面向过程编程
“面向过程”(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。
分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现,使用的时候依次调用就可以了。
面向对象的方法也是含有面向过程的思想。面向过程最重要的是模块化的思想方法。
特性:
模块化 流程化
优点:
性能比面向对象高, 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源;
单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发,性能是最重要的因素。
缺点:
没有面向对象易维护、易复用、易扩展
面向对象编程
面向对象是按人们认识客观世界的系统思维方式,把构成问题事务分解成各个对象,建立对象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。
特性: 抽象 封装 继承 多态
优点: 易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,
可以设计出低耦合 的系统,使系统更加灵活、更加易于维护
缺点: 性能比面向过程低
类和对象
类(Class)是现实或思维世界中的实体在计算机中的反映,它将数据以及这些数据上的操作封装在一起。
对象(Object)是具有类类型的变量。类和对象是面向对象编程技术中的最基本的概念。
类(Class)是是创建实例的模板
对象(Object)是一个一个具体的实例
定义类 class 类(): pass
将类转换成对象
实例化是指在面向对象的编程中,把用类创建对象的过程称为实例化。是将一个抽象的概念类,具体到该类实物的过程。实例化过程中一般由类名 对象名 = 类名(参数1,参数2…参数n)构成。
例如:
class Cat:
name = 'name'
kind = 'kind'
def eat(self):
print('cat like eating fish...')
#对象(Object):对类得实例化(具体化)
yinduan = Cat()
print(Cat)
print(yinduan)
封装特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态
(1)封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:
1). 将内容封装到某处
2). 从某处调用被封装的内容
3). 通过对象直接调用被封装的内容: 对象.属性名
4).通过self间接调用被封装的内容: self.属性名
5). 通过self间接调用被封装的内容: self.方法名()
构造方法__init__与其他普通方法不同的地方在于,当一个对象被创建后,会立即调用构造方法。自动执行构造方法里面的内容。
对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。
例如:
class Cat:
def __init__(self, name, kind): # 形参
"""
1. 构造方法,实例化对象时自动执行的方法
2. self是什么? self实质上是实例化的对象
3. 类方法中, python解释器会自动把对象作为参数传给self
"""
print('正在执行__init__构造方法')
print('self:', self)
# 封装: self.name将对象和name属性封装/绑定
self.name = name
self.kind = kind
def eat(self):
print('cat %s like eating fish.....' %(self.name))
# 对象(Object):对类的实例化(具体化)
jiong = Cat("囧囧", "美短虎斑")
print(jiong.name)
print(jiong.kind)
jiong.eat()
练习
创建一个类People,拥有的属性为姓名, 性别和年龄, 拥有的方法为购物,玩游戏,学习;
实例化对象,执行相应的方法。 显示如下:
小明,18岁,男,去西安赛格购物广场购物
小王,20岁,男,去西安赛格购物广场购物
小红,22岁,女,在西部开源学习
提示:
属性:name,age,gender
方法:shopping(), playGame(), learning()
class People:
def __init__(self,name,age,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def shopping(self):
print(f'{self.name},{self.age}岁,{self.gender},去西安赛格购物广场购物')
def learning(self):
print(f'{self.name},{self.age}岁,{self.gender},在西部开源学习')
p1 = People('小明','18','男')
p2 = People('小王','20','男')
p3 = People('小红','22','女')
p1.shopping()
p2.shopping()
p3.learning()
结果如下:
继承特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态
继承描述的是事物之间的所属关系,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类、扩展类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Baseclass、Superclass)。
子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字
父类的属性、方法,会被继承给子类。
注:如果子类没有定义__init__方法,父类有,那么在子类继承父类的时候这个方法就被继承了,所以只要创建对象,就默认执行了那个继承过来的__init__方法
例如:
class Student:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def learning(self):
print(f'{self.name}正在学习')
class Math(Student):
pass
m = Math('华罗庚',88)
print(m.name)
print(m.age)
m.learning() #子类没有就会去父类找
结果如下:
华罗庚
88
华罗庚正在学习
重写父类
在子类中,有一个和父类相同名字的方法,在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法
class Student:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def learning(self):
print(f'{self.name}正在学习')
def choice_course(self):
print('正在选课中'.center(50,'*'))
class Math(Student):
def choice_course(self):
#方法:通过super找到父类的方法,再执行()中的。
super(Math,self).choice_course()
info = """
课程表
1. 高数
2. 线性代数
3. 概率论
"""
print(info)
print(''.center(54,'*'))
m = Math('华罗庚',88)
m.choice_course()
结果为:
**********************正在选课中***********************
课程表
1. 高数
2. 线性代数
3. 概率论
******************************************************
两数之和
给出两个 非空 的链表用来表示两个非负的整数。其中,它们各自的位数是按照 逆序 的方式存储的,并且它们的每个节点只能存储 一位 数字。
如果,我们将这两个数相加起来,则会返回一个新的链表来表示它们的和。
您可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。
输入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出:7 -> 0 -> 8
原因:342 + 465 = 807
解法:
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def addTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
l3 = ListNode(0)
head = l3
step = 0
while l1 or l2 :
x = l1.val if l1 else 0
y = l2.val if l2 else 0
result = x + y + step
step = result // 10
head.next = ListNode(result % 10)
head = head.next
l1 = l1.next if l1 else None
l2 = l2.next if l2 else None
if step == 1:
head.next = ListNode(1)
return l3.next
1.定义链表
定义链表的时候,当x的值为0的时候,代表的是链表为空。也就是定义了一个空链表。
// 参数值为0代表的是链表为空
ListNode list = new ListNode(0);
2.链表的赋值
通过X.next = new ListNode(1);来赋值,此时链表中的一个值为1。
3.取值
取第一个值的时候,只需要xx.val即可。取第二个值的时候,先指针后移动,xx = xx.next;然后int x = xx.val;
链表的封装
数组: 需要连续的内存空间
链表: 不需要连续的内存空间
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
def travel(self, head):
"""遍历链表里面的每一个元素"""
while head:
print(head.val, end=',')
head = head.next
def create_l1():
# l1 = 2,4,3
# l2 = 5, 6, 4
l1 = ListNode()
node1 = ListNode(val=2)
node2 = ListNode(val=4)
node3 = ListNode(val=3)
l1.next = node1
node1.next = node2
node2.next = node3
return l1.next
def create_l2():
# l1 = 2,4,3
# l2 = 5, 6, 4
l2 = ListNode()
node1 = ListNode(val=5)
node2 = ListNode(val=6)
node3 = ListNode(val=4)
l2.next = node1
node1.next = node2
node2.next = node3
return l2.next
def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
res = 0
l3 = ListNode()
cur = l3
while(l1 or l2):
if(l1):
res += l1.val # res=2
l1 = l1.next
if(l2):
res += l2.val # res=2+5=7
l2 = l2.next
# res=10, val=0, res=>val val=res%10
# res=14, val=4, 14%10=4
l3.next = ListNode(res%10)
l3 = l3.next
# res=10, 进位为1, 10//10=1
# res=14, 进位为1, 14//10=1
res //= 10
if res == 1:
l3.next = ListNode(1)
return cur.next
if __name__ == '__main__':
l1 = create_l1()
l2 = create_l2()
l3 = addTwoNumbers(l1, l2)
l3.travel(l3)
多继承
多继承,即子类有多个父类,并且具有它们的特征
经典类多继承搜索顺序(深度优先算法):先深入继承树左侧查找,然后再返回,开始查找右侧。
新式类多继承搜索顺序(广度优先算法):先在水平方向查找,然后再向上查找,
python3所有的类都属于新式类。新式类的继承算法是广度优先。
class D(object):
def hello(self):
print('D')
class C(D):
def hello(self):
print('C')
pass
class B(D):
pass
def hello(self):
print('B')
class A(B, C):
pass
# def hello(self):
# print('A')
a = A()
a.hello()
输出为B
注释子类中的某个def hello(self),print(’’)
最后留下的print(A/B/C/D)
留下的哪个def hello(self),print(’’)就输出哪个
广度搜索的好处在于:
确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态,这样通过访问限制的保护, 代码更加健壮。
如果又要允许外部代码修改属性怎么办?可以给类增加专门设置属性方法。 为什么大费周折?因为在方法中,可以对参数做检查,避免传入无效的参数。
多态特性
字面的意思就是“多种状态”。
通俗来说: 同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。
多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,只需要继承父类就可以了,而方法既可以直接不重写(即使用父类的),也可以重写一个特有的。
简单来说就是:不需要特别说明的子类只需要调用父类的,而新增加一种特定的子类时候,只需要重写这个特有的
这就是著名的“开闭”原则:
对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数
prettytable
需求:
列出一个 表格如下
import prettytable as pt
table = pt.PrettyTable(field_names=['主机名','IP','CPU','内存','磁盘类型','磁盘大小','运行状态'])
for i in range(10):
table.add_row([f'lcf{i}.example.com',f'192.168.1.{i}','4','8g','普通云盘','40g','running'])
print(table)