概述
- 面向過程：根據業務邏輯從上到下寫壘代碼
- 函數式：將某功能代碼封裝到函數中，日后便無需重復編寫，僅調用函數即可
- 面向對象：對函數進行分類和封裝，讓開發“更快更好更強…”
面向過程編程最易被初學者接受，其往往用一長段代碼來實現指定功能，開發過程中最常見的操作就是粘貼復制，即：將之前實現的代碼塊復制到現需功能處。
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while True：
if cpu利用率 > 90%:
#發送郵件提醒
連接郵箱服務器
發送郵件
關閉連接
if 硬盤使用空間 > 90%:
#發送郵件提醒
連接郵箱服務器
發送郵件
關閉連接
if 內存占用 > 80%:
#發送郵件提醒
連接郵箱服務器
發送郵件
關閉連接
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隨着時間的推移，開始使用了函數式編程，增強代碼的重用性和可讀性，就變成了這樣
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def 發送郵件(內容)
#發送郵件提醒
連接郵箱服務器
發送郵件
關閉連接
while True：
if cpu利用率 > 90%:
發送郵件('CPU報警')
if 硬盤使用空間 > 90%:
發送郵件('硬盤報警')
if 內存占用 > 80%:
發送郵件('內存報警')
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今天我們來學習一種新的編程方式：面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP，面向對象程序設計）
創建類和對象
面向對象編程是一種編程方式，此編程方式的落地需要使用 “類” 和 “對象” 來實現，所以，面向對象編程其實就是對 “類” 和 “對象” 的使用。
類就是一個模板，模板里可以包含多個函數，函數里實現一些功能
對象則是根據模板創建的實例，通過實例對象可以執行類中的函數
- class是關鍵字，表示類
- 創建對象，類名稱后加括號即可
ps：類中的函數第一個參數必須是self（詳細見：類的三大特性之封裝）
類中定義的函數叫做 “方法”
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# 創建類
class Foo:
def Bar(self):
print 'Bar'
def Hello(self, name):
print 'i am %s' %name
# 根據類Foo創建對象obj
obj = Foo()
obj.Bar() #執行Bar方法
obj.Hello('wupeiqi') #執行Hello方法
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誒，你在這里是不是有疑問了？使用函數式編程和面向對象編程方式來執行一個“方法”時函數要比面向對象簡便
- 面向對象：【創建對象】【通過對象執行方法】
- 函數編程：【執行函數】
觀察上述對比答案則是肯定的，然后並非絕對，場景的不同適合其的編程方式也不同。
總結：函數式的應用場景 –> 各個函數之間是獨立且無共用的數據
面向對象三大特性
面向對象的三大特性是指：封裝、繼承和多態。
一、封裝
封裝，顧名思義就是將內容封裝到某個地方，以后再去調用被封裝在某處的內容。
所以，在使用面向對象的封裝特性時，需要：
- 將內容封裝到某處
- 從某處調用被封裝的內容
第一步：將內容封裝到某處
self 是一個形式參數
當執行 obj1 = Foo(‘wupeiqi’, 18 ) 時，self 等於 obj1
當執行 obj2 = Foo(‘alex’, 78 ) 時，self 等於 obj2
所以，內容其實被封裝到了對象 obj1 和 obj2 中，每個對象中都有 name 和 age 屬性，在內存里類似於下圖來保存。
第二步：從某處調用被封裝的內容
調用被封裝的內容時，有兩種情況：
- 通過對象直接調用
- 通過self間接調用
1、通過對象直接調用被封裝的內容
上圖展示了對象 obj1 和 obj2 在內存中保存的方式，根據保存格式可以如此調用被封裝的內容：對象.屬性名
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class Foo:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
obj1 = Foo('wupeiqi', 18)
print obj1.name # 直接調用obj1對象的name屬性
print obj1.age # 直接調用obj1對象的age屬性
obj2 = Foo('alex', 73)
print obj2.name # 直接調用obj2對象的name屬性
print obj2.age # 直接調用obj2對象的age屬性
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2、通過self間接調用被封裝的內容
執行類中的方法時，需要通過self間接調用被封裝的內容
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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默認會將obj1傳給self參數，即：obj1.detail(obj1)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
obj2 = Foo('alex', 73)
obj2.detail() # Python默認會將obj2傳給self參數，即：obj1.detail(obj2)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78
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綜上所述，對於面向對象的封裝來說，其實就是使用構造方法將內容封裝到 對象 中，然后通過對象直接或者self間接獲取被封裝的內容。
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練習一：在終端輸出如下信息
小明，10歲，男，上山去砍柴
小明，10歲，男，開車去東北
小明，10歲，男，最愛大保健
老李，90歲，男，上山去砍柴
老李，90歲，男，開車去東北
老李，90歲，男，最愛大保健
老張...
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def kanchai(name, age, gender):
print "%s,%s歲,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)
def qudongbei(name, age, gender):
print "%s,%s歲,%s,開車去東北" %(name, age, gender)
def dabaojian(name, age, gender):
print "%s,%s歲,%s,最愛大保健" %(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')
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class Foo:
def __init__(self, name, age ,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def kanchai(self):
print "%s,%s歲,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)
def qudongbei(self):
print "%s,%s歲,%s,開車去東北" %(self.name, self.age, self.gender)
def dabaojian(self):
print "%s,%s歲,%s,最愛大保健" %(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()
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練習二：游戲人生程序
1、創建三個游戲人物，分別是：
蒼井井，女，18，初始戰斗力1000
東尼木木，男，20，初始戰斗力1800
波多多，女，19，初始戰斗力2500
2、游戲場景，分別：
草叢戰斗，消耗200戰斗力
自我修煉，增長100戰斗力
多人游戲，消耗500戰斗力
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# -*- coding:utf-8 -*-
# ##################### 定義實現功能的類 #####################
class Person:
def __init__(self, na, gen, age, fig):
self.name = na
self.gender = gen
self.age = age
self.fight =fig
def grassland(self):
"""注釋：草叢戰斗，消耗200戰斗力"""
self.fight = self.fight - 200
def practice(self):
"""注釋：自我修煉，增長100戰斗力"""
self.fight = self.fight + 200
def incest(self):
"""注釋：多人游戲，消耗500戰斗力"""
self.fight = self.fight - 500
def detail(self):
"""注釋：當前對象的詳細情況"""
temp = "姓名:%s ; 性別:%s ; 年齡:%s ; 戰斗力:%s" % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
print temp
# ##################### 開始游戲 #####################
cang = Person('蒼井井', '女', 18, 1000) # 創建蒼井井角色
dong = Person('東尼木木', '男', 20, 1800) # 創建東尼木木角色
bo = Person('波多多', '女', 19, 2500) # 創建波多多角色
cang.incest() #蒼井空參加一次多人游戲
dong.practice()#東尼木木自我修煉了一次
bo.grassland() #波多多參加一次草叢戰斗
#輸出當前所有人的詳細情況
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
cang.incest() #蒼井空又參加一次多人游戲
dong.incest() #東尼木木也參加了一個多人游戲
bo.practice() #波多多自我修煉了一次
#輸出當前所有人的詳細情況
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
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二、繼承
繼承，面向對象中的繼承和現實生活中的繼承相同，即：子可以繼承父的內容。
例如：
貓可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒
如果我們要分別為貓和狗創建一個類，那么就需要為 貓 和 狗 實現他們所有的功能，如下所示：
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class 貓：
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
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上述代碼不難看出，吃、喝、拉、撒是貓和狗都具有的功能，而我們卻分別的貓和狗的類中編寫了兩次。如果使用 繼承 的思想，如下實現：
動物：吃、喝、拉、撒
貓：喵喵叫（貓繼承動物的功能）
狗：汪汪叫（狗繼承動物的功能）
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class 動物:
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
# 在類后面括號中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class 貓(動物)：
def 喵喵叫(self):
print '喵喵叫'
# 在類后面括號中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class 狗(動物)：
def 汪汪叫(self):
print '喵喵叫'
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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 ＝ '貓'
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'
# ######### 執行 #########
c1 = Cat('小白家的小黑貓')
c1.eat()
c2 = Cat('小黑的小白貓')
c2.drink()
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()
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所以，對於面向對象的繼承來說，其實就是將多個類共有的方法提取到父類中，子類僅需繼承父類而不必一一實現每個方法。
注：除了子類和父類的稱謂，你可能看到過 派生類 和 基類 ，他們與子類和父類只是叫法不同而已。
學習了繼承的寫法之后，我們用代碼來是上述阿貓阿狗的功能：
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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 ＝ '貓'
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'
# ######### 執行 #########
c1 = Cat('小白家的小黑貓')
c1.eat()
c2 = Cat('小黑的小白貓')
c2.drink()
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()
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那么問題又來了，多繼承呢？
- 是否可以繼承多個類
- 如果繼承的多個類每個類中都定了相同的函數，那么那一個會被使用呢？
1、Python的類可以繼承多個類，Java和C#中則只能繼承一個類
2、Python的類如果繼承了多個類，那么其尋找方法的方式有兩種，分別是：深度優先和廣度優先
- 當類是經典類時，多繼承情況下，會按照深度優先方式查找
- 當類是新式類時，多繼承情況下，會按照廣度優先方式查找
經典類和新式類，從字面上可以看出一個老一個新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推薦的寫法，從寫法上區分的話，如果 當前類或者父類繼承了object類，那么該類便是新式類，否則便是經典類。
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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()
# 執行bar方法時
# 首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去D類中找，如果D類中么有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯
# 所以，查找順序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
a.bar()
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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()
# 執行bar方法時
# 首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去C類中找，如果C類中么有，則繼續去D類中找，如果還是未找到，則報錯
# 所以，查找順序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
a.bar()
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經典類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去D類中找，如果D類中么有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯
新式類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去C類中找，如果C類中么有，則繼續去D類中找，如果還是未找到，則報錯
注意：在上述查找過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
三、多態
Pyhon不支持多態並且也用不到多態，多態的概念是應用於Java和C#這一類強類型語言中，而Python崇尚“鴨子類型”。
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class F1:
pass
class S1(F1):
def show(self):
print 'S1.show'
class S2(F1):
def show(self):
print 'S2.show'
# 由於在Java或C#中定義函數參數時，必須指定參數的類型
# 為了讓Func函數既可以執行S1對象的show方法，又可以執行S2對象的show方法，所以，定義了一個S1和S2類的父類
# 而實際傳入的參數是：S1對象和S2對象
def Func(F1 obj):
"""Func函數需要接收一個F1類型或者F1子類的類型"""
print obj.show()
s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函數中傳入S1類的對象 s1_obj，執行 S1 的show方法，結果：S1.show
s2_obj = S2()
Func(s2_obj) # 在Func函數中傳入Ss類的對象 ss_obj，執行 Ss 的show方法，結果：S2.show
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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)
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總結
以上就是本節對於面向對象初級知識的介紹，總結如下：
- 面向對象是一種編程方式，此編程方式的實現是基於對 類 和 對象 的使用
- 類 是一個模板，模板中包裝了多個“函數”供使用
- 對象，根據模板創建的實例（即：對象），實例用於調用被包裝在類中的函數
- 面向對象三大特性：封裝、繼承和多態
問答專區
問題一：什么樣的代碼才是面向對象？
答：從簡單來說，如果程序中的所有功能都是用 類 和 對象 來實現，那么就是面向對象編程了。
問題二：函數式編程 和 面向對象 如何選擇？分別在什么情況下使用？
答：須知：對於 C# 和 Java 程序員來說不存在這個問題，因為該兩門語言只支持面向對象編程（不支持函數式編程）。而對於 Python 和 PHP 等語言卻同時支持兩種編程方式，且函數式編程能完成的操作，面向對象都可以實現；而面向對象的能完成的操作，函數式編程不行（函數式編程無法實現面向對象的封裝功能）。
所以，一般在Python開發中，全部使用面向對象 或 面向對象和函數式混合使用
面向對象的應用場景:
- 多函數需使用共同的值，如：數據庫的增、刪、改、查操作都需要連接數據庫字符串、主機名、用戶名和密碼
123456789101112131415161718192021222324252627class SqlHelper:def __init__(self, host, user, pwd):self.host = hostself.user = userself.pwd = pwddef 增(self):# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接# do something# 關閉數據庫連接def 刪(self):# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接# do something# 關閉數據庫連接def 改(self):# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接# do something# 關閉數據庫連接def 查(self):# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開數據庫連接# do something# 關閉數據庫連接# do something
- 需要創建多個事物，每個事物屬性個數相同，但是值的需求
如：張三、李四、楊五，他們都有姓名、年齡、血型，但其都是不相同。即：屬性個數相同，但值不相同
123456789101112131415class Person:def __init__(self, name ,age ,blood_type):self.name = nameself.age = ageself.blood_type = blood_typedef detail(self):temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)print tempzhangsan = Person('張三', 18, 'A')lisi = Person('李四', 73, 'AB')yangwu = Person('楊五', 84, 'A')
問題三：類和對象在內存中是如何保存？
答：類以及類中的方法在內存中只有一份，而根據類創建的每一個對象都在內存中需要存一份，大致如下圖：
如上圖所示，根據類創建對象時，對象中除了封裝 name 和 age 的值之外，還會保存一個類對象指針，該值指向當前對象的類。
當通過 obj1 執行 【方法一】 時，過程如下：
- 根據當前對象中的 類對象指針 找到類中的方法
- 將對象 obj1 當作參數傳給 方法的第一個參數 self