面向对象的编程思想
回想
我们所学过的编程方法：
- 面向过程：根据业务逻辑从上到下写堆叠代码。
- 函数式编程：将重复的代码封装到函数中，只需要写一遍，之后仅调用函数即可。
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。
while True：
if cpu利用率 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
if 硬盘使用空间 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
if 内存占用 > 80%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
但是，你会发现会有很多重复的代码，同样的代码写好几遍，这样不容易维护，然后我们开始使用函数式编程，增加了代码的重用性和可读性：
def 发送邮件(内容)
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接
while True：
if cpu利用率 > 90%:
发送邮件('CPU报警')
if 硬盘使用空间 > 90%:
发送邮件('硬盘报警')
if 内存占用 > 80%:
发送邮件('内存报警')
现在我们学习一种新的编程思想：面向对象的编程思想
面向对象是一种编程思想，面向对象有两个要素，“类”和“对象”，类是抽象的东西，不具体的东西，有共同特征的东西，比如说人，都有两只眼睛，两只耳朵，一个鼻子，一张嘴....，这是共同的属性，人会说话，会吃饭，会走路.....，有共同的方法。这人就相当于类，他不会特指某个人。对象，是类的实例，是具体的某个东西。比如说，有一个叫小明的人，这就是一个对象，他有人的所有属性和功能（方法），小明这就是一个对象。
类和对象的创建：
class Person:
def __init__(self,name,age,sex)
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def speak(self):
print('speak chinese')
def walk(self):
print('walk on the road!')
person = Person('Tom',18,'f')
person.speak()
- class为创建类的关键字，上例创建了一个Person类
- 创建对象只需要在类后面加括号，有参数的要加参数,person这就是一个对象。
面向对象的三大特性
面向对象的三大特性：封装，继承，多态。
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
一、将内容封装到某处
class Foo:
# __init__构造方法，当根据类创建对象时自动执行
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# 创建对象，自动执行__init__方法，将'tom',18封装到obj1,self的name，age属性中
obj1 = Foo('tom', 18)
obj2 = Foo('jerry', 25)
self 是一个形式参数,当执行 obj1 = Foo('tom', 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。
二、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
通过对象直接调用封装内容:
class Foo:
# __init__构造方法，当根据类创建对象时自动执行
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
obj1 = Foo('tom', 18) # 直接调用obj1对象的name属性
print(obj1.name, obj1.age) # 直接调用obj1对象的age属性
obj2 = Foo('jerry', 25)
print(obj2.name, obj2.age)
通过self间接搞用封装的内容:
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
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，去饭馆吃饭
- 小明，10岁，男，去酒店睡觉
- 小明，10岁，男，开车去旅游
- 老李，90岁，男，去饭馆吃饭
- 老李，90岁，男，去酒店睡觉
- 老李，90岁，男, 开车去旅游
函数式编程：
def eat(name, age, gender):
print("%s,%s岁,%s,去饭馆吃饭" % (name, age, sex))
def sleep(name, age, gender):
print("%s,%s岁,%s,去酒店睡觉" % (name, age, sex))
def travel(name, age, gender):
print("%s,%s岁,%s,开车去旅游" % (name, age, sex))
eat('小明', 10, '男')
sleep('小明', 10, '男')
travel('小明', 10, '男')
eat('老李', 90, '男')
sleep('老李', 90, '男')
travel('老李', 90, '男')
面向对象:
class Foo:
def __init__(self, name, age ,sex):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def eat(self):
print("%s,%s岁,%s,去饭馆吃饭" % (self.name, self.age, self.sex))
def sleep(self):
print("%s,%s岁,%s,去酒店睡觉" % (self.name, self.age, self.sex))
def travel(self):
print("%s,%s岁,%s,开车去旅游" % (self.name, self.age, self.sex))
tom = Foo('汤姆', 10, '男')
tom.eat()
tom.sleep()
tom.travel()
jerry = Foo('杰瑞', 12, '男')
jerry.eat()
jerry.sleep()
jerry.travel()
二、游戏人生程序
创建三个游戏人物，分别是：
- 盖伦，男，18，初始战斗力1000
- 剑圣，男，20，初始战斗力1800
- 凯特琳，女，19，初始战斗力2500
游戏场景，分别为：
- 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
class Person:
def __init__(self, name, sex, age, fight):
self.name = name
self.sex = sex
self.age = age
self.fight = fight
def grassland(self):
"""
草丛战斗，消耗200战斗力
"""
self.fight = self.fight - 200
def practice(self):
"""
自我修炼，增长100战斗力
"""
self.fight = self.fight + 200
def incest(self):
"""
多人游戏，消耗500战斗力
"""
self.fight = self.fight - 500
def detail(self):
"""
当前对象的详细情况
"""
detail_info = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"
% (self.name, self.sex, self.age, self.fight)
print(detail_info)
garen = Person('盖伦', '男', 18, 1000) # 创建盖伦角色
yi = Person('剑圣', '男', 20, 1800) # 创建剑圣角色
caitlyn = Person('凯特琳', '女', 19, 2500) # 创建凯特琳角色
garen.incest() # 盖伦参加一次多人游戏
yi.practice()# 剑圣自我修炼了一次
caitlyn.grassland() # 凯特琳参加一次草丛战斗
# 输出当前所有人的详细情况
garen.detail()
yi.detail()
caitlyn.detail()
garen.incest() # 盖伦又参加一次多人游戏
yi.incest() # 剑圣也参加了一个多人游戏
caitlyn.practice() # 凯特琳自我修炼了一次
# 输出当前所有人的详细情况
garen.detail()
yi.detail()
caitlyn.detail()
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')
代码实例：
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')
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每个方法。
就向下面这样：
class 父类:
def 父类中的方法(self):
pass
class 子类(父类):
pass
child = 子类()
child.父类中的方法()
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？
Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类
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。
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()
新式类:
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。
多态
Pyhon不支持多态并且也用不到多态，多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而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S2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：
- 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