Python心得基础篇【6】面向对象初级篇

概述

面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
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：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）

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。

创建类和对象

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例，通过实例对象可以执行类中的函数

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（详细见：类的三大特性之封装）
　　 类中定义的函数叫做 “方法”

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

面向对象：【创建对象】【通过对象执行方法】
函数编程：【执行函数】

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

面向对象三大特性

面向对象的三大特性是指：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处的内容。

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

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，在内存里类似于下图来保存

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

 1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6  
 7 obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
 8 print obj1.name    # 直接调用obj1对象的name属性
 9 print obj1.age     # 直接调用obj1对象的age属性
10  
11 obj2 = Foo('alex', 73)
12 print obj2.name    # 直接调用obj2对象的name属性
13 print obj2.age     # 直接调用obj2对象的age属性

通过对象调用

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

 1 class Foo:
 2   
 3     def __init__(self, name, age):
 4         self.name = name
 5         self.age = age
 6   
 7     def detail(self):
 8         print self.name
 9         print self.age
10   
11 obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
12 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
13   
14 obj2 = Foo('alex', 73)
15 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

通过self间接调用

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..

 1 def kanchai(name, age, gender):
 2     print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
 3 
 4 
 5 def qudongbei(name, age, gender):
 6     print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)
 7 
 8 
 9 def dabaojian(name, age, gender):
10     print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)
11 
12 
13 kanchai('小明', 10, '男')
14 qudongbei('小明', 10, '男')
15 dabaojian('小明', 10, '男')
16 
17 
18 kanchai('老李', 90, '男')
19 qudongbei('老李', 90, '男')
20 dabaojian('老李', 90, '男')
21 
22 函数式编程

函数式编程

 1 def kanchai(name, age, gender):
 2     print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
 3 
 4 
 5 def qudongbei(name, age, gender):
 6     print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)
 7 
 8 
 9 def dabaojian(name, age, gender):
10     print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)
11 
12 
13 kanchai('小明', 10, '男')
14 qudongbei('小明', 10, '男')
15 dabaojian('小明', 10, '男')
16 
17 
18 kanchai('老李', 90, '男')
19 qudongbei('老李', 90, '男')
20 dabaojian('老李', 90, '男')
21 
22 函数式编程

面向对象的编程

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

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 
 3 # #####################  定义实现功能的类  #####################
 4 
 5 class Person:
 6 
 7     def __init__(self, na, gen, age, fig):
 8         self.name = na
 9         self.gender = gen
10         self.age = age
11         self.fight =fig
12 
13     def grassland(self):
14         """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
15 
16         self.fight = self.fight - 200
17 
18     def practice(self):
19         """注释：自我修炼，增长100战斗力"""
20         
21         self.fight = self.fight + 200
22 
23     def incest(self):
24         """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
25         
26         self.fight = self.fight - 500
27 
28     def detail(self):
29         """注释：当前对象的详细情况"""
30 
31         temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
32         print temp
33 
34         
35 # #####################  开始游戏  #####################
36 
37 cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色
38 dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色
39 bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色
40 
41 cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏
42 dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
43 bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
44 
45 
46 #输出当前所有人的详细情况
47 cang.detail()
48 dong.detail()
49 bo.detail()
50 
51 
52 cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏
53 dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
54 bo.practice() #波多多自我修炼了一次
55 
56 #输出当前所有人的详细情况
57 cang.detail()
58 dong.detail()
59 bo.detail()
60 
61 游戏人生

View Code

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。

那么问题又来了，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

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，新的必然包含了更多的功能，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。

 1 class D:
 2 
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print 'C.bar'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print 'B.bar'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print 'A.bar'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 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
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
28 # 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
29 a.bar()
30 
31 经典类多继承

经典类多继承

 1 class D:
 2 
 3     def bar(self):
 4         print 'D.bar'
 5 
 6 
 7 class C(D):
 8 
 9     def bar(self):
10         print 'C.bar'
11 
12 
13 class B(D):
14 
15     def bar(self):
16         print 'B.bar'
17 
18 
19 class A(B, C):
20 
21     def bar(self):
22         print 'A.bar'
23 
24 a = A()
25 # 执行bar方法时
26 # 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
27 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
28 # 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
29 a.bar()
30 
31 经典类多继承

新式类多继承

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”。

 1 class F1:
 2     pass
 3 
 4 
 5 class S1(F1):
 6 
 7     def show(self):
 8         print 'S1.show'
 9 
10 
11 class S2(F1):
12 
13     def show(self):
14         print 'S2.show'
15 
16 
17 # 由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型
18 # 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
19 # 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象
20 
21 def Func(F1 obj):
22     """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
23     
24     print obj.show()
25     
26 s1_obj = S1()
27 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
28 
29 s2_obj = S2()
30 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
31 
32 Python伪代码实现Java或C#的多态

View Code

 1 class F1:
 2     pass
 3 
 4 
 5 class S1(F1):
 6 
 7     def show(self):
 8         print 'S1.show'
 9 
10 
11 class S2(F1):
12 
13     def show(self):
14         print 'S2.show'
15 
16 def Func(obj):
17     print obj.show()
18 
19 s1_obj = S1()
20 Func(s1_obj) 
21 
22 s2_obj = S2()
23 Func(s2_obj) 
24 
25 Python “鸭子类型”

python鸭子类型

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

 1 class SqlHelper:
 2 
 3     def __init__(self, host, user, pwd):
 4 
 5         self.host = host
 6         self.user = user
 7         self.pwd = pwd
 8 
 9     def 增(self):
10         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
11         # do something
12         # 关闭数据库连接
13 
14     def 删(self):
15         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
16         # do something
17         # 关闭数据库连接
18 
19     def 改(self):
20         # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
21         # do something
22         # 关闭数据库连接
23 
24     def 查(self):
25     # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
26         # do something
27         # 关闭数据库连接# do something
28 
29 Demo

demo

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

 1 class Person:
 2 
 3     def __init__(self, name ,age ,blood_type):
 4 
 5         self.name = name
 6         self.age = age
 7         self.blood_type = blood_type
 8 
 9 
10     def detail(self):
11         temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
12         print temp
13 
14 zhangsan = Person('张三', 18, 'A')
15 lisi = Person('李四', 73, 'AB')
16 yangwu = Person('杨五', 84, 'A')
17 
18 Demo

demo