知识体系

第14关：用类与实例的方法编程（实操项目）

知识点

明确项目目标

流浪图书计划：

鼓励同学们将自己中意的闲置图书贡献出来，形成一个小型的精品图书库，以供同学们免费借阅、流转。

需要一个图书管理系统，来管理书籍的借阅情况。

希望这个简易的程序可以做到：查询、添加、借阅、归还图书

预期效果是当实例化这个系统运行类的时候，会出现一个菜单，能让用户选择不同的功能（菜单如下）：

1、查询所有书籍

2、添加书籍

3、借阅书籍

4、归还书籍

5、退出系统

请输入数字选择对应的功能

分析过程，拆解项目

需要定义多少个类？

每个类有怎样的属性和方法？

第一种用法是使用类生成实例对象。

类作为实例对象的模版，每个实例创建后，都将拥有类的所有属性和方法。

第二种用法是用类将多个函数（方法）打包封装在一起，让类中的方法相互配合。

回到项目：

我们的处理对象是每本具体的书，而每本书都有自己的属性信息，所以我们可以定义一个Book类，利用Book类创建一个个书的实例，绑定属性（对应用法1）。

而这个管理系统的运行主体，是多个可供选择的功能的叠加，所以我们可以创建一个系统运行类BookManager，将查询书籍、添加书籍等功能封装成类中的方法以供调用（对应用法2）。

为了让类的结构更清晰，我们可以将5个功能（查询，添加，借阅，归还，退出系统）选择菜单也封装成一个方法menu()，方便调用其他方法。

那么，将上述要编写的两个类整理一下，这个程序的骨架就是这样：（注释里对应每个方法的功能）

class Book:

    def __init__(self):#对实例属性进行初始化

class BookManager:

    def menu(self):#显示选择菜单，根据不同的选项调用不同的方法

    def show_all_book(self):#显示每本书籍的信息

    def add_book(self):#添加书籍

    def lend_book(self):#借阅书籍

    def return_book(self):#归还书籍

代码实现，逐步执行

定义Book类

根据需求，每本书的基本属性都要有四个：书名、作家、推荐语和借阅状态。

所以，我们可以利用初始化方法__init__，让实例被创建时自动获得这些属性。

class Book:

    def __init__(self, name, author, comment, state = 0):

#为了后续方便参数传递，借阅状态state采用默认参数，用0来表示'未借出'，1来表示'已借出'。

        self.name = name

        self.author = author

        self.comment = comment

        self.state = state

# 分别表示书名、作者、推荐语和借阅状态

book = Book('看不见的城市','卡尔维诺','献给城市的最后一首爱情诗')

# state为默认参数，如无修改必要不用传递

print(book.author)

我们注意到系统里有一个功能是显示所有书籍信息，所以我们可以在Book类定义一个方法，当调用这个方法时，就能够打印出这本书的信息，加上循环，就能打印所有书籍的信息。

我们希望的格式是这样的：

名称：《像自由一样美丽》 作者：林达 推荐语：你要用光明来定义黑暗，用黑暗来定义光明。

状态：未借出

我们可以在初始化方法的基础上定义一个show_info()方法

class Book:

    def __init__(self, name, author, comment, state = 0):

        self.name = name

        self.author = author

        self.comment = comment

        self.state = state

    def show_info(self):

        if self.state == 0:

            status = '未借出'

        else:

            status = '已借出'

        return '名称：《%s》 作者：%s 推荐语：%s\n状态：%s ' % (self.name, self.author, self.comment, status)

book1 = Book('像自由一样美丽', '林达', '你要用光明来定义黑暗，用黑暗来定义光明')

# 传入参数，创建实例

print(book1.show_info())

#调用实例方法show_info()，打印出返回值

还有一个更符合编程习惯的方法__str__(self)

也能打印出同样的结果。只要在类中定义了__str__(self)方法，那么当使用print打印实例对象的时候，就会直接打印出在这个方法中return的数据。

class Book:

    def __init__(self, name, author, comment, state = 0):

        self.name = name

        self.author = author

        self.comment = comment

        self.state = state

    def __str__(self):

        if self.state == 0:

            status = '未借出'

        else:

            status = '已借出'

        return '名称：《%s》 作者：%s 推荐语：%s\n状态：%s ' % (self.name, self.author, self.comment, status)

book1 = Book('像自由一样美丽','林达','你要用光明来定义黑暗，用黑暗来定义光明')

# 传入参数，创建实例对象

print(book1) # 直接打印对象即可，不能写成print(book1.__str__())

定义BookManager类

菜单选项

class BookManager:

    def menu(self):

        print('欢迎使用流浪图书管理系统，每本沉默的好书都是一座流浪的岛屿，希望你有缘发现并着陆，为精神家园找到一片栖息地。\n')

        while True:

            print('1.查询所有书籍\n2.添加书籍\n3.借阅书籍\n4.归还书籍\n5.退出系统\n')

            choice = int(input('请输入数字选择对应的功能：'))

            if choice == 1:

                self.show_all_book() # 调用对象方法时self不能忘

            elif choice == 2:

                self.add_book()

            elif choice == 3:

                self.lend_book()

            elif choice == 4:

                self.return_book()

            elif choice == 5:

                print('感谢使用！愿你我成为爱书之人，在茫茫书海里相遇。')

                break

查询所有书籍

1、在类的开头定义一个空列表books，方便其他方法调用，然后把创建的Book实例添加到这个列表里

class BookManager:

    books = [] # 创建一个列表，列表里每个元素都是Book类的一个实例

2、创建三个实例对象

def __init__(self):

    book1 = Book('惶然录','费尔南多·佩索阿','一个迷失方向且濒于崩溃的灵魂的自我启示，一首对默默无闻、失败、智慧、困难和沉默的赞美诗。')

    book2 = Book('以箭为翅','简媜','调和空灵文风与禅宗境界，刻画人间之缘起缘灭。像一条柔韧的绳子，情这个字，不知勒痛多少人的心肉。')

    book3 = Book('心是孤独的猎手','卡森·麦卡勒斯','我们渴望倾诉，却从未倾听。女孩、黑人、哑巴、醉鬼、鳏夫的孤独形态各异，却从未退场。', 1)

# 创建三个实例对象

self.books.append(book1)

self.books.append(book2)

self.books.append(book3) # 往列表依次添加元素，注意调用类属性books时，self不能丢 #

self.books = [book1, book2, book3] # 上面三行代码，可简化为一行，即直接创建列表。这种情况下，可不用在前面创建空列表。

3、封装成代码

def show_all_book(self):

    for book in self.books: # self是实例对象的替身

    print(book)

添加书籍

def add_book(self):

   new_name = input('请输入书籍名称：')

    new_author = input('请输入作者名称：')

    new_comment = input('请输入书籍推荐语：') # 获取书籍相应信息，赋值给属性

new_book = Book(new_name, new_author, new_comment) # 传入参数，创建Book类实例

self.books.append(new_book) # 将new_book添加到列表books里

print('书籍录入成功！\n')

借阅书籍

有两个要点：1. 怎么判断这本书在不在系统里；2.怎么判断这本书有没有被借走。

首先，判断在不在系统里，我们可以采用遍历书籍列表books的方式，一旦输入的书籍名称和列表元素中的书籍名称出现匹配，就证明系统里有这本书。

其次，如果书在系统里，有没有被借走可以根据实例属性state来判断，0表示'未借出'，1表示'已借出'。

def lend_book(self):

    borrow_name = input('请输入你想借阅的书籍名称：')

    for book in self.books: # 遍历列表，此时books有三个元素，即book1,book2,book3三个实例

        if book.name == borrow_name: # 如果列表中有实例的属性name和输入的书籍名称相等

            if book.state == 1: # 借阅状态为'已借出'

                print('你来晚一步，这本书已经被借走了噢')

                break # 一旦有对象满足条件，则退出for循环

            else: # 借阅状态为'未借出'

                print('借阅成功！借了不看会变胖噢～')

                book.state = 1

                break

        else:

            continue # 如果不满足book.name == borrow_name，则继续循环（这两行可以省略）

else: print('这本书暂时没有收录在系统里呢')

这里有几个层级的else语句，我们可以看到最外层结构是for...else，表示的是当for循环里的对象都遍历完毕后，才执行else子句的内容。

代码是完成了，但归还书籍的时候，也会碰到类似的逻辑。为了不写重复的代码，我们可以额外在类中定义一个方法，专门检查输入的书名是否在书籍列表里。

换句话说：将上面lend_book()方法中检测书名的代码抽出来，封装成一个函数。这样就可以在借书和还书的代码里直接调用，不用两处重复写同样的代码。

class BookManager:

    books = []

    name = input('请输入书籍名称：')

def check_book(self, name):

    for book in self.books: # 遍历列表的每个元素，即每个Book实例

        if book.name == name: # 如果存在有实例名称与输入书籍名称是一样的

            return book # 返回该实例对象，遇到return语句方法停止执行

            else: # 若for循环中，没有返回满足条件的对象，则执行else子句

                return None # 返回None值

在此基础上，借书代码为：

def lend_book(self):

    name = input('请输入书籍的名称：')

    res = self.check_book(name)

    if res != None:

        if res.state == 1:

            print('你来晚了一步，这本书已经被借走了噢')

        else:

            print('借阅成功，借了不看会变胖噢～')

            res.state = 1

    else: print('这本书暂时没有收录在系统里呢')

归还书籍

在查询图书状态基础上：

def return_book(self):

    name = input('请输入归还书籍的名称：')

    res = self.check_book(name) # 调用check_book方法，将返回值赋值给变量res

    if res == None: # 如果返回的是空值，即这本书的书名不在系统里

        print('没有这本书噢，你恐怕输错了书名～')

    else: # 如果返回的是实例对象

        if res.state == 0: # 如果实例属性state等于0，即这本书的借阅状态为'未借出'

            print('这本书没有被借走，在等待有缘人的垂青呢！')

        else: # 如果实例属性state等于1，即状态为'已借出'

            print('归还成功！')

            res.state = 0 # 归还后书籍借阅状态为0，重置为'未借出'