【Python】详解面向对象(上篇)

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系列专栏:Python从入门到入坟
首发时间:2022年7月12日
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阅读指南

  • ⭐理解面向对象
  • ✨类和对象
    • 1. 理解类和对象
    • 2. 面向对象实现方法
  • 添加和获取对象属性
    • 1. 类外面添加对象属性
    • 2. 类外面获取对象属性
    • 3. 类里面获取对象属性
  • 魔法方法
    • 1. `_init_()`
    • 2. `_str_()`
    • 3. `_del_()`
  • 综合应用
    • 1. 烤地瓜
    • 2. 搬家具
  • 面向对象基础总结

⭐理解面向对象

面向对象是一种抽象化的编程思想,很多编程语言中都有的一种思想

例如:洗衣服

思考:几种途径可以完成洗衣服?

答:手洗和机洗

手洗:找盆 - 放水 - 加洗衣粉 - 浸泡 - 搓洗 - 拧干水 - 倒水 - 漂洗N次 - 拧干 - 晾晒

机洗: 打开洗衣机 - 放衣服 - 加洗衣粉 - 按下开始按钮 - 晾晒

思考:对比两种洗衣服途径,你能够发现什么?

答:机洗更简单

思考:机洗,只需要找到一台洗衣机,加入简单操作就可以完成洗衣服的工作,而不需要关心洗衣机内部发生了什么事情

总结:面向对象就是将编程当成是一个事物,对外界来说,事物是直接使用的,不用去管他内部的情况,而编程就是设置事物能够做什么事

✨类和对象

思考:洗衣机洗衣服描述过程中,洗衣机其实就是一个事物,即对象,洗衣机对象哪来的呢?

答:洗衣机是由工厂工人制作出来的

思考:工厂工人怎么制作出的洗衣机?

答:工人根据设计师设计的功能图纸制作洗衣机

总结:图纸 ➜ 洗衣机 ➜ 洗衣服

在面向对象编程过程中,有两个重要组成部分:类和对象
类和对象的关系:用类去创建一个对象

1. 理解类和对象

类是对一系列具有相同特征和行为的事物的统称,是一个抽象的概念,不是真实存在的事物

  • 特征即是属性
  • 行为即是方法

类就相当于制造洗衣机时要用到的图纸,也就是说类是用来创建对象的

对象是类创建出来的真实存在的事物,例如:洗衣机

注意:开发中,先有类,再有对象

2. 面向对象实现方法

定义类

Python2 中类分为:经典类和新式类

  • 语法
class 类名():
	代码
	......

注意:类名要满足标识符命名规则,同时遵循大驼峰命名习惯

  • 体验
class Washer():
	def wash(self):
		print('我会洗衣服')
  • 拓展:经典类
    不由任意内置类型派生出的类,称之为经典类
class 类名:
	代码
	......

创建对象

对象又称之为实例

  • 语法

对象名 = 类名()

  • 体验
# 创建对象
haier1 = Washer()

# <_main_.Washer object at 0x0000018B7B224240
print(haier1)

# haier对象调用实例方法
haier1.wash()

self 指的是调用该函数的对象

# 1. 定义类
class Washer():
    def wash(self):
        print("我会洗衣服")
        # <__main__.Washer object at 0x0000024308160DF0>
        print(self)

# 2. 创建对象
haier1 = Washer()
# <__main__.Washer object at 0x0000024308160DF0>
print(haier1)

# 3. 调用方法
haier1.wash()

一个类创建多个对象,多个对象都调用函数的时候,self 地址不相同

class Washer():
    def wash(self):
        print("我会洗衣服")
        print(self)

haier1 = Washer()
haier1.wash()

haier2 = Washer()
haier2.wash()

【Python】详解面向对象(上篇)_第1张图片

添加和获取对象属性

属性即是特征,比如:洗衣机的宽度、高度、重量…

对象属性既可以在类外面添加和获取,也能在类里面添加和获取

1. 类外面添加对象属性

  • 语法

对象名.属性名 = 值

  • 体验
haier1.width = 500
haier2.height = 800
class Washer():
    def wash(self):
        print("我会洗衣服")
        
haier1 = Washer()

# 添加属性
haier1.width = 500
haier1.height = 800

2. 类外面获取对象属性

  • 语法

对象名.属性名

  • 体验
print(f'haier1洗衣机的宽度是{haier1.width}')
print(f'haier1洗衣机的高度是{haier1.height}')
class Washer():
    def wash(self):
        print("我会洗衣服")


haier1 = Washer()

# 添加属性
haier1.width = 500
haier1.height = 800

# 获取属性
print(f'haier1洗衣机的宽度是{haier1.width}')
print(f'haier1洗衣机的高度是{haier1.height}')

在这里插入图片描述

3. 类里面获取对象属性

  • 语法

self.属性名

  • 体验
# 定义类
class Washer():
    def print_info(self):
        # 类里面获取实例属性
        print(f'haier1洗衣机的宽度是{self.width}')
        print(f'haier1洗衣机的高度是{self.height}')

# 创建对象
haier1 = Washer()

# 添加实例属性
haier1.width = 500
haier1.height = 800

# 对象调用方法
haier1.print_info()

在这里插入图片描述

魔法方法

Python 中,_xx_() 的函数叫做魔法方法,指的是具有特殊功能的函数

1. _init_()

体验 _init_()

思考:洗衣机的宽度和高度是与生俱来的属性,可不可以在生产过程中就赋予这些属性呢?

答:理应如此

_init_() 方法的作用:初始化对象

# 定义类
class Washer():
    # 定义 _init_,添加实例属性
    def __init__(self):
        # 添加实例属性
        self.width = 500
        self.height = 800

    def print_info(self):
        # 类里面调用实例属性
        print(f'洗衣机的宽度是{self.width},高度是{self.height}')


# 创建对象
haier1 = Washer()

# 对象调用实例方法
haier1.print_info()

在这里插入图片描述
注意:

  • _init_() 方法,在创建一个对象时默认被调用,不需要手动调用
  • _init_(self) 中的 self 参数,不需要开发者传递,Python 解释器会自动把当前的对象引用传递过去

带参数的 _init_()

思考:一个类可以创建多个对象,如何对不同的对象设置不同的初始化属性呢?

答:传参数

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def print_info(self):
        print(f'洗衣机的宽度是{self.width},高度是{self.height}')


haier1 = Washer(10, 20)
haier1.print_info()

haier2 = Washer(30, 40)
haier2.print_info()

在这里插入图片描述

2. _str_()

当使用 print 输出对象的时候,默认打印对象的内存地址。如果类定义了 _str_() 方法,那么就会打印从在这个方法中 return 的数据。

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def __str__(self):
        return '这是海尔洗衣机的说明书'


haier1 = Washer(10, 20)
print(haier1)

在这里插入图片描述

3. _del_()

当删除对象时,Python 解释器也会默认调用 _del_() 方法

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def __del__(self):
        print(f'{self}对象已经被删除')


haier1 = Washer(10, 20)
del haier1

在这里插入图片描述

综合应用

1. 烤地瓜

① 需求

需求主线:

  1. 被烤的时间和对应的地瓜状态:
    0-3 分钟:生的
    3-5 分钟:半生不熟
    5-8 分钟:熟的
    超过 8 分钟:烤糊了

  2. 添加的调料:
    用户可以按自己的意愿添加调料

② 步骤分析

需求涉及一个事物:地瓜,故案例涉及一个类:地瓜类

定义类

  • 地瓜的属性
    ◦ 被烤的时间
    ◦ 地瓜的状态
    ◦ 添加的调料
  • 地瓜的方法
    ◦ 被烤
     用户根据意愿设定每次烤地瓜的时间
     判断地瓜被烤的总时间是在哪个区间,修改地瓜状态
    ◦ 添加调料
     用户根据意愿设定添加的调料
     将用户添加的调料存储
  • 显示对象信息

③ 代码实现

定义类

  • 地瓜属性
    ◦ 定义地瓜初始化属性,后期根据程序推进更新实例属性
class SweetPotato():
    def __init__(self):
        # 被烤的时间
        self.cook_time = 0
        # 地瓜的状态
        self.cook_static = '生的'
        # 调料列表
        self.condiments = []

定义烤地瓜方法

class SweetPotato():
    ......

    def cook(self, time):
        """烤地瓜的方法"""
        # 1. 先计算地瓜整体烤过的时间
        self.cook_time += time
        # 2. 用整体烤过的时间再判断地瓜的状态
        if 0 <= self.cook_time < 3:
            self.cook_static = '生的'
        elif 3 <= self.cook_time < 5:
            self.cook_static = '半生不熟'
        elif 5 <= self.cook_time < 8:
            self.cook_static = '熟了'
        elif self.cook_time >= 8:
            self.cook_static = '烤糊了'

书写 str 魔法方法,用于输出对象状态

class SweetPotato():
    ......

    def __str__(self):
        return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟,状态是{self.cook_static}'

创建对象,测试实例属性和实例方法

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(3)
print(digua1)

digua1.cook(3)
print(digua1)

【Python】详解面向对象(上篇)_第2张图片

定义添加调料方法,并调用该实例方法

class SweetPotato():
    def __init__(self):
        # 被烤的时间
        self.cook_time = 0
        # 地瓜的状态
        self.cook_static = '生的'
        # 调料列表
        self.condiments = []

    def cook(self, time):
        """烤地瓜的方法"""
        # 1. 先计算地瓜整体烤过的时间
        self.cook_time += time
        # 2. 用整体烤过的时间再判断地瓜的状态
        if 0 <= self.cook_time < 3:
            self.cook_static = '生的'
        elif 3 <= self.cook_time < 5:
            self.cook_static = '半生不熟'
        elif 5 <= self.cook_time < 8:
            self.cook_static = '熟了'
        elif self.cook_time >= 8:
            self.cook_static = '烤糊了'

    def add_condiments(self, condiment):
        """添加调料"""
        self.condiments.append(condiment)

    def __str__(self):
        return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟,状态是{self.cook_static},添加的调味料有{self.condiments}'


digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(3)
digua1.add_condiments('酱油')
print(digua1)

digua1.cook(3)
digua1.add_condiments('辣椒面儿')
print(digua1)

在这里插入图片描述

2. 搬家具

① 需求

将小于房子剩余面积的家具摆放到房子中

② 步骤分析

需求涉及到两个事物:房子和家具,故本案例涉及到两个类:房子类和家具类

➊ 定义类

  • 房子类
    ◦ 实例属性
     房子地理位置
     房子占地面积
     房子剩余面积
     房子内家具列表
    ◦ 实例方法
     容纳家具
    ◦ 显示房屋信息

  • 家具类
    ◦ 家具名称
    ◦ 家具占地面积

➋ 创建对象并调用相关方法

③ 代码实现

定义类

  • 家具类
class Furniture():
    def __init__(self, name, area):
        # 家具名称
        self.name = name
        # 家具占地面积
        self.area = area
  • 房子类
class Furniture():
    def __init__(self, name, area):
        # 家具名称
        self.name = name
        # 家具占地面积
        self.area = area


class Home():
    def __init__(self, address, area):
        # 地理位置
        self.address = address
        # 房屋面积
        self.area = area
        # 剩余面积
        self.free_area = area
        # 家具列表
        self.furniture = []

    def __str__(self):
        return f'房子坐落于{self.address},占地面积{self.area},剩余面积{self.free_area},家具有{self.furniture}'


# 创建家具对象
bed = Furniture('双人床', 6)
sofa = Furniture('沙发', 10)

# 创建房子对象
home = Home('北京', 150)
print(home)

在这里插入图片描述

添加容纳家具方法

class Furniture():
    def __init__(self, name, area):
        # 家具名称
        self.name = name
        # 家具占地面积
        self.area = area


class Home():
    def __init__(self, address, area):
        # 地理位置
        self.address = address
        # 房屋面积
        self.area = area
        # 剩余面积
        self.free_area = area
        # 家具列表
        self.furniture = []

    def __str__(self):
        return f'房子坐落于{self.address},占地面积{self.area},剩余面积{self.free_area},家具有{self.furniture}'

    def add_furniture(self, item):
        """容纳家具"""
        if self.free_area >= item.area:
            self.furniture.append(item.name)
            # 家具搬入后,房屋剩余面积要减少
            self.free_area -= item.area
        else:
            print('家具太大,剩余面积不足,无法容纳')


bed = Furniture('双人床', 6)
home = Home('北京', 150)
print(home)

home.add_furniture(bed)
print(home)

sofa = Furniture('沙发', 10)
home.add_furniture(sofa)
print(home)

在这里插入图片描述

面向对象基础总结

  • 面向对象重要组成部分
    ◦ 类
     创建类
class 类名():
	代码

  ◦ 对象

对象名 = 类名()
  • 添加对象属性
    ◦ 类外面
对象名.属性名 =

  ◦ 类里面

self.属性名 =
  • 获取对象属性
    ◦ 类外面
对象名.属性名

  ◦ 类里面

self.属性名
  • 魔法方法
    _init_() : 初始化
    _str_() : 输出对象信息
    _del_() : 删除对象时调用

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