面向对象,就是用类(class)对函数进行分类和封装,凡是使用这个类生成的对象,都自带各种 “天赋”, 这些天赋(属性、标签)都是继承类来的,每个对象都能使用 “技能“, 这些技能是类中包裹的函数(方法)。
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。
while True:
if cpu利用率 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
if 硬盘使用空间 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
if 内存占用 > 80%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
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,就变成了这样:
def 发送邮件(内容)
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
while True:
if cpu利用率 > 90%:
发送邮件('CPU报警')
if 硬盘使用空间 > 90%:
发送邮件('硬盘报警')
if 内存占用 > 80%:
发送邮件('内存报警')
今天我们来学习一种新的编程方式:面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP,面向对象程序设计)
注:Java和C#来说只支持面向对象编程,而python比较灵活即支持面向对象编程也支持函数式编程
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(方法),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(方法)
# 创建类
class Person: # class 是创建类的关键字, 后面紧接着是这个类的名字
# 创建类中的函数
def speak(self): # self 特殊参数,必填
# do something ...
# 根据类Person创建对象
obj = Person()
ps: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”
类和对象
a.创建类
class 类名:
def 方法名(self,arges):
pass
b.创建对象
对象 = 类名()
c.通过对象执行方法
对象.方法名()
# 创建类
class Person:
def speak(self, name):
print('I am %s' % name)
def do(self):
print('doing ...')
# 根据类Person创建对象kevin
obj = Person()
obj.do() # 执行do方法
obj.speak('Kevin') # 执行speak方法
doing ... I am Kevin
诶,你在这里是不是有疑问了?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
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
什么时候使用面向对象编程 ?
当某一些函数具有相同参数时,可以使用面向对象的方法,将参数一次性封装到对象,以后去对象中取值
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态。
第一步:将内容封装到某处:
# 创建类
class Person:
def __init__(self, name, job):
self.name = name
self.job = job
def speak(self):
print('Hello, I am %s' % self.name)
def do(self):
print('I am a %s' % self.job)
# 根据类Person创建对象 obj
obj = Person('Kevin', 'programmer') # 自动执行 Person 类的 __init__ 方法
obj.speak() # 执行speak方法
obj.do() # 执行do方法
Hello, I am Kevin I am a programmer
self 是什么鬼 ?
self是一个python自动会传值的形式参数
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:
# 创建类
class Person:
def __init__(self, name, job):
self.name = name
self.job = job
def speak(self):
print('Hello, I am %s' % self.name) # 从self间接调用
def do(self):
print('I am a %s' % self.job) # 从self间接调用
obj = Person('Kevin', 'programmer')
print(obj.name) # 从对象调用
print(obj.job) # 从对象调用
Kevin programmer
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。
练习一: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
函数式编程:
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')
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
面向对象编程:
class Person:
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 = Person('小明', 10, '男')
xiaoming.kanchai()
xiaoming.qudongbei()
xiaoming.dabaojian()
laoli = Person('老李', 90, '男')
laoli.kanchai()
laoli.qudongbei()
laoli.dabaojian()
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
上述对比可以看出:
如果使用函数式编程,需要在每次执行函数时传入相同的参数,如果参数多的话,又需要粘贴复制了... ;
而对于面向对象只需要在创建对象时,将所有需要的参数封装到当前对象中,之后再次使用时,通过self间接去当前对象中取值即可。
练习二:在终端输出如下信息
1、创建三个游戏人物,分别是:
2、游戏场景,分别:
# ##################### 定义实现功能的类 #####################
class Person:
def __init__(self, name, gender, age, job):
self.name = name
self.gender = gender
self.age = age
self.job = job
self.vigor = 100
self.experience = 0
def singlePK(self):
"""注释:单人竞技,增加200点经验"""
self.experience +=200
def practice(self):
"""注释:通天塔修炼,增加1000点经验"""
self.experience += 1000
def team_fight(self):
"""注释:组队副本,600点经验"""
self.experience += 600
def detail(self):
"""注释:当前对象的详细情况"""
detail = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 职业:%s ; 等级:%d" % (self.name, self.gender, self.age, self.job, self.experience // 1000)
print(detail)
# ##################### 开始游戏 #####################
mumu = Person('阿木木', '女', 18, '刺客') # 创建阿木木角色
doni = Person('东尼', '男', 20, '战士') # 创建东尼角色
hamir = Person('哈米尔', '女', 19, '法师') # 创建哈米尔角色
mumu.singlePK() # 阿木木参加一次单人竞技
doni.practice() # 东尼参加一次通天塔修炼
hamir.team_fight() # 哈米尔参加一次组队副本
#输出当前所有人的详细情况
mumu.detail()
doni.detail()
hamir.detail()
print()
mumu.singlePK() # 阿木木又参加一次单人竞技
doni.practice() # 东尼又参加一次通天塔修炼
hamir.team_fight() # 哈米尔又参加一次组队副本
#输出当前所有人的详细情况
mumu.detail()
doni.detail()
hamir.detail()
姓名:阿木木 ; 性别:女 ; 年龄:18 ; 职业:刺客 ; 等级:0 姓名:东尼 ; 性别:男 ; 年龄:20 ; 职业:战士 ; 等级:1 姓名:哈米尔 ; 性别:女 ; 年龄:19 ; 职业:法师 ; 等级:0 姓名:阿木木 ; 性别:女 ; 年龄:18 ; 职业:刺客 ; 等级:0 姓名:东尼 ; 性别:男 ; 年龄:20 ; 职业:战士 ; 等级:2 姓名:哈米尔 ; 性别:女 ; 年龄:19 ; 职业:法师 ; 等级:1
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。
例如:
猫可以:喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以:汪汪叫、吃、喝、拉、撒
如果我们要分别为猫和狗创建一个类,那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能,如下所示:
class 猫:
def 喵喵叫(self):
print('喵喵叫')
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
class 狗:
def 汪汪叫(self):
print('汪汪叫')
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
上述代码不难看出,吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能,而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想,如下实现:
动物:吃、喝、拉、撒
猫:喵喵叫(猫继承动物的功能)
狗:汪汪叫(狗继承动物的功能)
class 动物:
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
# 在类名称后面添加括号,括号里面写另外一个类的类名,表示当前类继承另外一个类
# 由于猫这个类继承动物这个类,所以对于猫这个类来说,动物类是猫类的父类,猫类是动物类的子类
class 猫(动物):
def 喵喵叫(self):
print('喵喵叫')
# 在类名称后面添加括号,括号里面写另外一个类的类名,表示当前类继承另外一个类
# 由于狗这个类继承动物这个类,所以对于狗这个类来说,动物类是狗类的父类,狗类是动物类的子类
class 狗(动物):
def 汪汪叫(self):
print('汪汪叫')
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。
学习了继承的写法之后,我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能:
class Animal:
def eat(self):
print("%s 吃 " % self.name)
def drink(self):
print("%s 喝 " % self.name)
def shit(self):
print("%s 拉 " % self.name)
def pee(self):
print("%s 撒 " % self.name)
class Cat(Animal):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed = '猫'
def cry(self):
print('喵喵叫')
class Dog(Animal):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed = '狗'
def cry(self):
print('汪汪叫')
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.cry()
d1.eat()
小白家的小黑猫 吃 小黑的小白猫 喝 汪汪叫 胖子家的小瘦狗 吃
那么问题又来了,多继承 呢?
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
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,而Python崇尚“鸭子类型”。
class F1:
pass
class S1(F1):
def show(self):
print('S1.show')
class S2(F1):
def show(self):
print('S2.show')
# 由于在Java或C#中定义函数参数时,必须指定参数的类型
# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法,又可以执行S2对象的show方法,所以,定义了一个S1和S2类的父类
# 而实际传入的参数是:S1对象和S2对象
def Func(F1 obj):
"""Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
print(obj.show())
s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj,执行 S1 的show方法,结果:S1.show
s2_obj = S2()
Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj,执行 Ss 的show方法,结果:S2.show
Python伪代码实现Java或C#的多态
Python崇尚“鸭子类型”
class F1:
pass
class S1(F1):
def show(self):
print('S1.show')
class S2(F1):
def show(self):
print('S2.show')
def Func(obj):
obj.show()
s1_obj = S1()
Func(s1_obj)
s2_obj = S2()
Func(s2_obj)
S1.show S2.show
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍,总结如下:
问题一:什么样的代码才是面向对象?
答:从简单来说,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。
问题二:函数式编程 和 面向对象 如何选择?分别在什么情况下使用?
答:须知:对于 C# 和 Java 程序员来说不存在这个问题,因为该两门语言只支持面向对象编程(不支持函数式编程)。而对于 Python 和 PHP 等语言却同时支持两种编程方式,且函数式编程能完成的操作,面向对象都可以实现;而面向对象的能完成的操作,函数式编程不行(函数式编程无法实现面向对象的封装功能)。
所以,一般在Python开发中,全部使用面向对象 或 面向对象和函数式混合使用
面向对象的应用场景:
1、 多函数需使用共同的值,如:数据库的增、删、改、查操作都需要连接数据库字符串、主机名、用户名和密码
class SqlHelper:
def __init__(self, host, user, pwd):
self.host = host
self.user = user
self.pwd = pwd
def 增(self):
# 使用主机名、用户名、密码(self.host 、self.user 、self.pwd)打开数据库连接
# do something
# 关闭数据库连接
def 删(self):
# 使用主机名、用户名、密码(self.host 、self.user 、self.pwd)打开数据库连接
# do something
# 关闭数据库连接
def 改(self):
# 使用主机名、用户名、密码(self.host 、self.user 、self.pwd)打开数据库连接
# do something
# 关闭数据库连接
def 查(self):
# 使用主机名、用户名、密码(self.host 、self.user 、self.pwd)打开数据库连接
# do something
# 关闭数据库连接# do something
2、 需要创建多个事物,每个事物属性个数相同,但是值的需求 如:张三、李四、杨五,他们都有姓名、年龄、血型,但其都是不相同。即:属性个数相同,但值不相同
class Person:
def __init__(self, name, age, blood_type):
self.name = name
self.age = age
self.blood_type = blood_type
def detail(self):
temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
print(temp)
zhangsan = Person('张三', 18, 'A')
lisi = Person('李四', 73, 'AB')
wangwu = Person('王五', 84, 'A')
问题三:类和对象在内存中是如何保存?
答: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。
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 object1 执行 【方法一】 时,过程如下: