概述
面向过程: 根据业务逻辑从上到下垒写代码
函数式: 将某功能代码封装到函数中, 日后便无需重复编写, 仅调用函数即可
面向对象: 对函数进行分装和封装, 让开发 '更快更好更强...'
面向过程编程最易初学者接受, 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。
编写面向对象程序: 归类 + 提取公共值
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, 就变成了这样咯:
今天学了新的编程方式: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
创建类和的对象
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, 函数里实现一些功能
对象则是根据模板创建的实列, 通过实例对象可以执行类中的函数
self : 特殊参数必须给
self : self参数是python帮助我们自动传递
如果执行面向对象中的方法时,前面必须有一个对象: www:func()
class是关键字, 表示类
创建对象, 类名称后加括号即可
ps: 类中的函数第一个参数必须是 self (后面经常用)
类中定义的函数叫做 "方法"
# 创建类 class Foo: def Bar(self): print('Bar') def Hello (self,name): print('i am %s' % name) # 根据Foo创建对象obj obj = Foo() obj.Bar() #执行Bar方法 obj.Hello('suifan') #执行Hello方法
唉, 在这有疑问 同一个问题 函数完全比面向对象简单
面向对象: [创建对象] [通过对象执行方法]
函数编程: [执行函数]
上述分析的答案是肯定的, 然而并非绝对, 场景的不同适合的编程方式也不同
面向对象三大特性
是指: 封装, 继承和多态。
一.封装
封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某出的内容。
所以, 在使用面向对象的封装特性时, 需要:
将内容封装到某处
从某处调用被封装的内容
归类, 将函数放置一个类中.
打包, 将数据打包放到一个对象
第一步: 将内容封装到某处
self是一个形式参数, 当执行obj1 = Foo('wupeiqi',18)时,self等于obj1
当执行obj2 = Foo('alex',78)时,self等于obj2
所以,内容其实被封装到了对象obj1和obj2中,每个对象中都有name和age属性,在内存里类似与下图来保存。
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：
- 通过对象直接调用
- 通过self间接调用
1、通过对象直接调用被封装的内容
上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名
class Foo: def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age obj1 = Foo('wupeiqi',18) print(obj1.name) # 直接调用obj1对象的name属性 print(obj1.age) # 直接调用obj1对象的age属性 obj2 = Foo('alex',73) print(obj2.name) # 直接调用obj2对象的name属性 print(obj2.age) # 直接调用obj2对象的age属性
2.通过self间接调用被封装的内容
执行类中的方法时, 需要通过self间接调用被封装的内容
class Foo: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def detail(self): print(self.name) print(self.age) obj1 = Foo('wupeiqi', 18) obj1.detail() # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)， # 所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18 #详细解释为何打印出答案相同 obj2 = Foo('alex', 73) obj2.detail() # Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)， # 所以，此时方法内部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78
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
- 老张...
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')
class Foo: 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 = Foo('小明', 10, '男') xiaoming.kanchai() xiaoming.qudongbei() xiaoming.dabaojian() laoli = Foo('老李', 90, '男') laoli.kanchai() laoli.qudongbei() laoli.dabaojian()
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：游戏人生程序
1、创建三个游戏人物，分别是：
- 苍井井，女，18，初始战斗力1000
- 东尼木木，男，20，初始战斗力1800
- 波多多，女，19，初始战斗力2500
2、游戏场景，分别：
- 草丛战斗，消耗200战斗力
- 自我修炼，增长100战斗力
- 多人游戏，消耗500战斗力
# -*- coding:utf-8 -*- # ##################### 定义实现功能的类 ##################### class Person: def __init__(self, na, gen, age, fig): self.name = na self.gender = gen self.age = age self.fight = fig def grassland(self): """注释：草丛战斗，消耗200战斗力""" self.fight = self.fight - 200 def practice(self): """注释：自我修炼，增长100战斗力""" self.fight = self.fight + 200 def incest(self): """注释：多人游戏，消耗500战斗力""" self.fight = self.fight - 500 def detail(self): """注释：当前对象的详细情况""" temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s" % (self.name, self.gender, self.age, self.fight) print(temp) # ##################### 开始游戏 ##################### cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000) # 创建苍井井角色 dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800) # 创建东尼木木角色 bo = Person('波多多', '女', 19, 2500) # 创建波多多角色 cang.incest() # 苍井空参加一次多人游戏 dong.practice() # 东尼木木自我修炼了一次 bo.grassland() # 波多多参加一次草丛战斗 # 输出当前所有人的详细情况 cang.detail() dong.detail() bo.detail() cang.incest() # 苍井空又参加一次多人游戏 dong.incest() # 东尼木木也参加了一个多人游戏 bo.practice() # 波多多自我修炼了一次 # 输出当前所有人的详细情况 cang.detail() dong.detail() bo.detail()
二. 继承
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 ('喵喵叫') 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 喵喵叫(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 汪汪叫(self): print '喵喵叫
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') # ######### 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()
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没个方法。
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。
学习了继承的写法后, 我们用代码来写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') # ######### 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()
多继承呢?
- 是否可以继承多个类
- 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？
1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类 (python支持多继承)
2、Python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先
- 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先方式查找
- 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先方式查找
经典类和新式类，从字面上可以看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推荐的写法，从写法上区分的话，如果 当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。
class D: def bar(self): print ('D.bar') class C(D): def bar(self): print ('C.bar') class B(D): def bar(self): print ('B.bar') class A(B, C): def bar(self): print ('A.bar') a = A() # 执行bar方法时 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了 a.bar()
class D(object): def bar(self): print ('D.bar') class C(D): def bar(self): print ('C.bar') class B(D): def bar(self): print ('B.bar') class A(B, C): def bar(self): print ('A.bar') a = A() # 执行bar方法时 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了 a.bar()
经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
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
三.多态
Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法，但是原生多态，其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
class F1: pass class S1(F1): def show(self): print 'S1.show' class S2(F1): def show(self): print 'S2.show' def Func(obj): print obj.show() s1_obj = S1() Func(s1_obj) s2_obj = S2() Func(s2_obj)
总结
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍，总结如下：
- 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
- 类 是一个模板，模板中包装了多个“函数”供使用
- 对象，根据模板创建的实例（即：对象），实例用于调用被包装在类中的函数
- 面向对象三大特性：封装、继承和多态
问答专区
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:
- 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') yangwu = Person('杨五', 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，大致如下图：
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 obj1 执行 【方法一】 时，过程如下：
- 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
- 将对象 obj1 当作参数传给 方法的第一个参数 self