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# 7. Python面向对象 ### 1. 面向对象介绍 生活中或是程序中，我们都可以使用设计表格、生产表格、填写表格的形式组织数据 进行对比，在程序中： \* 设计表格，称之为：设计类（class） \* 打印表格，称之为：创建对象 \* 填写表格，称之为：对象属性赋值  ### 2. 类的定义 类中：不仅可以定义属性用来记录数据，也可以定义函数，用来记录行为 \* 类中定义的属性（变量），我们称之为：\*\*成员变量\*\* \* 类中定义的行为（函数），我们称之为：\*\*成员方法\*\* 创建类对象语法：对象 = 类名称（） \*\*成员方法的定义：\*\* 在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微区别：  self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。 \* 它用来表示类对象自身的意思 \* 当我们使用类对象调用方法的是，self会自动被python传入 \* 在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用self \*\*注意：\*\*self关键字，尽管在参数列表中，但是传参的时候可以忽略它。 ### 3.面向对象编程定义 面向对象包含3大主要特性：封装、继承、多态 面向对象编程就是，使用对象进行编程。即，设计类，基于类创建对象，并使用对象来完成具体的工作 ### 4. 构造方法(相当于Java中的构造器) Python类可以使用：\*\*\\__init\\_\\_()方\*\*法，称之为构造方法,来实现： \* 在创建类对象（构造类）的时候，会自动执行。 \* 在创建类对象（构造类）的时候，将传入参数自动传递给\\__init__方法使用。 \*\*注意：\*\* \* 不要忘记init前后都有2个下划线 \* 构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供：self \* 在构造方法内定义成员变量，也需要使用self关键字。因为：变量是定义在构造方法内部，如果要成为成员变量，需要用self来表示。 \`\`\`python """ 演示类的构造方法 """ # 演示使用构造方法对成员变量进行赋值 # 构造方法的名称：__init__ class Student: def __init__(self, name, age ,tel): self.name = name self.age = age self.tel = tel print("Student类创建了一个类对象") stu = Student("周杰轮", 31, "18500006666") print(stu.name) print(stu.age) print(stu.tel) \`\`\` ### 5. 类的内置方法（魔术方法） 上文学习的\\__init__ 构造方法，是Python类内置的方法之一。这些内置的类方法，各自有各自特殊的功能，这些内置方法我们称之为：魔术方法。常用的几种有：  \*\*\\__str__ 字符串方法\*\*：（类似Java中的toString()方法） 当类对象需要被转换为字符串之时，会输出如上结果（内存地址）。但内存地址没有多大作用，我们可以通过\\__str__方法，控制类转换为字符串的行为。  \*\*\\__lt__ 小于符号比较方法\*\*（相当于Java的比较器comparetor） Python中直接对2个类对象进行比较是不可以的，但是在类中实现\\__lt__方法，即可同时完成：小于符号 和 大于符号 2种比较_ _注意：比较大于符号的魔术方法是：\\__gt\\_\\_不过，实现了\\_\\_lt__，\\_\\_gt\\_\\_就没必要实现了 \*\*\\__le__ 小于等于比较符号方法\*\* 魔术方法：\\__le__可用于：\<=、\>=两种比较运算符上。 注意：\>=符号实现的魔术方法是 \\__ge__不过，实现了\\_\\_le\\_\\_，\\__ge__就没必要实现了 \*\*\\__eq__，比较运算符实现方法\*\* 不实现__eq__方法，对象之间可以比较，但是是比较内存地址，也即是：不同对象==比较一定是False结果。实现了\\__eq__方法后，就可以按对2个对象进行值的比较了。 \| 方法 \| 功能 \| \| --------- \| ---------------------------------------------- \| \| \\__init__ \| 构造方法，可用于创建类对象的时候设置初始化行为 \| \| \\__str__ \| 用于实现类对象转字符串的行为 \| \| \\__lt__ \| 用于2个类对象进行小于或大于比较 \| \| \\__le__ \| 用于2个类对象进行小于等于或大于等于比较 \| \| \\__eq__ \| 用于2个类对象进行相等比较 \| \`\`\`python """ 演示Python内置的各类魔术方法 """ class Student: def __init__(self, name, age): self.name = name # 学生姓名 self.age = age # 学生年龄 # __str__魔术方法 def __str__(self): return f"Student类对象，name:{self.name}, age:{self.age}" # __lt__魔术方法 def __lt__(self, other): return self.age \< other.age # __le__魔术方法 def __le__(self, other): return self.age \<= other.age # __eq__魔术方法 def __eq__(self, other): return self.age == other.age stu1 = Student("周杰轮", 31) stu2 = Student("林俊节", 36) print(stu1 == stu2) \`\`\` ### 6. 面向对象------封装 封装表示的是，将现实世界事物的：属性、行为封装到类中（私有化），并描述为：成员变量、成员方法，从而完成程序对现实世界事物的描述。  \*\*私有成员\*\* 类中提供了私有成员的形式来支持：私有成员变量和私有成员方法。定义： \* 私有成员变量：变量名以\\__开头（2个下划线） \* 私有成员方法：方法名以__开头（2个下划线） \*\*使用私有成员\*\*（类似通过java的get和set方法） 私有方法无法直接被类对象使用，私有变量无法赋值，也无法获取值。但是可以被类中的其它成员可以访问私有成员。  ### 7. 面向对象------继承 继承表示：从父类那里继承（复制）成员变量和成员方法（不含私有）。继承分为：单继承和多继承。 \*\*单继承：\*\*一个类继承另一个类 \> class 类名(父类) \> \> 类的内容体 \*\*多继承：\*\*一个类继承多个类，按照顺序从左向右依次继承 Python的类之间也支持多继承，即一个类，可以继承多个父类。 \> class 类名(父类1, 父类2, ......, 父类N) \> \> 类的内容体 \*\*注意：\*\*多个父类中，如果有同名的成员，那么默认以继承顺序（从左到右）为优先级。即：先继承的保留，后继承的被覆盖。 \*\*pass关键字：\*\*pass是占位语句，用来保证函数（方法）或类定义的完整性，表示无内容，空的意思。（如继承父类的类的内容体不能为空，此时可通过pass占位，防止报错。 \*\*复写：\*\* 子类继承父类的成员属性和成员方法后，如果对其"不满意"，那么可以进行复写。即：在子类中重新定义同名的属性或方法即可。  \*\*调用父类同名成员\*\*： 一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员如果需要使用被复写的父类的成员，需要特殊的调用方式: \* 方式一：调用父类成员 \* 使用成员变量：\*\*父类名.成员变量\*\* \* 使用成员方法：\*\*父类名.成员方法(self)\*\* \* 方式2：使用super()调用父类成员 \* 使用成员变量：\*\*super().成员变量\*\* \* 使用成员方法：\*\*super().成员方法()\*\* \*\*注意：\*\* \* 只能在子类内调用父类的同名成员。子类的类对象直接调用会调用子类复写的成员。 \* super()不适用情况：多个父类中存在同名函数。 \`\`\`python """ 演示面向对象：继承中 对父类成员的复写和调用 """ class Phone: IMEI = None # 序列号 producer = "ITCAST" # 厂商 def call_by_5g(self): print("使用5g网络进行通话") # 定义子类，复写父类成员 class MyPhone(Phone): producer = "ITHEIMA" # 复写父类的成员属性 def call_by_5g(self): print("开启CPU单核模式，确保通话的时候省电") # 方式1 # print(f"父类的厂商是：{Phone.producer}") # Phone.call_by_5g(self) # 方式2 print(f"父类的厂商是：{super().producer}") super().call_by_5g() print("关闭CPU单核模式，确保性能") phone = MyPhone() phone.call_by_5g() print(phone.producer) \`\`\` ### 8. 类型注解 Python在3.5版本的时候引入了类型注解，以方便静态类型检查工具，IDE等第三方工具。 \*\*类型注解：\*\*在代码中涉及数据交互的地方，提供数据类型的注解（显式的说明）。 \*\*主要功能：\*\* \* 帮助第三方IDE工具（如PyCharm）对代码进行类型推断，协助做代码提示 \* 帮助开发者自身对变量进行类型注释 \*\*支持：\*\* \* 变量的类型注解 \* 函数（方法）形参列表和返回值的类型注解 #### 变量型注解 \* 基础语法： 变量: 类型 \* 在注释中进行类型注解: # type: 类型 \*\*提示：\*\* \* 为变量设置注解，显示的变量定义，一般无需注解。（就算不写注解，也明确的知晓变量的类型） \* 一般，无法直接看出变量类型之时会添加变量的类型注解 \*\*类型注解的限制：\*\*类型注解并不会真正的对类型做验证和判断。也就是，类型注解仅仅是提示性的，不是决定性的 \`\`\`python """ 演示变量的类型注解 """ # 基础数据类型注解 import json import random var_1: int = 10 var_2: str = "itheima" var_3: bool = True # 类对象类型注解 class Student: pass stu: Student = Student() # 基础容器类型注解 my_list1: list = \[1, 2, 3\] my_tuple1: tuple = (1, 2, 3) my_dict1: dict = {"itheima": 666} # 容器类型详细注解 my_list: list\[int\] = \[1, 2, 3\] my_tuple: tuple\[int, str, bool\] = (1, "itheima", True) my_dict: dict\[str, int\] = {"itheima": 666} # 在注释中进行类型注解 var_4 = random.randint(1, 10) # type: int var_5 = json.loads('{"name": "zhangsan"}') # type: dict\[str, str\] def func(): return 10 var_6 = func() # type: int # 类型注解的限制：如下代码，注解错了但没有报错 var_7: int = "itheima" var_8: str = 123 \`\`\` #### 函数（方法）的类型注解 \*\*形参注解\*\* 在调用函数（方法），传入参数的时候，工具无法提示参数类型这些都是因为，我们在定义函数（方法）的时候，没有给形参进行注解。 \> def 函数方法名（形参名：类型，形参名：类型，......） \*\*返回值注解\*\* 返回值类型注解的符号使用： \*\*-\>\*\* \`\`\`python """ 演示对函数（方法）进行类型注解 """ # 对形参进行类型注解 def add(x: int, y: int): return x + y # 对返回值进行类型注解 def func(data: list) -\> list: return data print(func(1)) \`\`\` \*\*Union类型\*\* 使用Union\[类型, ......, 类型\] , 可以定义联合类型注解。 Union联合类型注解，在变量注解、函数（方法）形参和返回值注解中，均可使用。 \*\*Union的使用方式\*\* 导包：from typing import Union 使用：Union\[类型, ......, 类型\] ### 9. 面向对象------多态 \*\*多态\*\*，指的是：多种状态，即完成某个行为时，使用不同的对象会得到不同的状态。（同样的行为（函数），传入不同的对象，得到不同的状态） 多态常作用在继承关系上。比如： \* 函数(方法)形参声明接收父类对象 \* 实际传入父类的子类对象进行工作，即: \* 以父类做定义声明 \* 以子类做实际工作 \* 用以获得同一行为, 不同状态 #### \*\*抽象类（接口）\*\* 父类用来确定有哪些方法。具体的方法实现，由子类自行决定。这种写法，就叫做抽象类（也可以称之为接口）。抽象类就好比定义一个标准，包含了一些抽象的方法，要求子类必须实现。 \* \*\*抽象类：\*\*含有抽象方法的类称之为抽象类 \* \*\*抽象方法：\*\*方法体是空实现的（pass）称之为抽象方法 配合多态，完成： \* 抽象的父类设计（设计标准） \* 具体的子类实现（实现标准） \*\*抽象类的作用：\*\* \* 多用于做顶层设计（设计标准），以便子类做具体实现。 \* 也是对子类的一种软性约束，要求子类必须复写（实现）父类的一些方法并配合多态使用，获得不同的工作状态。 \`\`\`python """ 演示面向对象的多态特性以及抽象类（接口）的使用 """ class Animal: def speak(self): pass class Dog(Animal): def speak(self): print("汪汪汪") class Cat(Animal): def speak(self): print("喵喵喵") def make_noise(animal: Animal): """制造点噪音，需要传入Animal对象""" animal.speak() # 演示多态，使用2个子类对象来调用函数 dog = Dog() cat = Cat() make_noise(dog) make_noise(cat) # 演示抽象类 class AC: def cool_wind(self): """制冷""" pass def hot_wind(self): """制热""" pass def swing_l_r(self): """左右摆风""" pass class Midea_AC(AC): def cool_wind(self): print("美的空调制冷") def hot_wind(self): print("美的空调制热") def swing_l_r(self): print("美的空调左右摆风") class GREE_AC(AC): def cool_wind(self): print("格力空调制冷") def hot_wind(self): print("格力空调制热") def swing_l_r(self): print("格力空调左右摆风") def make_cool(ac: AC): ac.cool_wind() midea_ac = Midea_AC() gree_ac = GREE_AC() make_cool(midea_ac) make_cool(gree_ac) \`\`\`
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