Python-面向对象1

一、面向过程和面向对象

1.面向过程：是一种以事件为中心的编程思想，更关注过程。简单的问题可以用面向过程的思路来解决，直接有效，但是当问题的规模变得更大时，用面向过程的思想是远远不够的。所以慢慢就出现了面向对象的编程思想。

优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源；比如单片机、嵌入式开发、 Linux/Unix等一般采用面向过程开发，性能是最重要的因素。
缺点：不易维护、复用和拓展

2.面向对象：世界上的每个人或事务都能看成一个对象，每个对象都有自己的属性和行为，对象与对象之间通过方法来交互。面向对象是一种以“对象”为中心的编程思想，把要解决的问题分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个对象在整个解决问题的步骤中的属性和行为。

优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护
缺点：性能比面向过程低

3.扩展：高内聚、低耦合

①内聚：模块内部的代码，例如方法，变量，对象，或者是功能模块。相互之间的联系越强，内聚就越高，模块的独立性就越好。一个模块应该尽量的独立，去完成独立的功能

②耦合：模块与模块之间有些操作是有关联的，例如水桶效应，一个水桶若是有一块木板比其他木板短，那么这个水桶装的水也就会相应减少，因此模块与模块之间的关系越是紧密，独立性就越不好，就容易产生连锁反应

③模块：就是将大型系统的复杂问题，分成不同的小模块，去处理问题

二、类和对象

1.类：

①定义：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构成：三部分

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

③举例：人类

名称：人
属性：姓名、身高、年纪
方法：吃饭、睡觉、上厕所

④抽象类：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

⑤举例：小明在公交车上牵着一只叼着热狗的狗

小明 --- 人类
公交车 --- 交通工具类
热狗 --- 实物类
狗 --- 狗类

⑥格式：

#动物类
class Animal(object):#猫的实例方法def cat(self):pass#狗的实例方法def dog(self):pass

说明：

object是Python里所有类的最顶级父类
类名的命名规则按照"大驼峰命名法"
cat和dog是实例方法
第一个参数一般是self，表示实例对象本身，也可以使用其它的名字，其作用是设置一个变量，这个变量指向了实例对象

2.对象：

①定义：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

②案例(实例化对象)：

对象名1 = 类名()
对象名2 = 类名()
对象名3 = 类名()#创建动物类
class Animal(object):#实例方法def cat(self):print(self)print("我是一只修牟")def dog(self):print("我是一只修勾")
#实例化对象
a=Animal()
#默认打印对象存在的内存地址
print(a)
#id(实例化对象) 输出内存地址的十进制表达形式
print(id(a))

③添加和获取对象的属性：

#创建英雄类
class Hero(object):#实例方法def attack(self):print("英雄放出了大招")def move(self):print("英雄放出了闪现")
#实例化对象
h=Hero()#给对象添加属性，以及对应的属性值
h.name="武则天"
h.hp=2333
h.atk=666
h.voice="普天之下，莫非王土"#通过 . (成员选择运算符)，获取实例化对象的属性值
print("❤英雄%s的血量为：%d❤"%(h.name,h.hp))
print("❤英雄%s的攻击为：%d❤"%(h.name,h.atk))
print("❤英雄%s的语音为：%s❤"%(h.name,h.voice))#通过 . (成员选择运算符)，获取实例化对象的实例方法
h.attack()
h.move()

④在方法内通过self获取对象属性：

#创建英雄类
class Hero(object):def attack(self):print("英雄放出了大招")def move(self):print("英雄放出了闪现")def info(self):#在类的实例方法中，通过self获取对象的属性值print("❤英雄%s的血量为：%d❤" % (self.name, self.hp))print("❤英雄%s的攻击为：%d❤" % (self.name, self.atk))print("❤英雄%s的语音为：%s❤" % (self.name, self.voice))
#实例化对象
h=Hero()#给对象添加属性，以及对应的属性值
h.name="武则天"
h.hp=2333
h.atk=666
h.voice="普天之下，莫非王土"#通过 . (成员选择运算符)，获取实例化对象的实例方法
h.info()
h.attack()
h.move()

三.魔法方法：

1.介绍：Python的类里提供的，两个下划线开始，两个下划线结束的方法，就是魔法方法

2.__init__()：

①定义：

__init__()就是一个魔法方法，通常用来做属性初始化或赋值操作，在实例化对象的时候会被自动调用
__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过去。
如果类面没有写__init__方法，Python会自动创建，但是不执行任何操作
一个类里无论自己是否编写__init__方法一定有__init__方法

②案例：

#创建英雄类
class Hero(object):def __init__(self):# 给对象添加属性，以及对应的属性值self.name = "貂蝉"self.hp = 5555self.atk = 444self.voice = "来欣赏妾身的舞姿吧"def attack(self):print("英雄放出了大招")def move(self):print("英雄放出了净化")def info(self):#在类的实例方法中，通过self获取对象的属性值print("❤英雄%s的血量为：%d❤" % (self.name, self.hp))print("❤英雄%s的攻击为：%d❤" % (self.name, self.atk))print("❤英雄%s的语音为：%s❤" % (self.name, self.voice))
#实例化对象
h=Hero()#通过 . (成员选择运算符)，获取实例化对象的实例方法
h.info()
h.attack()
h.move()

③有参数的__init__()方法：

在类内部获取属性和实例方法，通过self获取
在类外部获取属性和实例方法，通过对象名获取
如果一个类有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有各自独立的地址
但是实例方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间。类会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法

#创建英雄类
class Hero(object):def __init__(self,name,hp,atk,voice):# 给对象添加属性，以及对应的属性值self.name = nameself.hp = hpself.atk = atkself.voice = voicedef attack(self):print("对你放出了小心心")def move(self):print("开启大招加移速")def info(self):#在类的实例方法中，通过self获取对象的属性值print("❤英雄%s的血量为：%d❤" % (self.name, self.hp))print("❤英雄%s的攻击为：%d❤" % (self.name, self.atk))print("❤英雄%s的语音为：%s❤" % (self.name, self.voice))
#实例化对象
dj=Hero("妲己",2000,5000,"主人~来和妲己玩耍吧")
yyh=Hero("杨玉环",6666,1234,"云想衣裳花想容,春风拂槛露华浓")#通过 . (成员选择运算符)，获取实例化对象的实例方法
dj.info()
dj.attack()
print("*"*30)
yyh.info()
yyh.move()

3.__str__()：

①定义：

当使用print输出对象的时候，默认打印对象的内存地址。如果类定义了__str__(self)方法，那么就会打印在这个方法中 return 的数据
__str__方法通常返回一个字符串，作为这个对象的描述信息

②案例：

#创建人物类
class Characters():def __init__(self,name,skills):self.name=nameself.skills=skillsdef labs(self):print("我是野原新之助")def info(self):print("人物名字为%s,擅长的技能为%s"%(self.name,self.skills))#实例化对象
c=Characters("小新","大象舞")
#print输出对象，默认输出内存地址
print(c)
#输出十进制内存地址
print(id(c))
#输出信息
c.info()

#创建修勾类
class Dogs():def __init__(self,color,body):self.color=colorself.body=bodydef labs(self):print("我是拉布拉多")def __str__(self):#在类的实例方法中，通过self获取对象的属性值#__str__方法通常返回一个字符串，作为这个对象的描述信息# return "❤修勾的颜色为%s,体型为%s❤"%(self.color,self.body)return "abc"
#输出对象 内容为__str__中return的值
d=Dogs("棕色","strong")
print(d)

4.__doc__：

①定义：查看类的文档说明，也就是类的注释，只输出三单引号或者三双引号内的注释

②案例：

#创建修勾类
class Dogs():'''创建init方法'''def __init__(self,color,body):self.color=colorself.body=bodydef labs(self):print("我是拉布拉多")def __str__(self):"""在类的实例方法中，通过self获取对象的属性值__str__方法通常返回一个字符串，作为这个对象的描述信息return "❤修勾的颜色为%s,体型为%s❤"%(self.color,self.body)"""return "abc"
#__doc__输出类的多行注释
print(Dogs.__doc__)
print(Dogs.__str__.__doc__)

5.__del__()：

①定义：当删除对象时，python解释器会默认调用一个方法，这个方法为__del__()方法

②案例：

#创建英雄类
class Hero(object):def __init__(self,name):print("__init__被调用")self.name = namedef __del__(self):print("__del__被调用")print("%s被猴子敲死了"%self.name)
#创建对象
h=Hero("鲁班")
#删除对象
print("%d被删除1次"%id(h))
del(h)

6.__dict__：

①定义：调用__dict__ 方法，查询类或者对象的成员

②案例：

#创建人物类
class Characters():def __init__(self,name,skills):self.name=nameself.skills=skillsdef labs(self):print("我是野原新之助")def query(self):for k,v in self.__dict__.items():print(k,v)#查看类成员
print("类成员：",Characters.__dict__)
#查看对象成员
c=Characters("野原新之助","大象舞")
print("对象成员：",c.__dict__)
#调用定义的__dict__方法获取成员
c.query()

#运行结果
类成员： {'__module__': '__main__', '__init__': <function Characters.__init__ at 0x000002287A8B9A20>, 'labs': <function Characters.labs at 0x000002287A8B9AB0>, 'query': <function Characters.query at 0x000002287A8B9B40>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Characters' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Characters' objects>, '__doc__': None}
对象成员： {'name': '野原新之助', 'skills': '大象舞'}
name 野原新之助
skills 大象舞

7.__new__：

①定义：

__new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
__new__不写的话默认是存在的，默认返回cls
__new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，没有返回值，__init__实例化方法不会被调用，可以return父类__new__出来的实例，或者直接是object__new__出来的实例
__init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值
我们可以将类比作制造商，__new__方法就是前期的原材料购买环节，__init__方法就是在有原材料的基础上，加工、初始化商品的环节

②案例：

#定义魔法方法类
class MagicMethod():#定义初始化方法def __init__(self):print("我是初始化方法__init__")#定义new方法#没有返回值，init方法不被调用def __new__(cls, *args, **kwargs):print("我是new方法")#实例化
MagicMethod()#定义魔法方法类
class MagicMethod():#定义初始化方法def __init__(self):print("我是初始化方法__init__")#定义new方法#有返回值，把cls赋值给self，调用init方法def __new__(cls, *args, **kwargs):return object.__new__(cls)#实例化
MagicMethod()

8.__mro__：

①定义：在调用方法时，会对当前类以及所有的基类进行一个搜索，以确定该方法之所在，而这个搜索的顺序就是MRO

②搜索算法：Python2.3以后MRO的实现是基于C3算法

本地优先级：指声明时父类的顺序，比如C(A,B)，如果访问C类对象属性时，应该根据声明顺序，优先查找A类，然后再查找B类
单调性：如果在C的解析顺序中，A排在B的前面，那么在C的所有子类里，也必须满足这个顺序

③案例：

#创建狗类（父类）
class Dogs():def __init__(self):self.sounds="汪汪汪"def animalSounds(self):print("修勾的叫声为%s"%self.sounds)def animalType(self):print("这是一只短腿柯基")
#创建猫类（父类）
class Cats():def __init__(self):self.sounds="喵喵喵"def animalSounds(self):print("修牟的叫声为%s"%self.sounds)def animalType(self):print("这是一只英短蓝猫")
#创建动物类（子类）
class Animal(Dogs,Cats):pass#创建子类实例
a=Animal()
#调用父类的属性
print(a.sounds)
#调用父类的方法
a.animalType()
#子类的魔法属性__mro__决定了属性和方法的查找顺序
print(Animal.__mro__)

9.__all__：

①定义：用于模块导入时限制

②特点：

被导入模块若定义了__all__属性，则只有__all__内指定的属性、方法、类可被导入
若没定义，则导入模块内的所有公有属性，方法和类
__all__可以导入私有方法和属性
__all__变量是一个由string元素组成的list变量，写成元组也可

③案例：

#创建all1.py
#指定被导入的类、方法和属性，私有化方法和属性也可导入
#__all__=("A","__func2","hello")
__all__=["A","__func2","hello"]
#创建A类
class A():#创建私有化属性_today='2022-04-18'def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef get_today(self):return self._today
#创建B类
class B():def __init__(self,hobby,sex):self.hobby=hobbyself.sex=sex
#创建方法1
def func1():print("func1被导入")
#创建私有化方法2
def __func2():print("func2被导入")
#定义属性hello
hello="world"

#创建all2.py
#导入all1中的全部信息
from all1 import *#实例化对象
a=A("刘耀文",16)
print(a.name,a.age)
#获取私有化属性
print(a.get_today())
#获取私有化方法
__func2()
#获取属性
print(hello)

10.__call__():

①定义：

call()方法是Python中一个很特殊的方法。凡是可调用对象，都可以通过调用__call__()方法来调用该对象。如果类中定义了__call__()方法，那么该类的实例对象也将成为可调用对象。该对象被调用时，将执行__call__()方法中的代码。
Python中那些能够在后面加()来调用执行的对象，被称为可调用对象。可调用对象包括自定义函数、Python内置函数、实例对象和实例方法等。

②案例：

调用自定义函数

#自定义函数
def callTest():print("Function callTest() is called")#调用自定义函数
print("Function test() is callable: %s" %callable(callTest))
#直接调用
callTest()
#通过__all__()调用
callTest.__call__()

调用内置函数

#内置函数
myList=[22,33,99,11,55]#调用内置函数
print("Function test() is callable: %s" %callable(max))
#直接调用
print(max(myList))
#通过__all__()调用
print(max.__call__(myList))

调用类的实例对象
如果一个类中没有定义__call__()方法，那么这个类的实例对象是不可以被调用的
如果类中定义了__call__()方法，那么这个类的实例对象是可以被调用的，调用该实例对象就是执行__call__()方法中的代码

#类的实例对象
class CallTest():pass#类的实例对象不可以被调用
c=CallTest()
print("Function test() is callable: %s" %callable(c))#类的实例对象
class CallTest():def __call__(self, *args, **kwargs):print("我是一个call方法，可以调用类的实例对象了")#类的实例对象可以被调用
c=CallTest()
print("Function test() is callable: %s" %callable(c))
#调用类的实例对象
c()

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