了。

二、学着去说面向对象

在这个练习中，我要教你如何去说“面向对象”。我所做的就是给你一些你需要了解的词和定义。然后我会给出一些需要填空的句子让你去理解。最后，你要完成一个大练习，从而在大脑中巩固这些句子。

2.1 词汇训练

类（class）：告诉 Python 创建一个新类型的东西（Tell Python to make a new type of thing）。

对象（object）两种含义：最基本类型的东西, 任何实例。（the most basic type of thing, and any instance of something.）

实例（instance）：当你告诉 Python 创建一个类的时候你所得到的东西。（What you get when you tell Python to create a class.）

def ：你如何在类里面定义一个函数。（How you define a function inside a class.）

self ：在一个类的函数里面，self 是被访问的实例/对象的一个变量。（Inside the functions in a class, self is a variable for the instance/object
being accessed.）

继承（inheritance）：关于一个类能从另一个类那里继承它的特征的概念，很像你和你的父母。（The concept that one class can inherit traits from another class, much like you and your parents.）

组合（composition）：关于一个类可以由其他一些类构成的概念, 很像一辆车包含几个轮子。（The concept that a class can be composed of other classes as parts, much like how a car has wheels.）

属性（attribute）：类所拥有的从组合那里得到的特性，通常是变量。（A property classes have that are from composition and are usually variables.）

is-a ：一种用来表达某物继承自一种东西的表述, 就像“三文鱼是一种鱼”。（A phrase to say that something inherits from another, as in a “salmon” is a “fish.”）

has-a ：一种用来表达某物是由一些东西组成或具有某种特性的表述，就像“三文鱼有一个嘴巴”。（A phrase to say that something is composed of other things or has a trait, as in “a salmon has-a mouth.”）

花点时间为这些术语做一些闪词卡（flash cards）并记住它们，虽然在你完成这个练习之前单纯的记忆没有任何意义，但你必须要先了解这些基础的词汇。

2.2 短语训练

接下来是一些 Python 代码片段以及右边的解释。

class X(Y) ：创建一个名为 X 并继承自 Y 的类。(“Make a class named X that is-a Y.”)
class X(object): def init(self, J) 类 X 有一个带有 self 和 J 参数的 init 函数。(“class X has-a init that takes self and J parameters.”)
class X(object): def M(self, J)：类 X 有一个带有 self 和 J 参数的 M 函数。(“class X has-a function named M that takes self and J parameters.”)
foo = X()：设 foo 为类 X 的一个实例。(“Set foo to an instance of class X.”)
foo.M(J) 从 foo 那里获取 M 函数，并用 self 和 J 参数来调用它。(“From foo, get the M function, and call it with parameters self, J.”)
foo.K = Q 从 foo 那里获取 K 属性，并设它为 Q。(“From foo, get the K attribute, and set it to Q.”)
在上述每一句中，当你看到 X, Y, M, J, K, Q, 以及 foo, 你可以把它们当做空格，比如，我还可以把这些句子写成：
1.“Make a class named ??? that is-a Y.”
（创建一个名为 ??? 的类，它继承自 Y。）
2.“class ??? has-a init that takes self and ??? parameters.”
（类 ??? 有一个带了 self 和 ??? 参数的 init。）
3.“class ??? has-a function named ??? that takes self and ??? parameters.”
（类 ??? 有一个名为 ??? 的函数，这个函数带有 self 和 ??? 两个参数。）
4.“Set foo to an instance of class ???.”
（设 foo 为类 ??? 的一个实例。）
5.“From foo, get the ??? function, and call it with self=??? and parameters ???.”
（从 foo 那里获取 ??? 函数，并用 self=??? 以及参数 ??? 来调用它。）
6.“From foo, get the ??? attribute, and set it to ???.”
（从 foo 那里获取 ??? 属性，把它设为 ???。）

2.3 读更多代码（以后的任务）

你现在需要继续读更多的代码，并在这些代码中复习你之前学过的短语。试着找到尽可能多的包含类的文件，然后跟着如下要求去做：

1、给出每个类的名字，以及其他的类从它那里继承了什么。

2、在每个类下面，列出它所拥有的函数以及它们的参数。

3、列出所有它用 self 使用的属性。

4、对于每个属性，给出它继承自哪个类。

这些练习的目的是过一遍真实的代码，并试着把你学过的短语和它们的用法匹配和关联起来。如果你做足了训练，你会开始看到这些匹配模式（match patterns）呼之欲出，而不再是一些你不明白的空格或字符。

三、总结

3.1相关知识

概念

类(class)的概念：
class后面紧接着是类名，类名通常是大写开头的单词，紧接着是(object)，表示该类是从哪个类继承下来的。通常，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类。
实例(instance)的概念：
定义好了类，就可以根据类创建出该类的实例，创建实例是通过类名+()实现的。
init()函数的概念：
在创建实例的时候，把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的__init__方法，在创建实例的时候，就把你认为必须绑定的属性绑上去。

注意

类相当于盖楼房的图纸一样，虽然定义了有哪些成员，但并没有实际的空间
类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占有实际空间（用来存储成员变量）
注意到__init__方法的第一个参数永远是self，表示创建的实例本身，因此，在__init__方法内部，就可以把各种属性绑定到self，因为self就指向创建的实例本身。
有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了，必须传入与__init__方法匹配的参数，但self不需要传，Python解释器自己会把实例变量传进去。

3.2 总结

最后一个task了，其中的一些知识理解起来还是有些困难，比较抽象，比如第一个附加练习，需要在查阅资料的基础上再进行理解，建议遇到这种抽象化的知识点课程，可以多加几个实例~，教程给出的方法还是很实用的，需要后面自己上手编程时多加练习。感谢一起乘风破浪的船员们和航海士们，期待下一次的组队学习！