python （第七章 深入面向对象编程）

深入面向对象编程

1. 特殊方法（Magic Methods）

特殊方法以双下划线开头和结尾，用于自定义类的行为。

• __repr__：开发者用的对象表示，通常用于调试。

• __eq__：定义对象相等性（==）。

• __len__：返回对象的“长度”。

• 示例：

class Book:
    def __init__(self, title, author):
        self.title = title
        self.author = author
    
    def __str__(self):
        return f"《{self.title}》 by {self.author}"
    
    def __repr__(self):
        return f"Book(title='{self.title}', author='{self.author}')"
    
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Book):
            return self.title == other.title and self.author == other.author
        return False

book1 = Book("Python入门", "张三")
book2 = Book("Python入门", "张三")
print(book1)         # 输出：《Python入门》 by 张三
print(repr(book1))   # 输出：Book(title='Python入门', author='张三')
print(book1 == book2)  # 输出：True

2. 类装饰器与属性管理

• property 装饰器：控制属性访问，提供 getter 和 setter。
• 示例：

class Book:
    def __init__(self, title, author):
        self._title = title
        self._author = author
    
    @property
    def title(self):
        return self._title
    
    @title.setter
    def title(self, value):
        if not value:
            raise ValueError("书名不能为空！")
        self._title = value

book = Book("Python入门", "张三")
print(book.title)  # 输出：Python入门
book.title = "新书名"
print(book.title)  # 输出：新书名
# book.title = ""  # 抛出 ValueError: 书名不能为空！

3. 类的静态方法和类方法

• @staticmethod：不需要访问实例或类的函数。
• @classmethod：接收类本身（cls）作为参数。
• 示例：

class Library:
    total_books = 0
    
    @staticmethod
    def get_instructions():
        return "欢迎使用图书管理系统！"
    
    @classmethod
    def update_total(cls, count):
        cls.total_books += count

print(Library.get_instructions())  # 输出：欢迎使用图书管理系统！
Library.update_total(5)
print(Library.total_books)  # 输出：5

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改进实践：增强图书管理系统

我们将之前的图书管理系统升级，加入特殊方法、属性管理和文件存储功能。

代码实现

class Book:
    def __init__(self, title, author):
        self._title = title
        self._author = author
    
    @property
    def title(self):
        return self._title
    
    @title.setter
    def title(self, value):
        if not value:
            raise ValueError("书名不能为空！")
        self._title = value
    
    def __str__(self):
        return f"《{self.title}》 by {self._author}"
    
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Book):
            return self.title == other.title and self._author == other._author
        return False

class Library:
    def __init__(self, filename="library.txt"):
        self.books = []
        self.filename = filename
        self.load_books()  # 启动时加载文件
    
    def add_book(self, title, author):
        book = Book(title, author)
        if book not in self.books:  # 检查重复
            self.books.append(book)
            print(f"已添加 {book}")
            self.save_books()
        else:
            print("该书籍已存在！")
    
    def view_books(self):
        if not self.books:
            print("图书馆暂无书籍！")
        else:
            print("\n图书馆书籍：")
            for i, book in enumerate(self.books, 1):
                print(f"{i}. {book}")
    
    def remove_book(self, title):
        for book in self.books[:]:
            if book.title == title:
                self.books.remove(book)
                print(f"已删除 《{title}》")
                self.save_books()
                return
        print("未找到该书籍！")
    
    def save_books(self):
        """保存书籍到文件"""
        with open(self.filename, 'w', encoding='utf-8') as file:
            for book in self.books:
                file.write(f"{book.title},{book._author}\n")
    
    def load_books(self):
        """从文件加载书籍"""
        try:
            with open(self.filename, 'r', encoding='utf-8') as file:
                for line in file:
                    title, author = line.strip().split(',')
                    self.books.append(Book(title, author))
        except FileNotFoundError:
            pass  # 文件不存在时跳过

def main():
    library = Library()
    while True:
        print("\n=== 图书管理系统 ===")
        print("1. 添加书籍")
        print("2. 查看所有书籍")
        print("3. 删除书籍")
        print("4. 退出")
        
        choice = input("请选择操作（1-4）：")
        
        if choice == "1":
            title = input("请输入书名：")
            author = input("请输入作者：")
            try:
                library.add_book(title, author)
            except ValueError as e:
                print(f"错误：{e}")
        
        elif choice == "2":
            library.view_books()
        
        elif choice == "3":
            title = input("请输入要删除的书名：")
            library.remove_book(title)
        
        elif choice == "4":
            print("谢谢使用！")
            break
        
        else:
            print("无效选择，请输入 1-4！")

if __name__ == "__main__":
    main()

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改进亮点

1. 特殊方法：

   • __eq__：避免重复添加相同书籍。
   • __str__：保持美观的输出。

2. 属性管理：

   • 用 @property 和 @setter 控制 title，确保不为空。

3. 文件持久化：

   • save_books()：每次操作后保存到 library.txt。
   • load_books()：启动时从文件加载书籍。

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动手实践

1. 新建文件 library_manager_v2.py，复制代码。
2. 运行程序，试试：
   • 选 1，添加《Python入门》（张三）。
   • 选 1，再次添加《Python入门》（张三），提示已存在。
   • 选 2，查看书籍。
   • 关闭程序，重新运行，书籍依然存在。
   • 选 3，删除《Python入门》。
3. 检查 library.txt，内容格式如：

Python入门,张三

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小挑战

1. 搜索功能：添加按书名或作者搜索书籍。
2. 借阅状态：给 Book 增加 is_borrowed 属性，管理借阅。
3. 类方法：统计图书馆的总书籍数。

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第4周总结

我们已经深入了 OOP：

• 类、对象、继承、多态。
• 特殊方法（__str__、__eq__ 等）。
• 属性管理（@property）。
• 实践：图书管理系统。