python基础学习笔记12:Python面向对象编程
面向对象编程思想
1、什么是面向过程
传统的面向过程的编程思想总结起来就八个字——自顶向下,逐步细化!
- 将要实现的功能描述为一个从开始到结束按部就班的连续的“步骤”
- 依次逐步完成这些步骤,如果某一个步骤的难度较大,又可以将该步骤再次细化为若干个子步骤,以此类推,一直到结尾并得到我们想要的结果
就是把要开发的系统分解为若干个步骤,每个步骤就是函数,当所有步骤全部完成以后,则这个系统就开发完毕了!
案例分析
以到培训机构报名学习这件事情来分析,可以分成哪些步骤:
- 开始
- 学生提出报名
- 学生提供相关材料
- 学生缴纳学费,获得缴费凭证
- 教师凭借学生缴费凭证进行分配班级
- 班级增加学生信息
- 结束
所谓的面向过程,就是将上面分析好了的步骤,依次执行就行了!
2、什么是面向对象
思考:上面的整个报名过程,都有哪些动词?
提出、提供、缴纳、获得、分配、增加
有动词就一定有实现这个动作的实体!
所谓的模拟现实世界,就是使计算机的编程语言在解决相关业务逻辑的时候,与真实的业务逻辑的发生保持一致,需要使任何一个动作的发生都存在一个支配给该动作的一个实体(主体),因为在现实世界中,任何一个功能的实现都可以看做是一个一个的实体在发挥其各自的“功能”(能力)并在内部进行协调有序的调用过程!
3、使用面向对象实现报名系统开发
☆ 第一步:分析哪些动作是由哪些实体发出的
- 学生提出报名
- 学生提供相关资料
- 学生缴费
- 机构收费
- 教师分配教室
- 班级增加学生信息
于是,在整个过程中,一共有四个实体:学生、机构、教师、班级!在现实中的一个具体的实体,就是计算机编程中的一个对象!
☆ 第二步:定义这些实体,为其增加相应的属性和功能
属性就是实体固有的某些特征特性信息,在面向对象的术语中,属性就是以前的变量。比如:
- 一个人的属性有:身高、体重、三围、姓名、年龄、学历、电话、籍贯、毕业院校等
- 一个手机的属性有:价格、品牌、操作系统、颜色、尺寸等
功能就是就是实体可以完成的动作,在面向对象的术语中,功能就是封装成了函数或方法
☆ 第三步:让实体去执行相应的功能或动作
- 学生提出报名
- 学生提供相关资料
- 教师登记学生信息
- 学生缴费
- 机构收费
- 教师分配教室
- 班级增加学生信息
4、面向对象编程思想迁移
以前写代码,首先想到的是需要实现什么功能——调用系统函数,或者自己自定义函数,然后按部就班的执行就行了!
以后写代码,首先想到的是应该由什么样的主体去实现什么样的功能,再把该主体的属性和功能统一的进行封装,最后才去实现各个实体的功能。
注意:面向对象并不是一种技术,而是一种思想,是一种解决问题的思维方式!
所以,面向对象的核心思想是:不仅仅是简单的将功能进行封装(封装成函数),更是对调用该功能的主体进行封装,实现某个主体拥有多个功能,在使用的过程中,先得到对应的主体,再使用主体去实现相关的功能!
5、面向对象要比面向过程好?
一个面试题:面向过程和面向对象的区别?
- 都可以实现代码重用和模块化编程,面向对象的模块化更深,数据也更封闭和安全
- 面向对象的思维方式更加贴近现实生活,更容易解决大型的复杂的业务逻辑
- 从前期开发的角度来看,面向对象比面向过程要更复杂,但是从维护和扩展的角度来看,面向对象要远比面向过程简单!
- 面向过程的代码执行效率比面向对象高
面向对象的基本概念
1、面向对象中两个比较重要概念
☆ 对象
对象,object,现实业务逻辑的一个动作实体就对应着OOP编程中的一个对象!
- 对象使用属性(property)保存数据!
- 对象使用方法(method)管理数据!
☆ 类
对象如何产生?又是如何规定对象的属性和方法呢?
答:在Python中,采用类(class)来生产对象,用类来规定对象的属性和方法!也就是说,在Python中,要想得到对象,必须先有类!
为什么要引入类的概念?
类本来就是对现实世界的一种模拟,在现实生活中,任何一个实体都有一个类别,==类就是具有相同或相似属性和动作的一组实体的集合!==所以,在Python中,对象是指现实中的一个具体的实体,而既然现实中的实体都有一个类别,所以,OOP中的对象也都应该有一个类!
一个对象的所有应该具有特征特性信息,都是由其所属的类来决定的,但是每个对象又可以具有不同的特征特性信息,比如,我自己(人类)这个对象,名字叫老王,性别男,会写代码,会教书;另一个对象(人类)可能叫赵薇,性别女,会演戏,会唱歌!
2、类的定义
在Python中,我们可以有两种类的定义方式:Python2(经典类)和 Python3(新式类)
经典类
不由任意内置类型派生出的类,称之为经典类
class 类名:# 属性# 方法
新式类
class 类名():# 属性# 方法
这就是一个类,只不过里面什么都没有!其中,类名不区分大小写,遵守一般的标识符的命名规则(以字母、数字和下划线构成,并且不能以数字开头),一般为了和方法名相区分,类名的首字母一般大写!(大驼峰法)
基本语法
class Person():# 属性# 方法(函数)def eat(self):print('我喜欢吃零食')def drink(self):print('我喜欢喝可乐')
3、类的实例化(创建对象)
类的实例化就是把抽象的事务具体为现实世界中的实体。类的实例化就是通过类得到对象!
类只是对象的一种规范,类本身基本上什么都做不了,必须利用类得到对象,这个过程就叫作类的实例化!
基本语法
对象名 = 类名()
在其他的编程语言中,类的实例化一般是通过new关键字实例化生成的,但是在Python中,我们不需要new关键字,只需要类名+()括号就代表类的实例。
案例
把Person类实例化为为对象p1
# 1、定义一个类
class Person():# 定义相关方法def eat(self):print('我喜欢吃零食')def drink(self):print('我喜欢喝可乐')# 2、实例化对象
p1 = Person()
# 3、调用类中的方法
p1.eat()
p1.drink()
4、类中的self关键字
self
也是Python内置的关键字之一,其指向了类实例对象本身。
# 1、定义一个类
class Person():# 定义一个方法def speak(self):print(self)print('Nice to meet you!')# 2、类的实例化(生成对象)
p1 = Person()
print(p1)
p1.speak()p2 = Person()
print(p2)
p2.speak()
一句话总结:类中的self就是谁实例化了对象,其就指向谁。
对象的属性添加与获取
1、什么是属性
在Python中,任何一个对象都应该由两部分组成:属性 + 方法。属性即是特征,比如:
- 人的姓名、年龄、身高、体重…都是对象的属性。
- 车的品牌、型号、颜色、载重量…都是对象的属性。
对象属性既可以在类外面添加和获取,也能在类里面添加和获取。
2、在类的外面添加属性和获取属性
☆ 设置
对象名.属性 = 属性值
# 1、定义一个Person类
class Person():pass# 2、实例化Person类,生成p1对象
p1 = Person()
# 3、为p1对象添加属性
p1.name = '老王'
p1.age = 18
p1.address = '北京市顺义区京顺路99号'
☆ 获取
在Python中,获取对象属性的方法我们可以通过对象名.属性
来获取
# 1、定义一个Person类
class Person():pass# 2、实例化Person类,生成p1对象
p1 = Person()
# 3、为p1对象添加属性
p1.name = '老王'
p1.age = 18
p1.address = '北京市顺义区京顺路99号'# 4、获取p1对象的属性
print(f'我的姓名:{p1.name}')
print(f'我的年龄:{p1.age}')
print(f'我的住址:{p1.address}')
3、在类的内部获取外部定义的属性
# 1、定义一个Person类
class Person():def speak(self):print(f'我的名字:{self.name},我的年龄:{self.age},我的住址:{self.address}')# 2、实例化Person类,生成p1对象
p1 = Person()
# 3、添加属性
p1.name = '孙悟空'
p1.age = 500
p1.address = '花果山水帘洞'
# 4、调用speak方法
p1.speak()
遗留一个问题:目前我们的确可以通过
对象.属性
的方式设置或获取对象的属性,但是这种设置属性的方式有点繁琐,每次定义一个对象,就必须手工设置属性,在我们面向对象中,对象的属性能不能在实例化对象时,直接进行设置呢?
答:可以,但是需要使用魔术方法
魔术方法
1、什么是魔术方法
在Python中,__xxx__()
的函数叫做魔法方法,指的是具有特殊功能的函数。
2、_init_()方法(初始化方法或构造方法)
思考:人的姓名、年龄等信息都是与生俱来的属性,可不可以在生产过程中就赋予这些属性呢?
答:可以,使用__init__()
方法。其作用是在实例化对象时,连带其中的参数,会一并传给__init__
函数自动并执行它。__init__()
函数的参数列表会在开头多出一项,它永远指代新建的那个实例对象,Python语法要求这个参数必须要有,名称为self
。
# 1、定义一个类
class Person():# 初始化实例对象属性def __init__(self, name, age):# 赋予name属性、age属性给实例化对象本身# self.实例化对象属性 = 参数self.name = nameself.age = age# 2、实例化对象并传入初始化属性值
p1 = Person('孙悟空', 500)
# 3、调用p1对象自身属性name与age
print(p1.name)
print(p1.age)
① _init_()方法,在创建一个对象时默认被调用,不需要手动调用
② _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。
3、_str_()方法
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__
方法,那么就会打印从在这个方法中 return 的数据。
使用__str__()
方法的类
# 1、定义一个类
class Car():# 首先定义一个__init__方法,用于初始化实例对象属性def __init__(self, brand, model, color):self.brand = brandself.model = modelself.color = color# 定义一个__str__内置魔术方法,用于输出小汽车的相关信息def __str__(self):return f'汽车品牌:{self.brand},汽车型号:{self.model},汽车颜色:{self.color}'# 2、实例化对象c1
c1 = Car('奔驰', 'S600', '黑色')
print(c1)
__str__
这个魔术方法是在类的外部,使用print(对象)
时,自动被调用的- 在类的内部定义
__str__
方法时,必须使用return
返回一个字符串类型的数据
4、__del__()
方法(删除方法或析构方法)
当删除对象时,python解释器也会默认调用__del__()
方法。
class Person():# 构造函数__init__def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = age# 析构方法__del__def __del__(self):print(f'{self}对象已经被删除')# 实例化对象
p1 = Person('白骨精', 100)
# 删除对象p1
del p1
__del__()
方法在使用过程中,比较简单,但是其在实际开发中,有何作用呢?
答:主要用于关闭文件操作、关闭数据库连接等等。
5、总结
提到魔术方法,这个方法在什么情况下被触发?这个方法有什么实际的作用?
__init__()
:初始化方法或者称之为“构造函数”,在对象初始化时执行,其主要作用就是在对象初始化时,对对象进行初始化操作(如赋予属性)__str__()
:对象字符串方法,当我们在类的外部,使用print
方法输出对象时被触发,其主要功能就是对对象进行打印输出操作,要求方法必须使用return
返回字符串格式的数据。__del__()
:删除方法或者称之为“析构方法”,在对象被del删除时触发,其主要作用就是适用于关闭文件、关闭数据库连接等等。
面向对象的综合案例
案例1
定义学生信息类,包含姓名、成绩属性,定义成绩打印方法(90分及以上显示优秀,80分及以上显示良好,70分及以上显示中等,60分及以上显示合格,60分以下显示不及格)
学生对象(属性、方法)
# 1、定义学员信息类
class Student():# 2、定义学员对象属性def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = score# 3、定义一个方法,用于打印学员的成绩等级def print_grade(self):if self.score >= 90:print(f'学员姓名:{self.name},学员成绩:{self.score},优秀')elif self.score >= 80:print(f'学员姓名:{self.name},学员成绩:{self.score},良好')elif self.score >= 70:print(f'学员姓名:{self.name},学员成绩:{self.score},中等')elif self.score >= 60:print(f'学员姓名:{self.name},学员成绩:{self.score},及格')else:print(f'学员姓名:{self.name},学员成绩:{self.score},不及格')# 4、实例化对象
tom = Student('Tom', 80)
tom.print_grade()jennifier = Student('Jennifier', 59)
jennifier.print_grade()
案例2
小明体重75.0公斤,小明每次跑步会减掉0.50公斤,小明每次吃东西体重增加1公斤分析:
- 对象:小明
- 属性:姓名、体重
- 方法:跑步、吃东西
# 1、定义Person类
class Person():# 2、初始化对象属性,name和weightdef __init__(self, name, weight):self.name = nameself.weight = weight# 3、定义一个__str__方法打印对象的信息def __str__(self):return f'姓名:{self.name},目前体重:{self.weight}KG'# 4、定义一个run方法代表跑步def run(self):self.weight -= 0.5# 5、定义一个eat方法代表吃饭def eat(self):self.weight += 1# 6、实例化对象
xiaoming = Person('小明', 75.0)
print(xiaoming)# 7、吃饭
xiaoming.eat()
print(xiaoming)# 8、减肥跑步
xiaoming.run()
print(xiaoming)
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