Python面向?qū)ο?/h2>

面向?qū)ο笕腴T

對象編程體驗

• 一款簡單自動運行小游戲模擬：在一維的地圖上，有一只蟲子和一只螞蟻。每一次他們都走過一個－3，－2，2,3個隨機單位的距離（選定走法，若達(dá)到地圖邊界則放棄移動）。當(dāng)螞蟻、蟲子處于同一位置時，螞蟻吃掉蟲子，程序結(jié)束。

• PO

• 蟲子的初始位置

• 螞蟻的初始位置

• 進入循環(huán)（條件為螞蟻和蟲子不在同一位置）

• 依照規(guī)則，螞蟻和蟲子移動位置

• 直到螞蟻和蟲子走到同一位置，程序結(jié)束

• OO

• 游戲中的對象有：地圖、蟲子、螞蟻

• 地圖是一維的，只需要記錄蟲子和螞蟻的位置

• 螞蟻和蟲子知道自己的位置

• 螞蟻和蟲子能按規(guī)則移動

• 定義地圖、螞蟻、蟲子三個類

• 主程序中實例化它們，并通過對象間的交互來完成游戲的模擬

理解對象

• 對象可以指自然界中的任何事物

• 計算機為解決某個領(lǐng)域問題所使用的事物（自然界中的事物的模型化）

• 事物（對象）具有自身的特征或能力

• 計算機中的對象具有解決問題所需的特征或能力

對象優(yōu)越性

• 封裝

• 將模型的特征和能力打包在一起

• 模型的改變由模型自身來完成，就像自然界的事物一樣

• 隱藏模型的細(xì)節(jié)，外界只能使用他，而不必/不能改變他

• 繼承

• 符合自然界的分類規(guī)律

• 快速的代碼重用

• 多態(tài)

• 子類可以繼承父類的特征與能力，還可以通過自定義來修改其特征與能力

• 鴨子類型（duck typing）

• 組合

• 一個模型可以由其他的模型組成

課程簡介

培訓(xùn)對象

• 對Python面向?qū)ο缶幊谈信d趣

• 已掌握基礎(chǔ)的Python面向過程編程

• 用Python自主開發(fā)大、中型應(yīng)用系統(tǒng)

• 有未來從事Python相關(guān)開發(fā)職業(yè)目標(biāo)的

技能目標(biāo)

• 了解面向?qū)ο缶幊痰幕局R

• 掌握Python語言中類的定義與使用方法

• 掌握Python中類的屬性與方法及其應(yīng)用

• 掌握Python中類繼承與多態(tài)、方法重載

• 會用繼承和組合來完成項目的面向?qū)ο蠓治龊痛a實現(xiàn)

怎樣學(xué)習(xí)

• 1.掌握Python基本語法及順序、選擇、循環(huán)基本程序的編寫技能

• 2.注意掌握面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)知識

• 3.聽課及時做筆記，供復(fù)習(xí)

• 4.課后多做實踐，理論聯(lián)系實際才是最好的學(xué)習(xí)方式

• 5.加入一些群、論壇等，幫人解決問題，提升自己

面向?qū)ο笈c面向過程

產(chǎn)生背景

• 科學(xué)計算為目標(biāo)的必然產(chǎn)物

• 雞兔同籠

• 1.先假設(shè)全部為雞（兔），計算出腿數(shù)

• 2.然后算出腿數(shù)量差

• 3.得出雞（兔）數(shù)量

• 4.計算出另一種動物的數(shù)量

• 軟件應(yīng)用領(lǐng)域的擴張和系統(tǒng)膨脹之后應(yīng)運而生

編程方法

• 自頂向下

• 自底向上

代碼主體結(jié)構(gòu)

• 程序＝數(shù)據(jù)（變量）+算法（函數(shù)/過程）

• 程序＝對象+交互

數(shù)據(jù)操作主體

• 由函數(shù)/過程進行加工與展現(xiàn)

• 在對象的方法中加工與展現(xiàn)

模擬方法

• 通過函數(shù)/過程操縱表現(xiàn)世界的數(shù)據(jù)與狀態(tài)

• 把世界描繪成具有主動性的對象之間交互

編程思維

• 搞清處理數(shù)據(jù)的步驟

• 面向?qū)ο蠓治?/span>

運行效率

• 較高

• 稍低

定義和使用類

最簡類定義

類實例化

類與實例之間關(guān)系

• 定義類就是建立模型（模子/印章）

• 實例化類就是建立真實事物（產(chǎn)品/印章印出的圖案）

有特征和能力的類

• 特征/屬性，是類自身包含或知道的數(shù)據(jù)

• 能力，以方法體現(xiàn)，是類具有能動性的體現(xiàn)

實例化步驟

• 調(diào)用new()方法創(chuàng)建實例

• new()方法自動從object繼承

• 調(diào)用init()方法對其初始化

• init()方法在類中定義

添加類說明（docstring）

• 緊跟類名行之后，以三引號包圍的字符串

• 查看類說明

• 類名.doc

• help(類名)

新式類與經(jīng)典類

• Python 2.x版本

• 默認(rèn)為是經(jīng)典類

• 繼承object為新式類

• Python 3.x版本

• 統(tǒng)一為新式類不用繼承object

• 區(qū)別

• 經(jīng)典類繼承為深度優(yōu)先

• 新式類繼承為廣度優(yōu)先

課后思考

• 類和實例是什么關(guān)系？

• 類的屬性和方法分別代表什么？

• 類實例化的基本步驟是什么？

描述對象的特征

實例屬性

• 類被實例化以后才會具有的屬性

• 一般在init()方法中創(chuàng)建并初始化

• 直接使用即定義：self.<屬性名>

• 引用方法：self.<屬性名>

• self用來代表類的實例的

• 類外用實例名.屬性名方式定義和引用

• 相同類的不同實例其實例屬性是不相關(guān)的

• 一般不建議在init()方法之外中創(chuàng)建和初始化實例屬性

• 一般不推薦類外定義和修改，修改可以單獨定義方法

類屬性

• 類定義后就存在，而且不需要實例化

• 類屬性使得相同類的不同實例共同持有相同變量

私有屬性

• 不提供限制屬性訪問的關(guān)鍵字（無法限制類的各種屬性在類外直接訪問）

• 使用__開頭的變量名加以標(biāo)志，只有類對象自己能訪問

• 使用_開頭的變量名加以標(biāo)志，應(yīng)該只有類對象及其子類能訪問（非強制性）

特殊屬性

• 保存對象的元數(shù)據(jù)

• doc

• name

• dict

• module

• base

作業(yè)

• 定義一個類Box，具有實例屬性長度（length）、寬度（width）、高度（height）。具有私有屬性體積（由長、寬、高計算得來），并且它的每個實例可以知道它被實例化的數(shù)量。然后實例化它們五次，并輸出每個實例的所有屬性。

讓對象具有能動性

類的方法的定義

• def fun_name(self,…):    pass

• 其中的參數(shù)self代表類的實例，在調(diào)用方法時由系統(tǒng)自動提供。

• 方法定義時必須指明self參數(shù)

類的方法的調(diào)用

• 與普通的函數(shù)調(diào)用類似

• 在類的內(nèi)部調(diào)用：self.<方法名>（參數(shù)列表）

• 在類的外部調(diào)用：<實例名>.<方法名>（參數(shù)列表）

• 注：以上兩種調(diào)用方法中，提供的參數(shù)列表中都不用包括self

類內(nèi)方法相互調(diào)用

• 在一個類的內(nèi)部方法之間是可以相應(yīng)調(diào)用的

• 調(diào)用方法同上面所述的在類的內(nèi)部調(diào)用方法

構(gòu)造方法及其作用

• 構(gòu)造方法就是前面課程提到和使用的init()方法

• 構(gòu)造方法的作用就是在類實例化時初始化實例

• init()方法就是類實例化的第二步自動調(diào)用的函數(shù)

• 注意其方法名是固定的，但其參數(shù)同普通方法一樣，至少應(yīng)帶有self參數(shù)

• 初始化實例包括：定義和初始化實例屬性；或調(diào)用類的一些方法

• 構(gòu)造方法可以帶有除self外的其它各種參數(shù)（關(guān)鍵字參數(shù)、默認(rèn)參數(shù)、用元組收集參數(shù)、用字典收集關(guān)鍵字參數(shù)等）；可以達(dá)到在實例化類時，為相應(yīng)的屬性傳入指定的值。

提醒

• 本節(jié)課所定義的都是類的實例方法，和實例屬性一樣，必須進行類實例化之后，才能存在和調(diào)用它們。

• 這里使用的是Python3.x版本，print是一個函數(shù)。

作業(yè)

• 修改上次課中定義的類Box，要求其具有：訪問私有屬性(體積)的方法添加顏色屬性（_color）和設(shè)置與獲取Box的顏色的方法添加打開和關(guān)閉盒子（Box）的方法，并且限制Box打開（關(guān)閉）之后，再次調(diào)用打開（關(guān)閉）方法會給予提示；即不能重復(fù)打開與關(guān)閉。在主程序中實例化并進行測試。

深入類的屬性

同名的類屬性與實例屬性

• 以實例名.屬性名引用時，優(yōu)先引用實例屬性

• 以類名.屬性名引用時，只能引用類屬性

屬性訪問的特殊方法(反射)

• 提供用字符串來操作類的屬性/方法的方式

• 主要工具函數(shù)

• hasattr(obj_bame,'屬性名')

• setattr(obj_name,'屬性名',值）

• getattr(obj_name,'屬性名'）

屬性包裝

• 將方法包裝成屬性，以隱藏相關(guān)實現(xiàn)。

• 控制屬性的類型或范圍

• 虛擬屬性（由其它屬性處理后得來）

• 三種屬性操作

• 可讀：@property

• 可寫：@<property-name>.setter

• 可刪：@<property-name>.deleter

描述符

• 將實現(xiàn)特殊協(xié)議方法的類作為另一個類的類屬性

• 用來攔截和控制屬性訪問并可以重復(fù)使用

• 協(xié)議方法

• get()

• set()

• delete()

• 分類

• 數(shù)據(jù)描述符（實現(xiàn)全部協(xié)議方法）

• 非數(shù)據(jù)描述符（實現(xiàn)部分協(xié)議方法）

• 說明：所有類成員函數(shù)都是非數(shù)據(jù)描述符

• 同名的實例屬性和非數(shù)據(jù)描述符（以方法為例）訪問優(yōu)先級

• 注意：只能在新式類中使用

call()讓類的實例如函數(shù)一樣可調(diào)用

作業(yè)

• 修改上節(jié)課的作業(yè)中定義的類：1.使用屬性包裝器將私有屬性_color包裝為color（可讀寫）屬性2.運用描述符在Box類中創(chuàng)建一個類屬性（盒子六面的圖案字符，只能為數(shù)字1－6）3.為其定義call()，當(dāng)作為函數(shù)調(diào)用時，返回其體積