Tartalom: osztályok, objektum orientált programozás
A Python objektum orientált programozást a 2D-s pontok osztályának elkészítésén keresztül mutatjuk be (Nagyban támaszkodni fogunk Siki Zoltán könyvére). A Python nyelvben minden osztály (például a lista vagy a szótár is, de a függvények is). Kezdjük is el az osztály kódjának elkészítését.
# Siki Zoltán
class Point2D(object): # object a bázis osztály
""" kettő dimenziós pontok osztálya
"""
def __init__(self, east = 0, north = 0): # __init__ a konstruktor
""" Initialize point
:param east: első koordináta
:param north: második koordináta
"""
#self.east = east # tagváltozó létrehozása
self.setEast(east)
#self.north = north
self.setNorth(north)
def abs(self):
""" calculate length of vector (absolute value)
:returns: absolute value
"""
return (self._east**2 + self._north**2)**0.5
def __str__(self):
""" String representation of the 2D point
:returns: point coordinates as string (e.g. 5; 3)
"""
return "*%.3f; %.3f*" % (self._east, self._north)
def __add__(self, p):
""" Add two point
:param p: point to add
:returns: the sum of the two point (vector)
"""
return Point2D(self._east + p.getEast(), self._north + p.getNorth())
def setEast(self, east):
self._east = east
def getEast(self):
return self._east
def setNorth(self, north):
if north < 400000:
self._north = north
else:
raise ValueError('north must be less than 400000')
def getNorth(self):
return self._north
A self változó az osztály minden (nem statikus vagy osztály) metódusának az első paramétere és az objektum példányt jelenti, ezen keresztül hivatkozhatunk az objektum elemeire pl. self.east. A többsoros megjegyzés a sphinx programnak megfelelően készült, hogy automatikusan lehessen dokumentációt generálni a kódból.
Próbáljuk ki a kódunkat.
p0 = Point2D() # példányosítás, 2, 0 pont
p1 = Point2D(0) # példányosítás, 0, 0 pont
p2 = Point2D(2, -2) # példányosítás, 2,–2 pont
Írassuk ki az egyes pontok tagváltozóit, abszolút értékét.
pontok = [p0, p1, p2]
for pont in pontok:
print("[%2d,%2d] abs: %.2f" % (pont.getEast(), pont.getNorth(), pont.abs()))
[ 0, 0] abs: 0.00 [ 0, 0] abs: 0.00 [ 2,-2] abs: 2.83
print("p2 east tagváltozó értéke: ", p2.getEast())
print("p2 north tagváltozó értéke: ", p2.getNorth())
print("p2 abs() függvény értéke: ", p2.abs())
print("p2.__dict__:", p2.__dict__)
print("p2:", p2)
p2 east tagváltozó értéke: 2
p2 north tagváltozó értéke: -2
p2 abs() függvény értéke: 2.8284271247461903
p2.__dict__: {'_east': 2, '_north': -2}
p2: *2.000; -2.000*
Az egyes osztályokhoz speciális függvényeket definiálhatunk (mint pl. az __init__), ezek jellemzője, hogy két aláhúzás karakterrel kezdődik és végződik a nevük.
Az __init__ függvény az úgynevezett konstruktor, ez fut le a példányok létrehozásakor, itt biztosíthatjuk, hogy ne legyen inicializálatlan tagváltozónk.
A destruktort a __del__ függvény implementálásával valósíthatjuk meg. A dinamikus tárfoglalás hiányában a Pythonban erre
ritkábban van szükség.
A print utasítás az osztály __str__ metódusát hívja meg. A fenti példában ennek alapértelmezett változatának eredményét láthattuk az object osztályból.
p2
<__main__.Point2D at 0x28b29bc06d8>
print(p2)
*2.000; -2.000*
p3 = Point2D(10, 300000)
print(p3)
*10.000; 300000.000*
A pont osztály egy példányának a koordinátáit közvetlenül nem változtathatjuk meg amennyiben:
self.east = east
helyett a
self.setEast(east)
módon hozzuk létre tagváltozóinkat. Ha a pont osztály egy példányának a koordinátáit közvetlenül megváltoztathatjuk, ez azzal a következménnyel járhat, hogy:
Ennek kivédésére privát tagváltozókat (_ karakterrel kezdődő név) és getter/setter metódusokat használhatunk. Írjuk át az osztályunkat, hogy egy-egy metóduson keresztül lehessen megváltoztatni a tagváltozókat. A Python osztályok privát tagváltozóinak neve aláhúzás karakterrel kezdődik. A két aláhúzással kezdődő és végződő nevek a Python nyelv elemei.
A következő kódrészlet
def setNorth(self, north):
if north < 400000:
self._north = north
else:
raise ValueError('north must be less than 400000')
miatt a
p3.setNorth(400000)
illetve
p9 = Point2D(10, 400001)
esetén a következő hibába botlanánk:
ValueError Traceback (most recent call last)
ValueError: north must be less than 400000
A Python nyelvben az osztályokhoz további speciális függvényekkel műveleteket is definiálhatunk. A pontokat mint helyvektorokat is használhatjuk, készítsük el a helyvektorok összeadását.
def __add__(self, p):
""" Add two point
:param p: point to add
:returns: the sum of the two point (vector)
"""
return Point2D(self.east + p.east, self._north + p._north)
Próbáljuk ki:
print(p2)
print(p3)
print("Összegük: ", p2 + p3)
*2.000; -2.000* *10.000; 300000.000* Összegük: *12.000; 299998.000*