Python面向对象编程(一)

一、面向对象编程

1. 面向对象编程和面向过程编程的区别

• 面向过程编程：机械思维，简化复杂的流程，可扩展性差
• 面向对象编程：上帝思维，编程复杂度高于面向过程，可扩展性强

2. 什么是面向对象编程

• 对象是特征和技能的结合体
• 创造对象，给对象赋予特征和技能，让对象干活
• 修改一个对象，对其他地方不影响
• 面向对象编程，主要解决的是可扩展性

3. 类

• 类由对象组成，是一系列对象的结合体，这些对象具有相似的特征和技能
• 在面向对象编程中，站的角度不同，分的类不同
• 在现实世界中现有具体的对象，才有分类
• 但是在程序中，必须先定义类，后调用类，来产生对象

① 定义类

• 定义类的语法：class 类的名字:，类的名字使用驼峰语法
  类的名字，就是类中名字的容器

类的作用：

• 类当做容器，存放类里面的名字
• 调用类，就会产生对象

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

    print('=========')
================================执行结果如下======================================
=========

说明：类体代码在类定义阶段就会执行，并产生一个类的名称空间

② 查看类的名称空间

• 类的名字.__dict__

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

print(OldboyStudent.__dict__)
================================执行结果如下======================================
{'__module__': '__main__', 'school': 'oldboy', 'choose_course': <function OldboyStudent.choose_course at 0x0000029B42F7D158>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'OldboyStudent' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'OldboyStudent' objects>, '__doc__': None}

② 取出类的名称空间的内容

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')
# 取出类的名称空间的内容
print(OldboyStudent.__dict__['school'])
print(OldboyStudent.__dict__['choose_course'])
OldboyStudent.__dict__['choose_course']('需要写内容') # 调用类中的函数，但是要加函数self
================================执行结果如下======================================
oldboy
<function OldboyStudent.choose_course at 0x000001923570D158>
is choosing course

③ 增加查类名称空间的内容

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

OldboyStudent.country='China' # 相当于OldboyStudent.__dict__['country']='China'
print(OldboyStudent.__dict__)

image.png

③ 修改类名称空间的内容

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

OldboyStudent.country='CHINA'
print(OldboyStudent.__dict__)

image.png

④ 删除类名称空间的内容

class OldboyStudent:
    school='oldboy'

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

del OldboyStudent.school  # 删除

print(OldboyStudent.__dict__)

⑤ 调用类

• 语法格式：类的名字()，调用类就是产生对象
• 调用类的过程，又称类的实例化，实例化的结果成为类的对象或类的实例
• 调用类会获得一个返回值，这个返回值就是类的对象（实例）

4. 类的属性

• 先在现实世界中总结对象（根据特征和技能），得到现实世界中的类，再定义为程序中的类，调用类，产生程序中的对象（公共类和独有对象）

# 定义类
class OldboyStudent:
    # 特征
    school='oldboy'

    # 技能
    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

# 类属性的查看类
print(OldboyStudent.school)  # OldboyStudent.__dict__['school']
# 类属性的增加（没有的名字）
OldboyStudent.x=1  # OldboyStudent.__dict__['x']=1
# 类属性的修改（已有的名字）
OldboyStudent.school='Oldboy'
# 类属性的删除
del OldboyStudent.x

• OldboyStudent.a 点后面的名字a称为属性，表示在类的名称空间中找到属性的值
  变量和函数组成，变量是数据，函数是功能
• 类中定义的函数，是类的函数属性
• 类中定义的变量，是类的数据属性

class OldboyStudent:
    # 特征
    school='oldboy'

    # 技能
    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

# 类用来生产对象，类调用几次就生产几次
stu1=OldboyStudent()
stu2=OldboyStudent()
stu3=OldboyStudent()
print(stu1)
print(stu2)
print(stu3)
==============================执行结果如下===================================
<__main__.OldboyStudent object at 0x000002574C24BDA0>
<__main__.OldboyStudent object at 0x000002574C24BE10>
<__main__.OldboyStudent object at 0x000002574C24BDD8>

# 类产生的对象，这个对象可访问类中的属性，比如：
# 对象访问类的属性和类访问属性语法一样
print(OldboyStudent.school)
print(stu1.school)   # 作用同上
==============================执行结果如下===================================
oldboy
oldboy

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

# 生产对象
stu1=OldboyStudent()
stu1.name='itxone'
stu1.age=18
stu1.sex='male'
print(stu1.name,stu1.age,stu1.sex)
==============================执行结果如下===================================
itxone 18 male

5. 为对象定义独有的属性

• 对象本身也是名称空间，即存放自己独有的名字的容器，因此，增加对象的属性，就是在对象的名称空间中增加名字
• 而类中存放的是对象共有的属性（数据属性和函数属性）

① 查看对象的名称空间，默认是空的字典

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

stu1=OldboyStudent()
print(stu1.__dict__)
==============================执行结果如下===================================
{}

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

stu1=OldboyStudent()
# 添加属性
stu1.name='itxone'
stu1.age=18
stu1.sex='male'
print(stu1.__dict__)
==============================执行结果如下===================================
{'name': 'itxone', 'age': 18, 'sex': 'male'}

② 当许多对象都要传入重复的name age sex属性时，就可以将功能，定义到类中

• 添加__init__方法，表示在调用类时，会自动触发该功能

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    # 对象在造出来的时候，就带有对象的独有属性
    def __init__(obj,x,y,z):
        obj.name=x
        obj.age=y
        obj.sex=z

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')

stu1=OldboyStudent('itxone',18,'male')
print(stu1.__dict__)
==============================执行结果如下===================================
{'name': 'itxone', 'age': 18, 'sex': 'male'}

调用类时发生两件事：

• 先创建一个空对象stu1
• 然后自动触发类中的__init__功能，将对象stu1和括号内的参数一起传入

属性查找

• 对象属性查找顺序：先从对象自己的名称空间找，再从类的名称空间中找，如果都没有就报错
• def __init__(self,x,y,z):中的self是约定俗成写法，表示传的是对象自己

统计生产了多少次对象

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    count=0   # 类中名称空间的名字
    def __init__(self,x,y,z):
        self.name=x
        self.age=y
        self.sex=z
        OldboyStudent.count+=1 # 调用了类中名称空间的名字，类中的属性变了，所有的都变了(类的属性共享)

    def choose_course(self):
        print('is choosing course')
        
# 生产对象
stu1=OldboyStudent('itxone',18,'male')
stu2=OldboyStudent('itxone',18,'male')
stu3=OldboyStudent('itxone',18,'male')
print(OldboyStudent.count)
print(stu1.count)
print(stu2.count)
print(stu3.count)
==============================执行结果如下===================================
3
3
3
3

6. 绑定方法

• 类名称空间中，定义的数据属性和函数属性，都是共享给所有对象使用的，类中函数大多是绑定给对象用的
• 对象名称空间中，定义的只有数据属性，而且是对象独有的数据属性

① 类访问类中函数和对象访问类中的函数的区别

• 类中定义的函数属性，类使用这个函数属性，就当做普通函数使用，遵循函数的参数规则
• 而对象使用类中的函数，是绑定给对象用的
• 绑定的效果：绑定给哪个对象，就由哪个对象调用，并且将这个绑定对象作为函数的第一个参数自动传入
• 不同的对象，可以重复使用类中的函数，即函数的功能

class OldboyStudent:
    school='oldboy'
    count=0

    def __init__(self,x,y,z):
        self.name=x
        self.age=y
        self.sex=z
        OldboyStudent.count+=1

    def choose_course(self):  # self就是绑定的对象，自动传入
        print('%s is choosing course' %self.name)

stu1=OldboyStudent('itxone',18,'male')
stu1.choose_course()
print(stu1)
print(stu1.choose_course)
==============================执行结果如下===================================
itxone is choosing course
<__main__.OldboyStudent object at 0x0000028F1966BE10>
<bound method OldboyStudent.choose_course of <__main__.OldboyStudent object at 0x0000028F1966BE10>>  # 绑定方法

说明：类汇总定义的函数，类可以使用，但是，类定义的函数大多数情况下都是绑定对对象用的，因此，类中定义的函数都自带self参数，表示自动传入绑定的对象

② 使用绑定方法的优点：

• 使用绑定方法，不用再重复输入相似的代码，减少了代码量，节省内存空间
• 对象的技能就是绑定方法，通过对象传入对象全部数据（传对象的名称空间，比如姓名，年龄等可以一起传），使类中的函数可以使用这个对象的所有数据
• 因此，给一个对象，给的是对象的所有数据和处理这些数据的绑定方法

class Foo:
    pass

obj=Foo() # 创造一个对象
print(obj)
==============================执行结果如下===================================
<__main__.Foo object at 0x0000013EAF70A5F8>

③ 自定义的绑定方法和内置的绑定方法

• Python3中统一了类与类型的概念，类就是类型，类型就是类

# 自定义的绑定方法
class Foo: # 定义的一个类
    def func(self,x):  # 类中的函数
        pass

obj=Foo()  # Foo()类，创造了一个obj的对象
obj.func(1) # obj.func是绑定方法 相当于Foo.func(obj,1)

# 内置的绑定方法（以下为伪代码）
class list: # list是定义的一个类
    def append(self,x): # append的就是类中的函数
        pass

lb=[1,2,3] # 相当于lb=list([1,2,3])
lb.append(123) # 绑定方法，相当于list.append(lb,123)

小结

• 对象是一个高度整合的产物，整合了数据和专门操作该数据的方法（绑定方法）

class Foo:
    def __init__(self,host,port,db,charset):
        self.host=host
        self.port=port
        self.db=db
        self.charset=charset
        
    def excl(self,sql):
        conn= connect(self.host,self.port,self.db,self.charset)
        conn.execute(sql)
        return xxx
# 生产一个对象，传入固定的参数
obj1=Foo('1.1.1.1',3306,'db1','utf-8')
# 绑定方法只需要传入一个参数就可以，不用重复传'1.1.1.1',3306,'db1','utf-8'
obj1.excl('select * from t1')
obj1.excl('select * from t2')
obj1.excl('select * from t3')

# 如果传入固定的参数有变动，在产生一个对象即可，节省了很多代码
obj2=Foo('10.10.10.10',3307,'db1','utf-8')
obj2.excl('select * from t4')
obj2.excl('select * from t5')

面向对象的特性之一：继承和派生

1. 什么是继承

• 继承是一种新建类的方式，新建的类称为子类，被继承的类称为父类
• 子类会具备父类的属性，子类可以使用父类的功能
• 注意：继承是类与类之间的关系

2. 为什么要有继承

• 继承的优点：可以减少代码的冗余

3. 如何用继承

• 定义子类的语法：class 子类名(父类名)
• 在Python中，支持一个类同时继承多个父类

# 父类
class Parent1:
    pass

# 子类
class Sub(Parent1)
    pass

# 查看子类继承关系
print(Sub1.__bases__)
==============================执行结果如下===================================
(<class '__main__.Parent1'>,)

① Python3和Python2中继承的区别

• 在Python3中，如果一个类没有继承任何类，默认继承object类
• 在Python2中，如果一个类没有继承任何类，默认不会继承object类
• 新式类：只要是继承了object的类以及该类的子类，都是新式类
• 经典类：没有继承object的类以及该类的子类，都是经典类
• 在Python3中都是新式类，只有Python2中才区别新式类与经典类

② 继承多个父类

class Parent1:
    pass

class Parent2:
    pass

class Sub1(Parent1,Parent2):
    pass

print(Sub1.__bases__)
==============================执行结果如下===================================
(<class '__main__.Parent1'>, <class '__main__.Parent2'>)

4. 寻找继承关系的流程

• 找对象的相似之处，就可以总结出类，找类相似之处，就可以总结出父类
• 对象查找属性的顺序：对象自己--->对象的类--->父类--->父类......

class Foo:
    def f1(self):
        print('Foo.f1')

    def f2(self):
        print('Foo.f2')
        self.f1()

class Bar(Foo):
    def f1(self):
        print('Bar.f1')

obj=Bar()
obj.f2()
==============================执行结果如下===================================
Foo.f2
Bar.f1

5. 子类派生

• 派生：子类中新定义的属性（技能），子类在使用时，始终以自己的为准

① 未使用派生

• 未使用派生和继承，代码冗余过多

class OldboyStudent():
    school = 'oldboy'
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' %self.name)

class OldboyTeacher():
    school = 'oldboy'
    def __init__(self,name,age,sex,level):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex
        self.level=level
    def score(self):
        print('%s in scoring' %self.name)

stu1=OldboyStudent('xut',18,'male')
tea1=OldboyTeacher('xdw',18,'male',10)

stu1.choose_course()
tea1.score()
==============================执行结果如下===================================
xut is choosing course
xdw in scoring

② 使用派生方式一

• 在子类派生出新功能中，重用父类功能方式：指定道姓访问一个类的函数，该方式与继承无关
• 不推荐使用这种派生，如果套的太多就，是强耦合的过程

# 总结出共点，分出类
class OldboyPeople:
    school='oldboy'
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' %self.name)

class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def __init__(self,name,age,sex,level):
        # self.name=name
        # self.age=age
        # self.sex=sex
        # 派生出新的功能，指定道姓访问一个类的函数
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.level=level
    def score(self):
        print('%s in scoring' %self.name)

stu1=OldboyStudent('xut',18,'male')
tea1=OldboyTeacher('xdw',18,'male',10)
print(stu1.__dict__)
print(tea1.__dict__)
==============================执行结果如下===================================
{'name': 'xut', 'age': 18, 'sex': 'male'}
{'name': 'xdw', 'age': 18, 'sex': 'male', 'level': 10}

③ 子类派生出来的功能，不一定和父类有直接关系

# 总结出共点，分出类
class OldboyPeople:
    school='oldboy'
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' %self.name)

class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def __init__(self,name,age,sex,level):
        # self.name=name
        # self.age=age
        # self.sex=sex
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.level=level
    # 派生打分功能，和父类没有直接关系
    def score(self,stu_obj,num):
        print('%s in scoring' %self.name)
        stu_obj.score=num

stu1=OldboyStudent('xut',18,'male')
tea1=OldboyTeacher('xdw',18,'male',10)

tea1.score(stu1,99)
print(stu1.__dict__)
==============================执行结果如下===================================
xdw in scoring
{'name': 'xut', 'age': 18, 'sex': 'male', 'score': 99}