16.1、python初识面向对象(1)

初识面向对象

楔子

你现在是一家游戏公司的开发人员,现在需要你开发一款叫做<人狗大战>的游戏,你就思考呀,人狗作战,那至少需要2个角色,一个是人, 一个是狗,且人和狗都有不同的技能,比如人拿棍打狗, 狗可以咬人,怎么描述这种不同的角色和他们的功能呢?

你搜罗了自己掌握的所有技能,写出了下面的代码来描述这两个角色

def person(name,age,sex,job):

    data = {

        'name':name,

        'age':age,

        'sex':sex,

        'job':job

    }

    return data

def dog(name,dog_type):

    data = {

        'name':name,

        'type':dog_type

    }

    return data

上面两个方法相当于造了两个模子,游戏里的每个人和每条狗都拥有相同里的属性。游戏开始,你根据一个人或一只狗传入的具体信息来塑造一个具体的人或者狗,怎么生成呢?

d1 = dog("李磊","京巴")

p1 = person("严帅",36,"F","运维")

p2 = person("egon",27,"F","Teacher")

两个角色对象生成了,狗和人还有不同的功能呀,狗会咬人,人会打狗,对不对? 怎么实现呢,。。想到了, 可以每个功能再写一个函数,想执行哪个功能,直接 调用 就可以了,对不?

def bark(d):

    print("dog %s:wang.wang..wang..."%d['name'])

def walk(p):

    print("person %s is walking..." %p['name'])<br><br>

walk(p1)

bark(d1)

上面的功能实现的简直是完美!

但是仔细玩耍一会,你就不小心干了下面这件事

p1 = person("严帅",36,"F","运维")

bark(p1) #把人的对象传给了狗的方法

事实 上,从你写的代码上来看,这并没出错。很显然,人是不能调用狗的功能的,但在你的程序例没有做限制,如何在代码级别实现这个限制呢?

def person(name,age,sex,job):

    def walk(p):

        print("person %s is walking..." % p['name'])

    data = {

        'name':name,

        'age':age,

        'sex':sex,

        'job':job,

        'walk':walk

    }

    return data

def dog(name,dog_type):

    def bark(d):

        print("dog %s:wang.wang..wang..."%d['name'])

    data = {

        'name':name,

        'type':dog_type,

        'bark':bark

    }

    return data

d1 = dog("李磊","京巴")

p1 = person("严帅",36,"F","运维")

p2 = person("egon",27,"F","Teacher")

d1['bark'](p1) #把人传给了狗的方法

你是如此的机智,这样就实现了限制人只能用人自己的功能啦。

刚刚你用的这种编程思想其实就是简单的面向对象编程,我们创造了两个模子表示游戏里所有的人和狗之后,剩下的狗叫或者人走对于这两个模子来说就不重要了。具体人he狗之间的交互就等着你去使用了。假如你和狗打起来了,这时候你是走路还是拿棍子打狗就由你自己决定了。那你的每一个决定可能都影响着你这场游戏的输赢。这也是不确定的。和我们之前写代码按部就班的走,最终都会实现我们要完成的事情不太一样了。

尽管如此,我们也只完成了这个游戏非常小的一部分。还有很多功能都没有实现。

刚才你只是阻止了两个完全 不同的角色 之前的功能混用, 但有没有可能 ,同一个种角色,但有些属性是不同的呢? 比如 ,大家都打过cs吧,cs里有警察和恐怖份子,但因为都 是人, 所以你写一个角色叫 person(), 警察和恐怖份子都 可以 互相射击,但警察不可以杀人质,恐怖分子可以,这怎么实现呢? 你想了说想,说,简单,只需要在杀人质的功能里加个判断,如果是警察,就不让杀不就ok了么。 没错, 这虽然 解决了杀人质的问题,但其实你会发现,警察和恐怖分子的区别还有很多,同时又有很多共性,如果 在每个区别处都 单独做判断,那得累死。 

你想了想说, 那就直接写2个角色吧, 反正 这么多区别, 我的哥, 不能写两个角色呀,因为他们还有很多共性 , 写两个不同的角色,就代表 相同的功能 也要重写了,是不是我的哥? 。。。

好了, 话题就给你点到这, 再多说你的智商也理解不了了!

面向过程 VS 面向对象 

面向过程的程序设计的核心是过程(流水线式思维),过程即解决问题的步骤,面向过程的设计就好比精心设计好一条流水线,考虑周全什么时候处理什么东西。

优点是:极大的降低了写程序的复杂度,只需要顺着要执行的步骤,堆叠代码即可。

缺点是:一套流水线或者流程就是用来解决一个问题,代码牵一发而动全身。

应用场景:一旦完成基本很少改变的场景,著名的例子有Linux內核,git,以及Apache HTTP Server等。


面向对象的程序设计的核心是对象(上帝式思维),要理解对象为何物,必须把自己当成上帝,上帝眼里世间存在的万物皆为对象,不存在的也可以创造出来。面向对象的程序设计好比如来设计西游记,如来要解决的问题是把经书传给东土大唐,如来想了想解决这个问题需要四个人:唐僧,沙和尚,猪八戒,孙悟空,每个人都有各自的特征和技能(这就是对象的概念,特征和技能分别对应对象的属性和方法),然而这并不好玩,于是如来又安排了一群妖魔鬼怪,为了防止师徒四人在取经路上被搞死,又安排了一群神仙保驾护航,这些都是对象。然后取经开始,师徒四人与妖魔鬼怪神仙互相缠斗着直到最后取得真经。如来根本不会管师徒四人按照什么流程去取。

面向对象的程序设计的

优点是:解决了程序的扩展性。对某一个对象单独修改,会立刻反映到整个体系中,如对游戏中一个人物参数的特征和技能修改都很容易。

缺点:可控性差,无法向面向过程的程序设计流水线式的可以很精准的预测问题的处理流程与结果,面向对象的程序一旦开始就由对象之间的交互解决问题,即便是上帝也无法预测最终结果。于是我们经常看到一个游戏人某一参数的修改极有可能导致阴霸的技能出现,一刀砍死3个人,这个游戏就失去平衡。

应用场景:需求经常变化的软件,一般需求的变化都集中在用户层,互联网应用,企业内部软件,游戏等都是面向对象的程序设计大显身手的好地方。

在python 中面向对象的程序设计并不是全部。

面向对象编程可以使程序的维护和扩展变得更简单,并且可以大大提高程序开发效率 ,另外,基于面向对象的程序可以使它人更加容易理解你的代码逻辑,从而使团队开发变得更从容。

了解一些名词:类、对象、实例、实例化

类:具有相同特征的一类事物(人、狗、老虎)

对象/实例:具体的某一个事物(隔壁阿花、楼下旺财)

实例化:类——>对象的过程(这在生活中表现的不明显,我们在后面再慢慢解释)

初识类和对象

python中一切皆为对象,类型的本质就是类,所以,不管你信不信,你已经使用了很长时间的类了

>>> dict #类型dict就是类dict<class 'dict'>

>>> d=dict(name='eva') #实例化>>> d.pop('name') #向d发一条消息,执行d的方法pop'eva'

从上面的例子来看,字典就是一类数据结构,我一说字典你就知道是那个用{}表示,里面由k-v键值对的东西,它还具有一些增删改查的方法。但是我一说字典你能知道字典里具体存了哪些内容么?不能,所以我们说对于一个类来说,它具有相同的特征属性和方法。

而具体的{'name':'eva'}这个字典,它是一个字典,可以使用字典的所有方法,并且里面有了具体的值,它就是字典的一个对象。对象就是已经实实在在存在的某一个具体的个体。


再举一个其他的例子,通俗一点,比如你现在有一个动物园,你想描述这个动物园,那么动物园里的每一种动物就是一个类,老虎、天鹅、鳄鱼、熊。他们都有相同的属性,比如身高体重出生时间和品种,还有各种动作,比如鳄鱼会游泳,天鹅会飞,老虎会跑,熊会吃。

但是这些老虎熊啥的都不是具体的某一只,而是一类动物。虽然他们都有身高体重,但是你却没有办法确定这个值是多少。如果这个时候给你一只具体的老虎,而你还没死,那你就能给他量量身高称称体重,这些数值是不是就变成具体的了?那么具体的这一只老虎就是一个具体的实例,也是一个对象。不止这一只,其实每一只具体的老虎都有自己的身高体重,那么每一只老虎都是老虎类的一个对象。

在python中,用变量表示特征,用函数表示技能,因而具有相同特征和技能的一类事物就是‘类’,对象是则是这一类事物中具体的一个。



类的相关知识

初识类

声明

def functionName(args):

    '函数文档字符串'      函数体

'''

class 类名:

    '类的文档字符串'

    类体

'''#我们创建一个类class Data:

    pass

class Person:  #定义一个人类    role = 'person'  #人的角色属性都是人    def walk(self):  #人都可以走路,也就是有一个走路方法,也叫动态属性        print("person is walking...")


类有两种作用:属性引用和实例化

 属性引用(类名.属性)

class Person:  #定义一个人类    role = 'person'  #人的角色属性都是人    def walk(self):  #人都可以走路,也就是有一个走路方法        print("person is walking...")print(Person.role)  #查看人的role属性print(Person.walk)  #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用

实例化:类名加括号就是实例化,会自动触发__init__函数的运行,可以用它来为每个实例定制自己的特征

class Person:  #定义一个人类    role = 'person'  #人的角色属性都是人    def __init__(self,name):

        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;       

    def walk(self):  #人都可以走路,也就是有一个走路方法        print("person is walking...")print(Person.role)  #查看人的role属性print(Person.walk)  #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用

实例化的过程就是类——>对象的过程

原本我们只有一个Person类,在这个过程中,产生了一个egg对象,有自己具体的名字、攻击力和生命值。

语法:对象名 = 类名(参数)

egg = Person('egon')  #类名()就等于在执行Person.__init__()

#执行完__init__()就会返回一个对象。这个对象类似一个字典,存着属于这个人本身的一些属性和方法。

查看属性&调用方法

print(egg.name)    #查看属性直接 对象名.属性名print(egg.walk())  #调用方法,对象名.方法名()

关于self

self:在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数,你也可以给他起个别的名字,但是正常人都不会这么做。

因为你瞎改别人就不认识

类属性的补充

一:我们定义的类的属性到底存到哪里了?有两种方式查看

dir(类名):查出的是一个名字列表

类名.__dict__:查出的是一个字典,key为属性名,value为属性值

二:特殊的类属性

类名.__name__# 类的名字(字符串)类名.__doc__# 类的文档字符串类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲)类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲)类名.__dict__# 类的字典属性类名.__module__# 类定义所在的模块类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)


对象的相关知识

回到咱们的人狗大战:现在我们需要对我们的类做出一点点改变

人类除了可以走路之外,还应该具备一些攻击技能。

class Person:  # 定义一个人类    role = 'person'  # 人的角色属性都是人    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一个角色都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一个角色都有自己的生命值;    def attack(self,dog): 

        # 人可以攻击狗,这里的狗也是一个对象。        # 人攻击狗,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降        dog.life_value -= self.aggressivity

对象是关于类而实际存在的一个例子,即实例

对象/实例只有一种作用:属性引用

egg = Person('egon',10,1000)print(egg.name)print(egg.aggressivity)print(egg.life_value)

当然了,你也可以引用一个方法,因为方法也是一个属性,只不过是一个类似函数的属性,我们也管它叫动态属性。

引用动态属性并不是执行这个方法,要想调用方法和调用函数是一样的,都需要在后面加上括号

print(egg.attack)

我知道在类里说,你可能还有好多地方不能理解。那我们就用函数来解释一下这个类呀,对象呀到底是个啥,你偷偷的用这个理解就好了,不要告诉别人

def Person(*args,**kwargs):

    self = {}

    def attack(self,dog):

        dog['life_value'] -= self['aggressivity']

    def __init__(name,aggressivity,life_value):

        self['name'] = name

        self['aggressivity'] = aggressivity

        self['life_value'] = life_value

        self['attack'] = attack

    __init__(*args,**kwargs)

    return self

egg = Person('egon',78,10)print(egg['name'])

面向对象小结——定义及调用的固定模式

class 类名:

    def __init__(self,参数1,参数2):

        self.对象的属性1 = 参数1

        self.对象的属性2 = 参数2

    def 方法名(self):pass    def 方法名2(self):pass对象名 = 类名(1,2)  #对象就是实例,代表一个具体的东西                  #类名() : 类名+括号就是实例化一个类,相当于调用了__init__方法                  #括号里传参数,参数不需要传self,其他与init中的形参一一对应                  #结果返回一个对象对象名.对象的属性1  #查看对象的属性,直接用 对象名.属性名 即可对象名.方法名()    #调用类中的方法,直接用 对象名.方法名() 即可

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

老张…


对象之间的交互

现在我们已经有一个人类了,通过给人类一些具体的属性我们就可以拿到一个实实在在的人。

现在我们要再创建一个狗类,狗就不能打人了,只能咬人,所以我们给狗一个bite方法。

有了狗类,我们还要实例化一只实实在在的狗出来。

然后人和狗就可以打架了。现在我们就来让他们打一架吧!

创建一个狗类

class Dog:  # 定义一个狗类    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;    def bite(self,people):

        # 狗可以咬人,这里的狗也是一个对象。        # 狗咬人,那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降

     dog.life_value -= self.aggressivit



实例化一只实实在在的二哈

ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)  #创造了一只实实在在的狗ha2


交互 egon打ha2一下

print(ha2.life_value)        #看看ha2的生命值egg.attack(ha2)              #egg打了ha2一下print(ha2.life_value)        #ha2掉了10点血

完整的代码

class Person:  # 定义一个人类    role = 'person'  # 人的角色属性都是人    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一个角色都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一个角色都有自己的生命值;    def attack(self,dog):

        # 人可以攻击狗,这里的狗也是一个对象。        # 人攻击狗,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降        dog.life_value -= self.aggressivityclass Dog:  # 定义一个狗类    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;    def bite(self,people):

        # 狗可以咬人,这里的狗也是一个对象。        # 狗咬人,那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降        people.life_value -= self.aggressivity

egg = Person('egon',10,1000)  #创造了一个实实在在的人eggha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)  #创造了一只实实在在的狗ha2print(ha2.life_value)        #看看ha2的生命值egg.attack(ha2)              #egg打了ha2一下print(ha2.life_value)        #ha2掉了10点血

from math import piclass Circle:

    '''

    定义了一个圆形类;

    提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法

    '''    def __init__(self,radius):

        self.radius = radius

    def area(self):

        return pi * self.radius * self.radius

    def perimeter(self):

        return 2 * pi *self.radius

circle =  Circle(10) #实例化一个圆area1 = circle.area() #计算圆面积per1 = circle.perimeter() #计算圆周长print(area1,per1) #打印圆面积和周长


类命名空间与对象、实例的命名空间

创建一个类就会创建一个类的名称空间,用来存储类中定义的所有名字,这些名字称为类的属性

而类有两种属性:静态属性和动态属性

静态属性就是直接在类中定义的变量

动态属性就是定义在类中的方法

其中类的数据属性是共享给所有对象的

>>>id(egg.role)

4341594072

>>>id(Person.role)

4341594072


而类的动态属性是绑定到所有对象的

>>>egg.attack

<bound method Person.attack of <__main__.Person object at 0x101285860>>

>>>Person.attack

<function Person.attack at 0x10127abf8> 

创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间,存放对象/实例的名字,称为对象/实例的属性

在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常

面向对象的组合用法

软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式,即:组合

组合指的是,在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合

class Weapon:

    def prick(self, obj):  # 这是该装备的主动技能,扎死对方        obj.life_value -= 500  # 假设攻击力是500class Person:  # 定义一个人类    role = 'person'  # 人的角色属性都是人    def __init__(self, name):

        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;        self.weapon = Weapon()  # 给角色绑定一个武器;       

egg = Person('egon')

egg.weapon.prick() #egg组合了一个武器的对象,可以直接egg.weapon来使用组合类中的所有方法

圆环是由两个圆组成的,圆环的面积是外面圆的面积减去内部圆的面积。圆环的周长是内部圆的周长加上外部圆的周长。

这个时候,我们就首先实现一个圆形类,计算一个圆的周长和面积。然后在"环形类"中组合圆形的实例作为自己的属性来用

from math import piclass Circle:

    '''

    定义了一个圆形类;

    提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法

    '''    def __init__(self,radius):

        self.radius = radius

    def area(self):

        return pi * self.radius * self.radius

    def perimeter(self):

        return 2 * pi *self.radius

circle =  Circle(10) #实例化一个圆area1 = circle.area() #计算圆面积per1 = circle.perimeter() #计算圆周长print(area1,per1) #打印圆面积和周长class Ring:

    '''

    定义了一个圆环类

    提供圆环的面积和周长的方法

    '''    def __init__(self,radius_outside,radius_inside):

        self.outsid_circle = Circle(radius_outside)

        self.inside_circle = Circle(radius_inside)

    def area(self):

        return self.outsid_circle.area() - self.inside_circle.area()

    def perimeter(self):

        return  self.outsid_circle.perimeter() + self.inside_circle.perimeter()

ring = Ring(10,5) #实例化一个环形print(ring.perimeter()) #计算环形的周长print(ring.area()) #计算环形的面积


用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python课程

class BirthDate:

    def __init__(self,year,month,day):

        self.year=year

        self.month=month

        self.day=dayclass Couse:

    def __init__(self,name,price,period):

        self.name=name

        self.price=price

        self.period=periodclass Teacher:

    def __init__(self,name,gender,birth,course):

        self.name=name

        self.gender=gender

        self.birth=birth

        self.course=course

    def teach(self):

        print('teaching')

p1=Teacher('egon','male',

            BirthDate('1995','1','27'),

            Couse('python','28000','4 months')

          )

print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day)

print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period)

'''

运行结果:

1 27

python 28000 4 months

'''

当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好


初识面向对象小结

定义一个人类

class Person:  # 定义一个人类    role = 'person'  # 人的角色属性都是人    def __init__(self, name, aggressivity, life_value, money):

        self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一个角色都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一个角色都有自己的生命值;        self.money = money

    def attack(self,dog):

        # 人可以攻击狗,这里的狗也是一个对象。        # 人攻击狗,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降

        dog.life_value -= self.aggressivity


定义一个狗类

class Dog:  # 定义一个狗类    role = 'dog'  # 狗的角色属性都是狗    def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 每一只狗都有自己的昵称;        self.breed = breed  # 每一只狗都有自己的品种;        self.aggressivity = aggressivity  # 每一只狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 每一只狗都有自己的生命值;    def bite(self,people):

        # 狗可以咬人,这里的狗也是一个对象。        # 狗咬人,那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降        people.life_value -= self.aggressivity


接下来,又创建一个新的兵器类。

class Weapon:

    def __init__(self,name, price, aggrev, life_value):

        self.name = name

        self.price = price

        self.aggrev = aggrev

        self.life_value = life_value

    def update(self, obj):  #obj就是要带这个装备的人        obj.money -= self.price  # 用这个武器的人花钱买所以对应的钱要减少        obj.aggressivity += self.aggrev  # 带上这个装备可以让人增加攻击        obj.life_value += self.life_value  # 带上这个装备可以让人增加生命值    def prick(self, obj):  # 这是该装备的主动技能,扎死对方        obj.life_value -= 500  # 假设攻击力是500


测试交互 

lance = Weapon('长矛',200,6,100)

egg = Person('egon',10,1000,600)  #创造了一个实实在在的人eggha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)  #创造了一只实实在在的狗ha2#egg独自力战"二愣子"深感吃力,决定穷毕生积蓄买一把武器if egg.money > lance.price: #如果egg的钱比装备的价格多,可以买一把长矛    lance.update(egg) #egg花钱买了一个长矛防身,且自身属性得到了提高    egg.weapon = lance #egg装备上了长矛print(egg.money,egg.life_value,egg.aggressivity)print(ha2.life_value)

egg.attack(ha2)  #egg打了ha2一下print(ha2.life_value)

egg.weapon.prick(ha2) #发动武器技能print(ha2.life_value) #ha2不敌狡猾的人类用武器取胜,血槽空了一半

按照这种思路一点一点的设计类和对象,最终你完全可以实现一个对战类游戏。


面向对象的三大特性


继承

什么是继承

继承是一种创建新类的方式,在python中,新建的类可以继承一个或多个父类,父类又可称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类


python中类的继承分为:单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类    passclass ParentClass2: #定义父类    passclass SubClass1(ParentClass1): #单继承,基类是ParentClass1,派生类是SubClass    passclass SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承,用逗号分隔开多个继承的类    pass

查看继承

>>> SubClass1.__bases__ #__base__只查看从左到右继承的第一个子类,__bases__则是查看所有继承的父类(<class '__main__.ParentClass1'>,)

>>> SubClass2.__bases__(<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)

提示:如果没有指定基类,python的类会默认继承object类,object是所有python类的基类,它提供了一些常见方法(如__str__)的实现。

>>> ParentClass1.__bases__(<class 'object'>,)

>>> ParentClass2.__bases__(<class 'object'>,)


继承与抽象(先抽象再继承)

抽象即抽取类似或者说比较像的部分。

抽象分成两个层次: 

1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类; 

2.将人,猪,狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别(可以隔离关注点,降低复杂度)


继承:是基于抽象的结果,通过编程语言去实现它,肯定是先经历抽象这个过程,才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中,一个动作或者说一种技巧,通过抽象可以得到类


继承与重用性

==========================第一部分

例如

  猫可以:吃、喝、爬树

  狗可以:吃、喝、看家

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,伪代码如下:#猫和狗有大量相同的内容class 猫:

    def 吃(self):

        # do something    def 喝(self):

        # do something    def 爬树(self):

        # do somethingclass 狗:

    def 吃(self):

        # do something    def 喝(self):

        # do something    def 看家(self):

        #do something==========================第二部分

上述代码不难看出,吃、喝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

    猫:爬树(猫继承动物的功能)

    狗:看家(狗继承动物的功能)

伪代码如下:class 动物:

    def 吃(self):

        # do something    def 喝(self):

        # do something# 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类class 猫(动物):

    def 爬树(self):

        print '喵喵叫'# 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类class 狗(动物):

    def 看家(self):

        print '汪汪叫'==========================第三部分#继承的代码实现class Animal:

    def eat(self):

        print("%s 吃 " %self.name)

    def drink(self):

        print ("%s 喝 " %self.name)class Cat(Animal):

    def __init__(self, name):

        self.name = name

        self.breed = '猫'    def climb(self):

        print('爬树')class Dog(Animal):

    def __init__(self, name):

        self.name = name

        self.breed='狗'    def look_after_house(self):

        print('汪汪叫')# ######### 执行 #########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.eat()


在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时

我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。

通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用

class Animal:

    '''

    人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类

    '''    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 人和狗都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 人和狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 人和狗都有自己的生命值;    def eat(self):

        print('%s is eating'%self.name)class Dog(Animal):

    passclass Person(Animal):

    passegg = Person('egon',10,1000)

ha2 = Dog('二愣子',50,1000)

egg.eat()

ha2.eat()

提示:用已经有的类建立一个新的类,这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分,大大生了编程工作量,这就是常说的软件重用,不仅可以重用自己的类,也可以继承别人的,比如标准库,来定制新的数据类型,这样就是大大缩短了软件开发周期,对大型软件开发来说,意义重大.

派生

当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性(不会影响到父类),需要注意的是,一旦重新定义了自己的属性且与父类重名,那么调用新增的属性时,就以自己为准了。

class Animal:

    '''

    人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类

    '''    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 人和狗都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 人和狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 人和狗都有自己的生命值;    def eat(self):

        print('%s is eating'%self.name)class Dog(Animal):

    '''

    狗类,继承Animal类

    '''    def bite(self, people):

        '''

        派生:狗有咬人的技能

        :param people: 

        '''        people.life_value -= self.aggressivityclass Person(Animal):

    '''

    人类,继承Animal

    '''    def attack(self, dog):

        '''

        派生:人有攻击的技能

        :param dog:

        '''        dog.life_value -= self.aggressivity

egg = Person('egon',10,1000)

ha2 = Dog('二愣子',50,1000)print(ha2.life_value)print(egg.attack(ha2))print(ha2.life_value)

注意:像ha2.life_value之类的属性引用,会先从实例中找life_value然后去类中找,然后再去父类中找...直到最顶级的父类。


在子类中,新建的重名的函数属性,在编辑函数内功能的时候,有可能需要重用父类中重名的那个函数功能,应该是用调用普通函数的方式,即:类名.func(),此时就与调用普通函数无异了,因此即便是self参数也要为其传值.

在python3中,子类执行父类的方法也可以直接用super方法.

class A:

    def hahaha(self):

        print('A')class B(A):

    def hahaha(self):

        super().hahaha()

        #super(B,self).hahaha()        #A.hahaha(self)        print('B')

a = A()

b = B()

b.hahaha()

super(B,b).hahaha()


class Animal:

    '''

    人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类

    '''    def __init__(self, name, aggressivity, life_value):

        self.name = name  # 人和狗都有自己的昵称;        self.aggressivity = aggressivity  # 人和狗都有自己的攻击力;        self.life_value = life_value  # 人和狗都有自己的生命值;    def eat(self):

        print('%s is eating'%self.name)class Dog(Animal):

    '''

    狗类,继承Animal类

    '''    def __init__(self,name,breed,aggressivity,life_value):

        super().__init__(name, aggressivity, life_value) #执行父类Animal的init方法        self.breed = breed  #派生出了新的属性    def bite(self, people):

        '''

        派生出了新的技能:狗有咬人的技能

        :param people: 

        '''        people.life_value -= self.aggressivity

    def eat(self):

        # Animal.eat(self)        #super().eat()        print('from Dog')class Person(Animal):

    '''

    人类,继承Animal

    '''    def __init__(self,name,aggressivity, life_value,money):

        #Animal.__init__(self, name, aggressivity, life_value)        #super(Person, self).__init__(name, aggressivity, life_value)        super().__init__(name,aggressivity, life_value)  #执行父类的init方法        self.money = money  #派生出了新的属性    def attack(self, dog):

        '''

        派生出了新的技能:人有攻击的技能

        :param dog:

        '''        dog.life_value -= self.aggressivity

    def eat(self):

        #super().eat()        Animal.eat(self)

        print('from Person')

egg = Person('egon',10,1000,600)

ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)print(egg.name)print(ha2.name)

egg.eat()


通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。

当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如教授是老师

>>> class Teacher:

...    def __init__(self,name,gender):

...        self.name=name

...        self.gender=gender

...    def teach(self):

...        print('teaching')

...

>>>

>>> class Professor(Teacher):

...    pass...

>>> p1=Professor('egon','male')

>>> p1.teach()

teaching

抽象类与接口类

接口类

继承有两种用途:

一:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)  

二:声明某个子类兼容于某基类,定义一个接口类Interface,接口类中定义了一些接口名(就是函数名)且并未实现接口的功能,子类继承接口类,并且实现接口中的功能


class Alipay:

    '''

    支付宝支付

    '''    def pay(self,money):

        print('支付宝支付了%s元'%money)class Applepay:

    '''

    apple pay支付

    '''    def pay(self,money):

        print('apple pay支付了%s元'%money)def pay(payment,money):

    '''

    支付函数,总体负责支付

    对应支付的对象和要支付的金额

    '''    payment.pay(money)

p = Alipay()

pay(p,200)


开发中容易出现的问题

class Alipay:

    '''

    支付宝支付

    '''    def pay(self,money):

        print('支付宝支付了%s元'%money)class Applepay:

    '''

    apple pay支付

    '''    def pay(self,money):

        print('apple pay支付了%s元'%money)class Wechatpay:

    def fuqian(self,money):

        '''

        实现了pay的功能,但是名字不一样

        '''        print('微信支付了%s元'%money)def pay(payment,money):

    '''

    支付函数,总体负责支付

    对应支付的对象和要支付的金额

    '''    payment.pay(money)

p = Wechatpay()

pay(p,200)  #执行会报错

接口初成:手动报异常:NotImplementedError来解决开发中遇到的问题

class Payment:

    def pay(self):

        raise NotImplementedErrorclass Wechatpay(Payment):

    def fuqian(self,money):

        print('微信支付了%s元'%money)

p = Wechatpay()  #这里不报错pay(p,200)      #这里报错了

借用abc模块来实现接口

from abc import ABCMeta,abstractmethodclass Payment(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod

    def pay(self,money):

        passclass Wechatpay(Payment):

    def fuqian(self,money):

        print('微信支付了%s元'%money)

p = Wechatpay() #不调就报错了


实践中,继承的第一种含义意义并不很大,甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。

继承的第二种含义非常重要。它又叫“接口继承”。

接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象,这个抽象规定了一个兼容接口,使得外部调用者无需关心具体细节,可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上,叫做归一化。

归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合——就好象linux的泛文件概念一样,所有东西都可以当文件处理,不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕(当然,对底层设计者,当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”,然后做出针对性的设计:细致到什么程度,视需求而定)。

依赖倒置原则:

高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象;抽象不应该应该依赖细节;细节应该依赖抽象。换言之,要针对接口编程,而不是针对实现编程

在python中根本就没有一个叫做interface的关键字,上面的代码只是看起来像接口,其实并没有起到接口的作用,子类完全可以不用去实现接口 ,如果非要去模仿接口的概念,可以借助第三方模块:

http://pypi.python.org/pypi/zope.interface

twisted的twisted\internet\interface.py里使用zope.interface

文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/

设计模式:https://github.com/faif/python-patterns

接口提取了一群类共同的函数,可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化,什么叫归一化,就是只要是基于同一个接口实现的类,那么所有的这些类产生的对象在使用时,从用法上来说都一样。

归一化,让使用者无需关心对象的类是什么,只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了,这极大地降低了使用者的使用难度。

比如:我们定义一个动物接口,接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数,这样老鼠的类去实现了该接口,松鼠的类也去实现了该接口,由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前,即便是你分别不到底哪只是什么鼠你肯定知道他俩都会跑,都会吃,都能呼吸。

再比如:我们有一个汽车接口,里面定义了汽车所有的功能,然后由本田汽车的类,奥迪汽车的类,大众汽车的类,他们都实现了汽车接口,这样就好办了,大家只需要学会了怎么开汽车,那么无论是本田,还是奥迪,还是大众我们都会开了,开的时候根本无需关心我开的是哪一类车,操作手法(函数调用)都一样

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