Python基础之面向对象初识

于 2018-07-30 22:28:22 发布
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Python基础之面向对象初识

面向对象（Object Oriented,OO）是计算机编程技术发展到一定阶段的产物，如今已在包括软件开发和程序设计在内的多个领域占据主导地位。
##1. 什么是面向对象
什么是面向对象？说起这个问题，就不得不引出一个经典的问题：

问：把大象装进冰箱需要几步？

不管有没有编程基础的人都会回答：

三步。
1.打开冰箱
2.把大象放进冰箱
3.关上冰箱

而这种思维方式，看似是一个笑话，但却是标准的面向过程（Procedure Oriented）的思想。它以事件为中心，把整个部分分成若干个步骤，之后按照步骤一步一步执行，这便是面向过程。

而面向对象呢？只需要分两步即可

1.创造一个可以拥有将大象装进去功能的冰箱
2.让冰箱将大象装进去

这种思维便是面向对象（OO）。面向对象以事物为中心，首先考虑完成本件事情需要哪些事物参与，然后考虑每一个事物具有的行为和特征，最后由这些事物的具体实例通过执行自身的功能完成本次事件

##2.类与对象

面向对象的核心是类和对象

何为类？何为对象？

如果引用百度百科上的解释

类和对象（class）是两种以计算机为载体的计算机语言的合称。对象是对客观事物的抽象，类是对对象的抽象。类是一种抽象的数据类型。它们的关系是，对象是类的实例，类是对象的模板。

只会让你更晕

简单来说，类是一种抽象，自然界不存在该个体；而对象是类的具象化，是指自然界某个特定的物体。

是否还晕？

再简而言之，当你想一个东西，如果每个人想的都不一样，那便是类。如在脑海中想象一个苹果，有人想的红的，有人想的青的，各种各样，这便是类。
而当你想某个特定的事物，所有人想的都是同一个，那便是对象。还如在脑海中想象一个苹果，不过这个苹果指定为你手中正在吃的那个苹果，周围人看到了脑海中都会出现一样的事物，这便是对象。

注意面向对象中真正执行操作的是对象

##3.类与对象的创建
Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的

类的定义语法为

class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

class Dog:
    def bite(self):
        print("咬死你")

dog = Dog()
dog.bite()

以上为一个简单的类

但如果我们需要给狗类赋予特定的属性呢？如什么品种？颜色？等等

这就要用到__init__内置函数了

class Dog:
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.kind = kind
        self.weight = weight
        self.height = height
        self.color = color
        self.name = name
    def bite(self):
        print("咬死你")

dog = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog.bite()

__init__(self)：初始化方法，Python内置方法，在类中定义，当通过类创建具体实例时，该方法自动调用
self：指代类中所创建的具体实例对象

但问题又来了
如果用户随意修改对象信息，甚至设置不合理信息该如何限制？
如下：

class Dog:
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.kind = kind
        self.weight = weight
        self.height = height
        self.color = color
        self.name = name
    def bite(self):
        print("咬死你")
    def say(self):
        print("我有%dkg重" % self.weight)

dog = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog.weight = -1
dog.say()
dog.bite()
# 我有-1kg重
# 咬死你

有过编程经历的小伙伴一定会说可以用public、private、protected等权限关键字限制呀
很对
可惜Python并不支持╮(╯﹏╰）╭

在Python中，私有方法可以使用__变量名或__方法名（双下划线+变量名/方法名）来控制，等价于private，表明私有内容，此时该属性/方法的访问权限只能在当前类中访问。而普通类型则是默认为公开内容，等价于public。
因此可以如此写

class Dog:
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.__kind = kind
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.__color = color
        self.__name = name
    def bite(self):
        print("咬死你")
    def say(self):
        print("我有%dkg重" % self.__weight)

dog = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog.weight = -1 # 无法改变
dog.say()
dog.bite()
# 我有100kg重
# 咬死你

说是无法修改访问了，其实还是可以使用dog._Dog__weight = -1修改访问的，然而这并没有什么用纯粹找事，所以并不建议使用

那如果需要修改某个特定值，如二哈长胖了，该如何是好？

在C#等语言中存在着get();set();方法可以使私有变量被访问，并且可以筛选修改的内容。
在Python中则不同，你可以有两种选择：
一、使用自定义方法

class Dog:
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.__kind = kind
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.__color = color
        self.__name = name
    # 自定义get
    def getWeight(self):
        return self.__weight
    # 自定义set
    def setWeight(self, weight):
        if isinstance(weight, int) and weight > 0:
            self.__weight = weight
        else:
            raise ValueError("Value Error!")
    def bite(self):
        print("咬死你")
    def say(self):
        print("我有%dkg重" % self.__weight)

dog = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog.setWeight(120) # 使用自定义方法修改体重
dog.say()
dog.bite()
# 我有120kg重
# 咬死你

二、使用系统内置装饰器@property

class Dog:
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.__kind = kind
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.__color = color
        self.__name = name

    @property
    def kind(self):
        return self.__kind

    @kind.setter
    def kind(self, kind):
        if isinstance(kind, str):
            self.__kind = kind
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def weight(self):
        return self.__weight

    @weight.setter
    def weight(self, weight):
        if isinstance(weight, int) and weight > 0:
            self.__weight = weight
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def height(self):
        return self.__height

    @height.setter
    def height(self, height):
        if isinstance(height, int) and height > 0:
            self.__height = height
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def color(self):
        return self.__color

    @color.setter
    def color(self, color):
        if isinstance(color, str):
            self.__color = color
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, name):
        if isinstance(name, str):
            self.__name = name
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    def bite(self):
        print("咬死你")
    def say(self):
        print("我有%dkg重" % self.__weight)

dog = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog.weight = 120 # 直接使用属性名修改
dog.say()
dog.bite()
# 我有120kg重
# 咬死你

setter和getter方法的作用：可以灵活的设置对象私有属性的访问权限，避免用户随意修改属性中的数据，可以有效保护数据的安全
@property:直接修饰对应属性的getter方法，被修饰的方法名字和对应属性名一致，此时装饰器@property会自动生成跟该getter方法一致的setter方法，该装饰器直接修饰与属性名一致的setter方法

在此推荐使用第二种方法

紧接着又发现了问题（我就是十万个为什么￣▽￣），如果我再实例化一个阿拉斯加的对象，和上一个对象一样，他们都会叫，都会咬人。如果一个一个定义太过麻烦，如果我要定义200只狗是否需要重复占用200个相同内容的空间？这对系统内存合理分配很不友好。

所以类方法和类属性就及时出现了

类属性：直接在类中定义的属性称为类属性，比如dogSay，类属性的所有权归当前类所有，对象只能够获取该属性的值但不能修改该属性值
类方法：通过@classmethod修饰的方法属于类方法，该方法的所有权属于当前类，对象只能调用，不能修改
注意：类属性和类方法对应的计算机内存空间只有一个，所有的属性访问操作时操作的是同一块空间。这样做可以有效的帮我们减少计算机内存开销

class Dog:
    dogSay = "汪"
    @classmethod
    def bite(self):
        print("咬死你")
    def __init__(self, kind, weight, height, color, name):
        self.__kind = kind
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.__color = color
        self.__name = name

    @property
    def kind(self):
        return self.__kind

    @kind.setter
    def kind(self, kind):
        if isinstance(kind, str):
            self.__kind = kind
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def weight(self):
        return self.__weight

    @weight.setter
    def weight(self, weight):
        if isinstance(weight, int) and weight > 0:
            self.__weight = weight
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def height(self):
        return self.__height

    @height.setter
    def height(self, height):
        if isinstance(height, int) and height > 0:
            self.__height = height
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def color(self):
        return self.__color

    @color.setter
    def color(self, color):
        if isinstance(color, str):
            self.__color = color
        else:
            raise ValueError("Value Error")

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, name):
        if isinstance(name, str):
            self.__name = name
        else:
            raise ValueError("Value Error")
    def say(self):
        print("我有%dkg重" % self.__weight)

dog1 = Dog("二哈", 100, 100, "黑白", "二愣子")
dog2 = Dog("阿拉斯加", 100, 100, "黑白", "二狗子")
dog1.bite()
# 咬死你
dog2.bite()
# 咬死你
print(dog1.dogSay)
# 汪
print(dog2.dogSay)
# 汪
# 如果改变dog1的dogSay会发生什么？
dog1.dogSay = "喵"
print(dog1.dogSay)
# 喵
print(dog2.dogSay)
# 汪
# 类属性的所有权归当前类所有，对象只能够获取该属性的值但不能修改该属性值

自此我们就创建了一个最基本的类，并实例化对象调用╰(:з╰∠)_

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