python面向對象三大特征


面向對象的三大特性是指:封裝、繼承和多態。

Python3 面向對象

Python從設計之初就已經是一門面向對象的語言,正因為如此,在Python中創建一個類和對象是很容易的。本章節我們將詳細介紹Python的面向對象編程。

如果你以前沒有接觸過面向對象的編程語言,那你可能需要先了解一些面向對象語言的一些基本特征,在頭腦里頭形成一個基本的面向對象的概念,這樣有助於你更容易的學習Python的面向對象編程。

接下來我們先來簡單的了解下面向對象的一些基本特征。

面向對象技術簡介

  • 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
  • 類變量:類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作為實例變量使用。
  • 數據成員:類變量或者實例變量用於處理類及其實例對象的相關的數據。
  • 方法重寫:如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求,可以對其進行改寫,這個過程叫方法的覆蓋(override),也稱為方法的重寫。
  • 實例變量:定義在方法中的變量,只作用於當前實例的類。
  • 繼承:即一個派生類(derived class)繼承基類(base class)的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待。例如,有這樣一個設計:一個Dog類型的對象派生自Animal類,素以Dog也是一個Animal。
  • 實例化:創建一個類的實例,類的具體對象。
  • 方法:類中定義的函數。
  • 對象:通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員(類變量和實例變量)和方法。

和其它編程語言相比,Python 在盡可能不增加新的語法和語義的情況下加入了類機制。

python3 類創建

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

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

 

 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

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

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

復制代碼
class Foo:

  def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age
  
  def detail(self):
    print(self.name)
    print(self.age)
  
obj1 = Foo('chengd', 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 chengd ;self.age 是 18
  
obj2 = Foo('python', 99)
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 python ; self.age 是 99x
執行結果:

 

復制代碼

 

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。

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
  View Code

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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:

  View Code

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)

  View Code
  代碼實例

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:

  代碼實例

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:深度優先廣度優先

  下圖中B、C類繼承D類,A類繼承B、C類。

 

  • 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。

 

  經典類多繼承
  新式類多繼承

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Java和C#這一類強類型語言中多態的寫法,但是原生多態,其Python崇尚“鴨子類型”。

  Python偽代碼實現Java或C#的多態
  Python “鴨子類型”

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  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

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