面向对象编程介绍(1)

想一想

下面这个项目能不能正常完成

你是万达的老板，现在要新建一个万达商场，然后招了一百个工人，说明了你是要盖一栋楼，把人往工地上一扔，让工人开始干活。

项目肯定是不能完成的，因为没有分工。工地上可以做的事情很多，可能一件简单又安全的工作同时有多个人去做，而那些复杂又危险的工作，可能到最后都没有人做。

必须要进行分工，哪些人是搭架子，哪些人是负责吊车，哪些人是混水泥。

请数一下下面两个字符串分别有多少个字符

ehihhsqowoqdqiudhoqq
ehihh,sqowo,qdqiu,dhoqq

可以看到被分组后的字符串更容易计数

公司里处理的都是大型项目，可能有上万个函数，需要多个程序员合作开发。如果没有分工的话，很可能一个简单的功能，每个程序员都自己写了一个的函数，而特别难的功能没有人愿意去做。

总结：大型的项目，必须要进行分工，将函数分为几个不同的类型，每个人负责一个或多个类型，比如一个人负责网站首页，一个人负责订单界面，一个人负责用户设置页面。

面向对象编程介绍(2)

面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码
面向对象：将数据与函数绑定到一起，分类进行封装，每个程序员只要负责分配给自己的分类，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代码

面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程的思路是将数据与函数按照执行的逻辑顺序组织在一起，数据与函数分开考虑。

今天我们来学习一种新的编程方式：面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）

解决菜鸟买电脑的问题

第一种方式:

1)在网上查找资料2)根据自己预算和需求定电脑的型号 MacBook 15 顶配 1W83)去市场找到苹果店各种店无法甄别真假 随便找了一家4)找到业务员,业务员推荐了另外一款 配置更高价格便宜,也是苹果系统的，价格 1W5)砍价30分钟 付款99996)成交回去之后发现各种问题

第二种方式 :

1)找一个靠谱的电脑高手2)给钱交易

面向对象和面向过程都是解决问题的一种思路而已
- 买电脑的第一种方式:
  - 强调的是步骤、过程、每一步都是自己亲自去实现的
  - 这种解决问题的思路我们就叫做面向过程
- 买电脑的第二种方式:
  - 强调的是电脑高手, 电脑高手是处理这件事的主角,对我们而言,我们并不必亲自实现整个步骤只需要调用电脑高手就可以解决问题
  - 这种解决问题的思路就是面向对象
- 用面向对象的思维解决问题的重点
  - 当遇到一个需求的时候不用自己去实现，如果自己一步步实现那就是面向过程
  - 应该找一个专门做这个事的人来做
  - 面向对象是基于面向过程的

解决吃啤酒鸭的问题

第一种方式（面向过程）:

1)养鸭子2)鸭子长成3)杀4)作料5)烹饪6)吃 7)卒

第二种方式（面向对象）:

1)找个卖啤酒鸭的人 2)给钱 交易3)吃

需要了解的定义性文字:

面向对象(object-oriented ;简称: OO) 至今还没有统一的概念我这里把它定义为: 按人们认识客观世界的系统思维方式,采用基于对象(实体)的概念建立模型,模拟客观世界分析、设计、实现软件的办法。

面向对象编程(Object Oriented Programming-OOP) 是一种解决软件复用的设计和编程方法。这种方法把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作应用数据、状态,以类的型式描述出来,以对象实例的形式在软件系统中复用,以达到提高软件开发效率的作用。

类和对象

面向对象编程的2个非常重要的概念：类和对象

对象是面向对象编程的核心，在使用对象的过程中，为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义，提出了另外一个新的概念——类

类就相当于制造飞机时的图纸，用它来进行创建的飞机就相当于对象

1. 类

人以类聚 物以群分。
具有相似内部状态和运动规律的实体的集合(或统称为抽象)。
具有相同属性和行为事物的统称

类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在。一个类可以找到多个对象

2. 对象

某一个具体事物的存在 ,在现实世界中可以是看得见摸得着的。可以是直接使用的

3. 类和对象之间的关系

小总结：类就是创建对象的模板

4. 练习：区分类和对象

奔驰汽车 类
奔驰smart 类
张三的那辆奔驰smart 对象
狗 类
大黄狗 类
李四家那只大黄狗 对象
水果 类
苹果 类
红苹果 类 红富士苹果 类
我嘴里吃了一半的苹果 对象

5. 类的构成

类(Class) 由3个部分构成

类的名称:类名
类的属性:一组数据
类的方法:允许对进行操作的方法 (行为)

<1> 举例：

1）人类设计,只关心3样东西:

事物名称(类名):人(Person)
属性:身高(height)、年龄(age)
方法(行为/功能):跑(run)、打架(fight)

2）狗类的设计

类名:狗(Dog)
属性:品种、毛色、性别、名字、腿儿的数量
方法(行为/功能):叫、跑、咬人、吃、摇尾巴

6. 类的抽象

如何把日常生活中的事物抽象成程序中的类?

拥有相同(或者类似)属性和行为的对象都可以抽像出一个类

方法:一般名词都是类(名词提炼法)

<1> 坦克发射3颗炮弹轰掉了2架飞机

坦克--》可以抽象成类
炮弹--》可以抽象成类
飞机-》可以抽象成类

<2> 小明在公车上牵着一条叼着热狗的狗

小明--》人类
公车--》交通工具类
热狗--》食物类
狗--》狗类

<3>【想一想】如下图中，有哪些类呢？

说明:

向日葵
- 类名: xrk
- 属性:
- 行为: 放阳光
豌豆
- 类名: wd
- 属性: 颜色、发型,血量
- 行为:发炮, 摇头
坚果:
- 类名:jg
- 属性:血量类型
- 行为:阻挡;
僵尸:
- 类名:js
- 属性:颜色、血量、类型、速度
- 行为:走跑跳吃死

定义类

定义一个类，格式如下：

class 类名:方法列表

demo：定义一个Hero类

# class Hero:  # 经典类（旧式类）定义形式
# class Hero():class Hero(object):  # 新式类定义形式def info(self):print("英雄各有见，何必问出处。")

说明：

定义类时有2种形式：新式类和经典类，上面代码中的Hero为新式类，前两行注释部分则为经典类；
object 是Python 里所有类的最顶级父类；
类名的命名规则按照"大驼峰命名法"；
info 是一个实例方法，第一个参数一般是self，表示实例对象本身，当然了可以将self换为其它的名字，其作用是一个变量这个变量指向了实例对象

创建对象

python中，可以根据已经定义的类去创建出一个或多个对象。

创建对象的格式为:

对象名1 = 类名()
对象名2 = 类名()
对象名3 = 类名()

创建对象demo:

class Hero(object):  # 新式类定义形式"""info 是一个实例方法，类对象可以调用实例方法，实例方法的第一个参数一定是self"""def info(self):"""当对象调用实例方法时，Python会自动将对象本身的引用做为参数，传递到实例方法的第一个参数self里"""print(self) print("self各不同，对象是出处。")# Hero这个类 实例化了一个对象  taidamier(泰达米尔)
taidamier = Hero()# 对象调用实例方法info()，执行info()里的代码
# . 表示选择属性或者方法
taidamier.info()print(taidamier)  # 打印对象，则默认打印对象在内存的地址，结果等同于info里的print(self)
print(id(taidamier))  # id(taidamier) 则是内存地址的十进制形式表示

说明：

当创建一个对象时，就是用一个模子，来制造一个实物

问题：

对象既然有实例方法，是否也可以有自己的属性?

添加和获取对象的属性

class Hero(object):"""定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""def move(self):"""实例方法"""print("正在前往事发地点...")def attack(self):"""实例方法"""print("发出了一招强力的普通攻击...")# 实例化了一个英雄对象 泰达米尔
taidamier = Hero()# 给对象添加属性，以及对应的属性值
taidamier.name = "泰达米尔"  # 姓名
taidamier.hp = 2600  # 生命值
taidamier.atk = 450  # 攻击力
taidamier.armor = 200  # 护甲值# 通过.成员选择运算符，获取对象的属性值
print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (taidamier.name, taidamier.hp))
print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (taidamier.name, taidamier.atk))
print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (taidamier.name, taidamier.armor))# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.move()
taidamier.attack()

问题：

对象创建并添加属性后，能否在类的实例方法里获取这些属性呢？如果可以的话，应该通过什么方式？

在方法内通过self获取对象属性

class Hero(object):"""定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""def move(self):"""实例方法"""print("正在前往事发地点...")def attack(self):"""实例方法"""print("发出了一招强力的普通攻击...")def info(self):"""在类的实例方法中，通过self获取该对象的属性"""print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))# 实例化了一个英雄对象 泰达米尔
taidamier = Hero()# 给对象添加属性，以及对应的属性值
taidamier.name = "泰达米尔"  # 姓名
taidamier.hp = 2600  # 生命值
taidamier.atk = 450  # 攻击力
taidamier.armor = 200  # 护甲值# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.info()  # 只需要调用实例方法info()，即可获取英雄的属性
taidamier.move()
taidamier.attack()

问题：

创建对象后再去添加属性有点不合适，有没有简单的办法，可以在创建对象的时候，就已经拥有这些属性？

init()方法


class Hero(object):"""定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""# Python 的类里提供的，两个下划线开始，两个下划线结束的方法，就是魔法方法，__init__()就是一个魔法方法，通常用来做属性初始化 或 赋值 操作。# 如果类面没有写__init__方法，Python会自动创建，但是不执行任何操作，# 如果为了能够在完成自己想要的功能，可以自己定义__init__方法，# 所以一个类里无论自己是否编写__init__方法 一定有__init__方法。def __init__(self):""" 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作，在类实例化对象的时候，会被自动调用"""self.name = "泰达米尔" # 姓名self.hp = 2600 # 生命值self.atk = 450  # 攻击力self.armor = 200  # 护甲值def move(self):"""实例方法"""print("正在前往事发地点...")def attack(self):"""实例方法"""print("发出了一招强力的普通攻击...")# 实例化了一个英雄对象，并自动调用__init__()方法
taidamier = Hero()# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.info() # 只需要调用实例方法info()，即可获取英雄的属性
taidamier.move()
taidamier.attack()

说明：

__init__()方法，在创建一个对象时默认被调用，不需要手动调用
__init__(self)中的self参数，不需要开发者传递，python解释器会自动把当前的对象引用传递过去。

问题：

在类的方法里定义属性的固定值，则每个对象实例变量的属性值都是相同的。

一个游戏里往往有很多不同的英雄，能否让实例化的每个对象，都有不同的属性值呢？

有参数的init()方法

class Hero(object):"""定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""def __init__(self, name, skill, hp, atk, armor):""" __init__() 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作"""# 英雄名self.name = name# 技能self.skill = skill# 生命值：self.hp = hp# 攻击力self.atk = atk# 护甲值self.armor = armordef move(self):"""实例方法"""print("%s 正在前往事发地点..." % self.name)def attack(self):"""实例方法"""print("发出了一招强力的%s..." % self.skill)def info(self):print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))# 实例化英雄对象时，参数会传递到对象的__init__()方法里
taidamier = Hero("泰达米尔", "旋风斩", 2600, 450, 200)
gailun = Hero("盖伦", "大宝剑", 4200, 260, 400)# print(gailun)
# print(taidamier)# 不同对象的属性值的单独保存
print(id(taidamier.name))
print(id(gailun.name))# 同一个类的不同对象，实例方法共享
print(id(taidamier.move()))
print(id(gailun.move()))

说明：

通过一个类，可以创建多个对象，就好比通过一个模具创建多个实体一样
__init__(self)中，默认有1个参数名字为self，如果在创建对象时传递了2个实参，那么__init__(self)中出了self作为第一个形参外还需要2个形参，例如__init__(self,x,y)

注意：

在类内部获取属性和实例方法，通过self获取；
在类外部获取属性和实例方法，通过对象名获取。
如果一个类有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有各自独立的地址；
但是实例方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间。类会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法。

str()方法

class Hero(object):"""定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""def __init__(self, name, skill, hp, atk, armor):""" __init__() 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作"""# 英雄名self.name = name  # 实例变量# 技能self.skill = skill# 生命值：self.hp = hp   # 实例变量# 攻击力self.atk = atk# 护甲值self.armor = armordef move(self):"""实例方法"""print("%s 正在前往事发地点..." % self.name)def attack(self):"""实例方法"""print("发出了一招强力的%s..." % self.skill)# def info(self):#     print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))#     print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))#     print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))def __str__(self):"""这个方法是一个魔法方法 (Magic Method) ，用来显示信息该方法需要 return 一个数据，并且只有self一个参数，当在类的外部 print(对象) 则打印这个数据"""return "英雄 <%s> 数据： 生命值 %d, 攻击力 %d, 护甲值 %d" % (self.name, self.hp, self.atk, self.armor)taidamier = Hero("泰达米尔", "旋风斩", 2600, 450, 200)
gailun = Hero("盖伦", "大宝剑", 4200, 260, 400)# 如果没有__str__ 则默认打印 对象在内存的地址。
# 当类的实例化对象 拥有 __str__ 方法后，那么打印对象则打印 __str__ 的返回值。
print(taidamier)
print(gailun)# 查看类的文档说明，也就是类的注释
print(Hero.__doc__)

说明：

在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法
当使用print输出对象的时候，默认打印对象的内存地址。如果类定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中 return 的数据
__str__方法通常返回一个字符串，作为这个对象的描述信息

`del()`方法

创建对象后，python解释器默认调用__init__()方法；

当删除对象时，python解释器也会默认调用一个方法，这个方法为__del__()方法

class Hero(object):# 初始化方法# 创建完对象后会自动被调用def __init__(self, name):print('__init__方法被调用')self.name = name# 当对象被删除时，会自动被调用def __del__(self):print("__del__方法被调用")print("%s 被 GM 干掉了..." % self.name)# 创建对象
taidamier = Hero("泰达米尔")# 删除对象
print("%d 被删除1次" % id(taidamier))
del(taidamier)print("--" * 10)gailun = Hero("盖伦")
gailun1 = gailun
gailun2 = gailunprint("%d 被删除1次" % id(gailun))
del(gailun)print("%d 被删除1次" % id(gailun1))
del(gailun1)print("%d 被删除1次" % id(gailun2))
del(gailun2)

总结

当有变量保存了一个对象的引用时，此对象的引用计数就会加1；
当使用del() 删除变量指向的对象时，则会减少对象的引用计数。如果对象的引用计数不为1，那么会让这个对象的引用计数减1，当对象的引用计数为0的时候，则对象才会被真正删除（内存被回收）。

应用:烤地瓜

为了更好的理解面向对象编程，下面以“烤地瓜”为案例，进行分析

1. 分析“烤地瓜”的属性和方法

示例属性如下:

cookedLevel : 这是数字；0~3表示还是生的，超过3表示半生不熟，超过5表示已经烤好了，超过8表示已经烤成木炭了！我们的地瓜开始时时生的
cookedString : 这是字符串；描述地瓜的生熟程度
condiments : 这是地瓜的配料列表，比如番茄酱、芥末酱等

示例方法如下:

cook() : 把地瓜烤一段时间
addCondiments() : 给地瓜添加配料
__init__() : 设置默认的属性
__str__() : 让print的结果看起来更好一些

2. 定义类，并且定义`init()`方法

#定义`地瓜`类
class SweetPotato:"""这是烤地瓜的类"""#定义初始化方法def __init__(self):self.cookedLevel = 0self.cookedString = "生的"self.condiments = []

3. 添加"烤地瓜"方法

    #烤地瓜方法def cook(self, time):self.cookedLevel += timeif self.cookedLevel > 8:self.cookedString = "烤成灰了"elif self.cookedLevel > 5:self.cookedString = "烤好了"    elif self.cookedLevel > 3:self.cookedString = "半生不熟"else:self.cookedString = "生的"

4. 基本的功能已经有了一部分，赶紧测试一下

把上面2块代码合并为一个程序后，在代码的下面添加以下代码进行测试

mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

完整的代码为:

class SweetPotato:"""这是烤地瓜的类"""# 定义初始化方法def __init__(self):self.cookedLevel = 0self.cookedString = "生的"self.condiments = []# 烤地瓜方法def cook(self, time):self.cookedLevel += timeif self.cookedLevel > 8:self.cookedString = "烤成灰了"elif self.cookedLevel > 5:self.cookedString = "烤好了"    elif self.cookedLevel > 3:self.cookedString = "半生不熟"else:self.cookedString = "生的"# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)

5. 测试cook方法是否好用

在上面的代码最后面添加如下代码:

print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)

6. 定义`addCondiments()`方法和`str()`方法

def __str__(self):msg = self.cookedString + " 地瓜"if len(self.condiments) > 0:msg = msg + "("for temp in self.condiments:msg = msg + temp + ", "msg = msg.strip(", ")msg = msg + ")"return msgdef addCondiments(self, condiments):self.condiments.append(condiments)

7. 再次测试

完整的代码如下:


class SweetPotato:"""这是烤地瓜的类"""# 定义初始化方法def __init__(self):self.cookedLevel = 0self.cookedString = "生的"self.condiments = []# 定制print时的显示内容def __str__(self):msg = self.cookedString + " 地瓜"if len(self.condiments) > 0:msg = msg + "("for temp in self.condiments:msg = msg + temp + ", "msg = msg.strip(", ")msg = msg + ")"return msg# 烤地瓜方法def cook(self, time):self.cookedLevel += timeif self.cookedLevel > 8:self.cookedString = "烤成灰了"elif self.cookedLevel > 5:self.cookedString = "烤好了"    elif self.cookedLevel > 3:self.cookedString = "半生不熟"else:self.cookedString = "生的"# 添加配料def addCondiments(self, condiments):self.condiments.append(condiments)# 用来进行测试
mySweetPotato = SweetPotato()
print("------有了一个地瓜，还没有烤-----")
print(mySweetPotato.cookedLevel)
print(mySweetPotato.cookedString)
print(mySweetPotato.condiments)
print("------接下来要进行烤地瓜了-----")
print("------地瓜经烤了4分钟-----")
mySweetPotato.cook(4) #烤4分钟
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了3分钟-----")
mySweetPotato.cook(3) #又烤了3分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-番茄酱------")
mySweetPotato.addCondiments("番茄酱")
print(mySweetPotato)
print("------地瓜又经烤了5分钟-----")
mySweetPotato.cook(5) #又烤了5分钟
print(mySweetPotato)
print("------接下来要添加配料-芥末酱------")
mySweetPotato.addCondiments("芥末酱")
print(mySweetPotato)

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