面向对象封装、继承、多态
一、面向对象封装
01. 封装
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封装 是面向对象编程的一大特点
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面向对象编程的 第一步 —— 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
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外界 使用 类 创建 对象,然后 让对象调用方法
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对象方法的细节 都被 封装 在 类的内部
02. 小明跑步案例
需求:
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小明 体重 50公斤
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小明每次 跑步 会减肥 1公斤
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小明每次 吃东西 体重增加 0.5 公斤
class person(object): def __init__(self, name, weight): self.name = name self.weight = weight def __str__(self): return '%s 体重 %.2f 公斤' % (self.name, self.weight) def run(self): print('%s 正在跑步' % self.name) self.weight -= 1 def eat(self): print('%s 正在吃东西' % self.name) self.weight += 0.5 xiaoming = person('xiaoming', 50) print(xiaoming) xiaoming.run() xiaoming.eat() print(xiaoming)
03. 摆放家具案例
需求
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房子(house) 有 户型、总面积 和 家具名称列表
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新房子没有任何的家具
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家具(houseitem) 有 名字 和 占地面积,其中
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席梦思(bed) 占地 4平米
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衣柜(chest) 占地 2平米
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餐桌(table) 占地 1.5平米
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将以上三件 家具 添加 到 房子 中
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打印房子时,要求输出:户型、总面积、剩余面积、家具名称列表
剩余面积
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在创建房子对象时,定义一个 剩余面积的属性,初始值和总面积相等
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当调用 add_item方法,向房间 添加家具 时,让 剩余面积 -= 家具面积
思考:应该先开发哪一个类?
答案 —— 家具类
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家具简单
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房子要使用到家具,被使用的类,通常应该先开发
class houseitem(object): def __init__(self, name, area): # name : 家具名称 # area : 家具占地面积 self.name = name self.area = area def __str__(self): return '%s 占地 %.2f 平米' % (self.name, self.area) bed = houseitem("席梦思", 4) chest = houseitem("衣柜", 2) table = houseitem("餐桌", 1.5) #print(bed) #print(chest) #print(table) class house(object): def __init__(self, house_type, area): # housetype: 房子类型 # area: 房子总面积 self.house_type = house_type self.area = area self.free_area = area self.house_item = list() def __str__(self): return '房子类型:%s,总面积:%.2f,剩余可用面积:%.2f,家具:%s' % (s elf.house_type, self.area, self.free_area, self.house_item) def add_item(self,item): print("要添加:%s" %item) if item.area > self.free_area: print("剩余面积不足") return else: self.house_item.append(item.name) self.free_area -= item.area my_home = house("小别野", 200) my_home.add_item(bed) my_home.add_item(chest) my_home.add_item(table) print(my_home)
04.身份运算符
身份运算符用于 比较 两个对象的 内存地址 是否一致 —— 是否是对同一个对象的引用
- 在python中针对none比较时,建议使用 is 判断
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
is | is 是判断两个标识符是不是引用同一个对象 | x is y,类似 id(x) == id(y) |
is not | is not 是判断两个标识符是不是引用不同对象 | x is not y,类似 id(a) != id(b) |
is 与 == 区别:
is
用于判断 两个变量 引用对象是否为同一个 ==
用于判断 引用变量的值 是否相等
>>> a = [1, 2, 3] >>> b = [1, 2, 3] >>> b is a false >>> b == a true
二、继承
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单继承
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多继承
面向对象三大特性
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封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
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继承 实现代码的重用,相同的代码不需要重复的编写
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多态 不同的对象调用相同的方法,产生不同的执行结果,增加代码的灵活度
01. 单继承
1.1 继承的概念、语法和特点
继承的概念:子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性
1) 继承的语法
class 类名(父类名): pass
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子类 继承自 父类,可以直接 享受 父类中已经封装好的方法,不需要再次开发
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子类 中应该根据 职责,封装 子类特有的 属性和方法
2) 专业术语
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dog类是 animal类的子类,animal类是dog类的父类,dog类从animal类继承
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dog类是 animal类的派生类,animal类是dog类的基类,dog类从animal类派生
3) 继承的传递性
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c类从b类继承,b类又从a类继承
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那么c类就具有b类和a类的所有属性和方法
子类 拥有 父类 以及 父类的父类 中封装的所有 属性 和 方法
1.2 方法的重写
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子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性
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子类 继承自 父类,可以直接 享受 父类中已经封装好的方法,不需要再次开发
应用场景
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当 父类 的方法实现不能满足子类需求时,可以对方法进行 重写(override)
重写 父类方法有两种情况:
- 覆盖 父类的方法
- 对父类方法进行 扩展
1) 覆盖父类的方法
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如果在开发中,父类的方法实现 和 子类的方法实现,完全不同
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就可以使用 覆盖 的方式,在子类中 重新编写 父类的方法实现
具体的实现方式,就相当于在 子类中 定义了一个 和父类同名的方法并且实现
重写之后,在运行时,只会调用 子类中重写的方法,而不再会调用 父类封装的方法
2) 对父类方法进行扩展
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如果在开发中,子类的方法实现 中 包含 父类的方法实现
- 父类原本封装的方法实现 是 子类方法的一部分
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就可以使用 扩展 的方式
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在子类中 重写 父类的方法
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在需要的位置使用 super(). 父类方法来调用父类方法的执行
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代码其他的位置针对子类的需求,编写 子类特有的代码实现
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关于 super
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在python中super是一个 特殊的类
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super()就是使用super类创建出来的对象
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最常 使用的场景就是在 重写父类方法时,调用 在父类中封装的方法实现
调用父类方法的另外一种方式
在python 2.x时,如果需要调用父类的方法,还可以使用以下方式:
父类名.方法(self)
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这种方式,目前在python 3.x还支持这种方式
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这种方法 不推荐使用,因为一旦 父类发生变化,方法调用位置的 类名 同样需要修改
提示
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在开发时,父类名和super()两种方式不要混用
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如果使用 当前子类名 调用方法,会形成递归调用,出现死循环
1.3 父类的 私有属性 和 私有方法
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子类对象 不能 在自己的方法内部,直接 访问 父类的 私有属性 或 私有方法
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子类对象 可以通过 父类 的 公有方法 间接 访问到 私有属性 或 私有方法
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私有属性、方法 是对象的隐私,不对外公开,外界 以及 子类 都不能直接访问
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私有属性、方法 通常用于做一些内部的事情
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b的对象不能直接访问__num2属性
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b的对象不能在demo方法内访问__num2属性
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b的对象可以在demo方法内,调用父类的test方法
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父类的test方法内部,能够访问__num2属性和 __test方法
02. 多继承
概念
- 子类 可以拥有 多个父类,并且具有 所有父类 的 属性 和 方法
- 例如:孩子 会继承自己 父亲 和 母亲 的 特性
语法
class 子类名(父类名1, 父类名2...) pass
2.1 多继承的使用注意事项
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如果 不同的父类 中存在 同名的方法,子类对象 在调用方法时,会调用 哪一个父类中的方法呢?
提示:开发时,应该尽量避免这种容易产生混淆的情况! —— 如果 父类之间 存在 同名的属性或者方法,应该 尽量避免 使用多继承
python 中的 mro —— 方法搜索顺序
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python中针对 类 提供了一个 内置属性 __mro__ 可以查看 方法 搜索顺序
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mro 是method resolution order,主要用于 在多继承时判断 方法、属性 的调用 路径
print(c.__mro__)
输出结果
(<class '__main__.c'>, <class '__main__.a'>, <class '__main__.b'>, <class 'object'>)
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在搜索方法时,是按照 __mro__ 的输出结果 从左至右 的顺序查找的
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如果在当前类中 找到方法,就直接执行,不再搜索
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如果 没有找到,就查找下一个类 中是否有对应的方法,如果找到,就直接执行,不再搜索
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如果找到最后一个类,还没有找到方法,程序报错
2.2 新式类与旧式(经典)类
object是python为所有对象提供的 基类,提供有一些内置的属性和方法,可以使用dir函数查看
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新式类:以object为基类的类,推荐使用
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经典类:不以object为基类的类,不推荐使用
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在python 3.x中定义类时,如果没有指定父类,会 默认使用 object 作为该类的 基类 ——python 3.x中定义的类都是 新式类
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在python 2.x中定义类时,如果没有指定父类,则不会以object作为 基类
新式类 和 经典类 在多继承时 —— 会影响到方法的搜索顺序
为了保证编写的代码能够同时在python 2.x和python 3.x运行!
今后在定义类时,如果没有父类,建议统一继承自object
class 类名(object): pass
三、多态
面向对象三大特性
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封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
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定义类的准则
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继承 实现代码的重用,相同的代码不需要重复的编写
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设计类的技巧
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子类针对自己特有的需求,编写特定的代码
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多态 不同的 子类对象 调用相同的 父类方法,产生不同的执行结果
- 多态 可以 增加代码的灵活度
- 以 继承 和 重写父类方法 为前提
- 是调用方法的技巧,不会影响到类的内部设计
案例
需求
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在dog类中封装方法game
- 普通狗只是简单的玩耍
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定义xiaotiandog继承自dog,并且重写game方法
- 哮天犬需要在天上玩耍
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定义person类,并且封装一个 和狗玩 的方法
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在方法内部,直接让 狗对象 调用game方法
案例小结
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person类中只需要让 狗对象 调用game方法,而不关心具体是 什么狗
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game方法是在dog父类中定义的
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在程序执行时,传入不同的 狗对象 实参,就会产生不同的执行效果
多态 更容易编写出出通用的代码,做出通用的编程,以适应需求的不断变化!
class dog(object): def __init__(self, name): self.name = name def game(self): print("%s 欢快的玩耍" % self.name) class xiaotianquan(dog): def game(self): print("%s 在天上玩耍" % self.name) class person(object): def __init__(self, name): self.name = name def game_with_dog(self, dog): print("%s 和 %s 愉快的玩耍" % (self.name, dog.name)) # 让狗玩耍 dog.game() # 创建一个狗对象 xiaotianquan = xiaotianquan("哮天犬") # 创建一个人对象 xiaobai = person("小白") # 小白与狗玩耍 xiaobai.game_with_dog(xiaotianquan)
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