python面向对象特性的介绍
面向对象(Object Oriented,OO)是当前计算机界关心的重点，它是90年代软件开发方法的主流。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围。如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。
特性:
(1)对象唯一性
每个对象都有自身唯一的标识，通过这种标识，可找到相应的对象。在对象的整个生命期中，它的标识都不改变，不同的对象不能有相同的标识。
(2)分类性
分类性是指将具有一致的数据结构(属性)和行为(操作)的对象抽象成类。一个类就是这样一种抽象，它反映了与应用有关的重要性质，而忽略其他一些无关内容。任何类的划分都是主观的，但必须与具体的应用有关。
(3)继承性
继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。
继承性是面向对象程序设计语言不同于其它语言的最重要的特点，是其他语言所没有的。
在类层次中，子类只继承一个父类的数据结构和方法，则称为单重继承。
在类层次中，子类继承了多个父类的数据结构和方法，则称为多重继承。
在软件开发中，类的继承性使所建立的软件具有开放性、可扩充性，这是信息组织与分类的行之有效的方法，它简化了对象、类的创建工作量，增加了代码的可重性。
采用继承性，提供了类的规范的等级结构。通过类的继承关系，使公共的特性能够共享，提高了软件的重用性。
(4)多态性(多形性)
多态性是指相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。不同的对象，收到同一消息可以产生不同的结果，这种现象称为多态性。
多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。
多态性增强了软件的灵活性和重用性。
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
class Student(object): """封装学生类""" def __init__(self, sid, name, score1, score2): """封装了学生属性信息""" self.sid = sid self.name = name self.score1 = score1 self.score2 = score2 def show(self): pass def compute_sum_score(self): return self.score1 + self.score2 def compute_avg_score(self): return (self.score1 + self.score2)/2stu1 = Student(sid='001', name='张三', score1=100, score2=90)print(stu1.compute_sum_score())stu2 = Student(sid='002', name='张三', score1=100, score2=100)print(stu2.compute_avg_score())"""
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。
对象和类
class 类(): pass如何将类转换成对象?
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。
对象和类
类(Class) 是是创建实例的模板
对象(Object) 是一个一个具体的实例02_类的定义.py
#class 类名称: 定义类的方式class Person: #占位关键字， 什么也不做 passprint(Person) # <class '__main__.Person'> 存储于当前脚本的Person类#对象：将类实例化/具体化产生的值personObj = Person()#<__main__.Person object at 0x7f28164b04d0>#当前脚本的Person类实例化出来的对象存储的内存地址是0x7f28164b04d0print(personObj)#Python自带的类from datetime import datetimefrom datetime import datefrom collections import defaultdict03_构造方法的理解.py
#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(实例化),会立即调#用构造方法。自动执行构造方法里面的内容。class Student: # 实例化对象的过程中自动执行的函数 def __init__(self): # self是形参还是实参? - 形参 # self是什么? self实质上实例化出来的对象。系统自动将实例化的对象传递给构造方法。 print("self: ", self) print("正在运行构造方法........")print(Student) # <class '__main__.Student'>#实例化产生对象的过程stu1 = Student()print("stu1: ", stu1)
封装特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态
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
1). 通过对象直接调用被封装的内容: 对象.属性名
2). 通过self间接调用被封装的内容: self.属性名
3). 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
class Student: def __init__(self, name, score1, score2): # 将对象和属性封装在一起 self.name = name self.score1 = score1 self.score2 = score2 #print("self.name: ", self.name) def compute_sum_score(self): #获取封装的属性信息方法一: ， 通过对象名.属性名的方式获取。 return self.score1 + self.score2stu1 = Student(name="张三", score1=100, score2=100)#获取封装的属性信息方法二: ， 通过对象名.属性名的方式获取。print("学生姓名: ", stu1.name)sum_scores = stu1.compute_sum_score()print("总分数: ", sum_scores)
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,22岁,男,去西安赛格购物广场购物
小红,10岁,女,在西部开源学习
class People: print("正在创建类对象..........") def __init__(self, name, age, gender): self.name = name self.age = age self.gender = gender def shopping(self): print("%s,%d岁,%s,去西安赛格购物广场购物" %(self.name, self.age, self.gender)) def playGame(self): pass def learning(self): pass#当定义类的时候， 类内容是否会执行? 会执行#stu1 = People('xx', 10, 'xxx')"""
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)
重写父类方法: 就是子类中,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。06_单继承特性.py
问题一: 如何让实现继承? 子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字问题二: 继承的工作机制是什么? 父类的属性、方法,会被继承给子类。 举例如下: 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#在Python代码中，没有指定父类， 默认继承object类。#父类: object 子类: Studentclass Student(object): def __init__(self, name, age, gender): self.name = name self.age = age self.gender = gender def learn(self): print("%s正在学习编程......." %(self.name))#父类: Student 子类: MathStudentclass MathStudent(Student): # 重写父类的learn方法 #重写父类方法: 就是子类中,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。 def learn(self): # 方法一: 调用父类的方法 #Student.learn(self) #方法二: 调用父类的方法, 自动帮当前类寻找父类的名称 super(MathStudent, self).learn() print("%s正在学习英语四级....." %(self.name))#父类: Student 子类: EnglishStudentclass EnglishStudent(Student): passs1 = Student("粉条", 10, 'male')print(s1.name)#当实例化对象， 子类没有构造方法， 自动调用并执行父类的构造方法。s2 = MathStudent("拉格朗日", 100, 'male')#当子类调用的方法没有的时候， 自动去父类里面寻找并执行。s2.learn()07_单继承特性.py
问题一: 如何让实现继承? 子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字问题二: 继承的工作机制是什么? 父类的属性、方法,会被继承给子类。 举例如下: 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。#在Python代码中，没有指定父类， 默认继承object类。#父类: object 子类: Studentclass Student(object): def __init__(self, name, age, gender): self.name = name self.age = age self.gender = gender def learn(self): print("%s正在学习编程......." %(self.name))#父类: Student 子类: MathStudentclass MathStudent(Student): pass#父类: Student 子类: EnglishStudentclass EnglishStudent(Student): passs1 = Student("粉条", 10, 'male')print(s1.name)#当实例化对象， 子类没有构造方法， 自动调用并执行父类的构造方法。s2 = MathStudent("拉格朗日", 100, 'male')#当子类调用的方法没有的时候， 自动去父类里面寻找并执行。s2.learn()
默认情况下,属性在 Python 中都是“public”, 大多数 OO 语言提供“访问控
制符”来限定成员函数的访问。
在 Python 中,实例的变量名如果以 开头,就变成了一个私有变量/属性
(private),实例的函数名如果以 开头,就变成了一个私有函数/方法(private)只
有内部可以访问,外部不能访问。
#私有属性和私有方法：class Student(object): 需求： 学生成绩保密， 外部不可以访问分数， 只可以访问分数的等级 def __init__(self, name, age, score): self.name = name self.age = age #self.__score是私有属性， 只能在类的内部访问， 类的外部不可以访问。 self.__score = score #__get_level是私有方法，只能在类的内部访问， 类的外部不可以访问。 def __get_level(self): if 90 <= self.__score <= 100: return "优秀" elif 80 <= self.__score < 90: return "良好" elif 60 <= self.__score < 80: return "及格" else: return "不及格"stu1 = Student("粉条", 10, 59)#print(stu1.__score) # 调用私有属性失败#print("学生分数的等级: ", stu1.__get_level()) # 调用私有方法失败#Python解释器自动将私有属性和私有方法重命名了， 命名方式一般是_类名__属性名、_类名__方法名print(stu1._Student__score)print(stu1._Student__get_level())
在Python 2及以前的版本中,由任意内置类型派生出的类,都属于“新式
类”,都会获得所有“新式类”的特性;反之,即不由任意内置类型派生出的类,
则称之为“经典类
“新式类”和“经典类”的区分在Python 3之后就已经不存在,在Python 3.x
之后的版本,因为所有的类都派生自内置类型object(即使没有显示的继承
object类型),即所有的类都是“新式类”。
最明显的区别在于继承搜索的顺序不同,即:
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,
class TeacherMajor(object): def __init__(self, students_count): self.student_count = students_countclass DoctorMajor(object): def __init__(self, patients_count): self.patients_count = patients_count#子类Student拥有2个父类TeacherMajor和DoctorMajorclass Student(TeacherMajor, DoctorMajor): def __init__(self, name, students_count, patients_count): self.name = name TeacherMajor.__init__(self, students_count) DoctorMajor.__init__(self, patients_count)##继承的顺序如何查看?#print(Student.__mro__)stu1 = Student("粉条", 0, 0)print(stu1.patients_count)print(stu1.student_count)#coding:utf-8#注意： Python2环境中做实验#类D新式类.class D(object): def hello(self): print("D...... hello")class C(D): def hello(self): print("C...... hello")class B(D): passclass A(B, C): pass#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,a = A()a.hello()#C...... hello#coding:utf-8#注意： Python2环境中做实验#类D经典类.class D: def hello(self): print("D...... hello")class C(D): def hello(self): print("C...... hello")class B(D): passclass A(B, C): pass#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。a = A()a.hello()#D...... hello
多态特性
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。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管
细节,而当我们新增一种的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。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
栈的封装
栈是限制在一端进行插入操作和删除操作的线性表(俗称堆栈),允许进行操作的一端称为“栈顶”,
另一固定端称为“栈底”,当栈中没有元素时称为“空栈”。向一个栈内插入元素称为是进栈,push;
从一个栈删除元素称为是出栈,pop。特点 :后进先出(LIFO)。
队列的封装
队列是限制在一端进行插入操作和另一端删除操作的线性表,允许进行插入操作的一端称为“队尾”,
允许进行删除操作的一端称为“队头”,,当队列中没有元素时称为“空队”。特点 :先进先出(FIFO)
class Stack(object): """ 根据列表的数据结构封装栈的数据结构 属性: 栈元素stack 方法: get_top() get_bootom() push() pop() """ def __init__(self): self.stack = [] # [1, 2, 3] def top(self): return self.stack[-1] def bootom(self): return self.stack[0] def push(self, item): """ :param item: 入栈元素 :return: """ self.stack.append(item) return True def pop(self): item = self.stack.pop() return item def show(self): return self.stack #魔术方法, 使得代码运行更加简洁 def __len__(self): return len(self.stack)if __name__ == '__main__': stack = Stack() print(stack.show()) #print(stack.top()) #stack.push(1) #stack.push(2) #stack.push(3) #print("入栈后: ", stack.show()) #item = stack.pop() #print("出栈元素为: ", item) #print("出栈后: ", stack.show()) #print('栈元素个数: ', stack.__len__()) print('栈元素个数: ', len(stack))13_二叉树节点的封装.py
class Node(object): def __init__(self, data, lchild=None, rchild=None): self.data = data self.lchild = lchild self.rchild = rchild #魔术方法: len(), __len__. str(), __str__ def __str__(self): # 友好的字符串显示信息 return 'Node<%s>' % (self.data)def pre_view( root): """ 先序遍历: 根节点-左子树节点-右子树节点 传递根节点 :param root: :return: """ if root == None: return print(root.data) pre_view(root.lchild) pre_view(root.rchild)def last_view(root): """ 后序遍历: -左子树节点-右子树节点-根节点 传递根节点 :param root: :return: """ if root == None: return last_view(root.lchild) last_view(root.rchild) print(root.data)def mid_view(root): """ 中序遍历: -左子树节点--根节点-右子树节点 传递根节点 :param root: :return: """ if root == None: return mid_view(root.lchild) print(root.data) mid_view(root.rchild)if __name__ == '__main__': D = Node('D') B = Node('B', D) C = Node('C') A = Node('A', B, C) #print("A-left: ", str(A.lchild)) #print("A-right: ", str(A.rchild)) #先序遍历(根左右)、中序遍历(左根右)、后序遍历(左右根) print("先序遍历:") pre_view(A) print("后序遍历:") last_view(A) print("中序遍历:") mid_view(A)
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