一. 理解面向对象

面向对象是一种抽象化的编程思想，很多编程语言中都有的一种思想。

例如：洗衣服

思考：几种途径可以完成洗衣服？

答： 手洗 和 机洗。

手洗：找盆 - 放水 - 加洗衣粉 - 浸泡 - 搓洗 - 拧干水 - 倒水 - 漂洗N次 - 拧干 - 晾晒。

机洗：打开洗衣机 - 放衣服 - 加洗衣粉 - 按下开始按钮 - 晾晒。

思考：对比两种洗衣服途径，同学们发现了什么？

答：机洗更简单

思考：机洗，只需要找到一台洗衣机，加入简单操作就可以完成洗衣服的工作，而不需要关心洗衣机内部发生了什么事情。

总结：面向对象就是将编程当成是一个事物，对外界来说，事物是直接使用的，不用去管他内部的情况。而编程就是设置事物能够做什么事。

二. 类和对象

思考：洗衣机洗衣服描述过程中，洗衣机其实就是一个事物，即对象，洗衣机对象哪来的呢？

答：洗衣机是由工厂工人制作出来。

思考：工厂工人怎么制作出的洗衣机？

答：工人根据设计师设计的功能图纸制作洗衣机。

总结：图纸 → 洗衣机 → 洗衣服。

在面向对象编程过程中，有两个重要组成部分：类 和 对象。

类和对象的关系：用类去创建一个对象。

2.1 理解类和对象

2.1.1 类

类是对一系列具有相同特征和行为的事物的统称，是一个抽象的概念，不是真实存在的事物。

  • 特征即是属性
  • 行为即是方法

类比如是制造洗衣机时要用到的图纸，也就是说类是用来创建对象。

2.1.2 对象

对象是类创建出来的真实存在的事物，例如：洗衣机。

注意：开发中，先有类，再有对象。

2.2 面向对象实现方法

2.2.1 定义类

Python2中类分为：经典类 和 新式类

  • 语法
  1. class 类名():
  2.     代码
  3.     ......

注意：类名要满足标识符命名规则，同时遵循大驼峰命名习惯。

  • 体验
  1. class Washer():
  2.     def wash(self):
  3.         print('我会洗衣服')
  • 拓展：经典类

不由任意内置类型派生出的类，称之为经典类

  1. class 类名:
  2.     代码
  3.     ......

2.2.2 创建对象

对象又名实例。

  • 语法
  1. 对象名 = 类名()
  • 体验
  1. # 创建对象
  2. haier1 = Washer()
  4. # <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
  5. print(haier1)
  7. # haier对象调用实例方法
  8. haier1.wash()

注意：创建对象的过程也叫实例化对象。

2.2.3 self

self指的是调用该函数的对象。

  1. # 1. 定义类
  2. class Washer():
  3.     def wash(self):
  4.         print('我会洗衣服')
  5.         # <__main__.Washer object at 0x0000024BA2B34240>
  6.         print(self)
  9. # 2. 创建对象
  10. haier1 = Washer()
  11. # <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
  12. print(haier1)
  13. # haier1对象调用实例方法
  14. haier1.wash()
  17. haier2 = Washer()
  18. # <__main__.Washer object at 0x0000022005857EF0>
  19. print(haier2)

注意：打印对象和self得到的结果是一致的，都是当前对象的内存中存储地址。

三. 添加和获取对象属性

属性即是特征，比如：洗衣机的宽度、高度、重量…

对象属性既可以在类外面添加和获取，也能在类里面添加和获取。

3.1 类外面添加对象属性

  • 语法
  1. 对象名.属性名 = 值
  • 体验
  1. haier1.width = 500
  2. haier1.height = 800

3.2 类外面获取对象属性

  • 语法
  1. 对象名.属性名
  • 体验
  1. print(f'haier1洗衣机的宽度是{haier1.width}')
  2. print(f'haier1洗衣机的高度是{haier1.height}')

3.3 类里面获取对象属性

  • 语法
  1. self.属性名
  • 体验
  1. # 定义类
  2. class Washer():
  3.     def print_info(self):
  4.         # 类里面获取实例属性
  5.         print(f'haier1洗衣机的宽度是{self.width}')
  6.         print(f'haier1洗衣机的高度是{self.height}')
  8. # 创建对象
  9. haier1 = Washer()
  11. # 添加实例属性
  12. haier1.width = 500
  13. haier1.height = 800
  15. haier1.print_info()

四. 魔法方法

在Python中，__xx__()的函数叫做魔法方法，指的是具有特殊功能的函数。

4.1 __init__()

4.1.1 体验__init__()

思考：洗衣机的宽度高度是与生俱来的属性，可不可以在生产过程中就赋予这些属性呢？

答：理应如此。

方法的作用：初始化对象。__init__()

  1. class Washer():
  3.     # 定义初始化功能的函数
  4.     def __init__(self):
  5.         # 添加实例属性
  6.         self.width = 500
  7.         self.height = 800
  10.     def print_info(self):
  11.         # 类里面调用实例属性
  12.         print(f'洗衣机的宽度是{self.width}, 高度是{self.height}')
  15. haier1 = Washer()
  16. haier1.print_info()

注意：

  • __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。

4.1.2 带参数的__init__()

思考：一个类可以创建多个对象，如何对不同的对象设置不同的初始化属性呢？

答：传参数。

  1. class Washer():
  2.     def __init__(self, width, height):
  3.         self.width = width
  4.         self.height = height
  6.     def print_info(self):
  7.         print(f'洗衣机的宽度是{self.width}')
  8.         print(f'洗衣机的高度是{self.height}')
  11. haier1 = Washer(10, 20)
  12. haier1.print_info()
  15. haier2 = Washer(30, 40)
  16. haier2.print_info()

4.2 __str__()

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__方法，那么就会打印从在这个方法中 return 的数据。

  1. class Washer():
  2.     def __init__(self, width, height):
  3.         self.width = width
  4.         self.height = height
  6.     def __str__(self):
  7.         return '这是海尔洗衣机的说明书'
  10. haier1 = Washer(10, 20)
  11. # 这是海尔洗衣机的说明书
  12. print(haier1)

4.3 __del__()

当删除对象时，python解释器也会默认调用__del__()方法。

  1. class Washer():
  2.     def __init__(self, width, height):
  3.         self.width = width
  4.         self.height = height
  6.     def __del__(self):
  7.         print(f'{self}对象已经被删除')
  10. haier1 = Washer(10, 20)
  12. # <__main__.Washer object at 0x0000026118223278>对象已经被删除
  13. del haier1

五. 综合应用

5.1 烤地瓜

5.1.1 需求

需求主线：

  1. 被烤的时间和对应的地瓜状态：
    0-3分钟：生的
    3-5分钟：半生不熟
    5-8分钟：熟的
    超过8分钟：烤糊了
  2. 添加的调料：
    用户可以按自己的意愿添加调料

5.1.2 步骤分析

需求涉及一个事物： 地瓜，故案例涉及一个类：地瓜类。

5.1.2.1 定义类

  • 地瓜的属性
    • 被烤的时间
    • 地瓜的状态
    • 添加的调料
  • 地瓜的方法
    • 被烤
      • 用户根据意愿设定每次烤地瓜的时间
      • 判断地瓜被烤的总时间是在哪个区间，修改地瓜状态
    • 添加调料
      • 用户根据意愿设定添加的调料
      • 将用户添加的调料存储
  • 显示对象信息

5.1.2.2 创建对象，调用相关实例方法

5.1.3 代码实现

5.1.3.1 定义类

  • 地瓜属性
    • 定义地瓜初始化属性，后期根据程序推进更新实例属性
  1. class SweetPotato():
  2.     def __init__(self):
  3.         # 被烤的时间
  4.         self.cook_time = 0
  5.         # 地瓜的状态
  6.         self.cook_static = '生的'
  7.         # 调料列表
  8.         self.condiments = []

5.1.3.2 定义烤地瓜方法

  1. class SweetPotato():
  2.     ......
  4.     def cook(self, time):
  5.         """烤地瓜的方法"""
  6.         self.cook_time += time
  7.         if 0 <= self.cook_time < 3:
  8.             self.cook_static = '生的'
  9.         elif 3 <= self.cook_time < 5:
  10.             self.cook_static = '半生不熟'
  11.         elif 5 <= self.cook_time < 8:
  12.             self.cook_static = '熟了'
  13.         elif self.cook_time >= 8:
  14.             self.cook_static = '烤糊了'

5.1.3.3 书写str魔法方法，用于输出对象状态

  1. class SweetPotato():
  2.         ......
  4.     def __str__(self):
  5.         return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}'

5.1.3.4 创建对象，测试实例属性和实例方法

  1. digua1 = SweetPotato()
  2. print(digua1)
  3. digua1.cook(2)
  4. print(digua1)

5.1.3.5 定义添加调料方法，并调用该实例方法

  1. class SweetPotato():
  2.         ......
  4.     def add_condiments(self, condiment):
  5.         """添加调料"""
  6.         self.condiments.append(condiment)
  7.     def __str__(self):
  8.         return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}, 添加的调料有{self.condiments}'
  11. digua1 = SweetPotato()
  12. print(digua1)
  14. digua1.cook(2)
  15. digua1.add_condiments('酱油')
  16. print(digua1)
  18. digua1.cook(2)
  19. digua1.add_condiments('辣椒面儿')
  20. print(digua1)
  22. digua1.cook(2)
  23. print(digua1)
  25. digua1.cook(2)
  26. print(digua1)

5.1.4 代码总览

  1. # 定义类
  2. class SweetPotato():
  3.     def __init__(self):
  4.         # 被烤的时间
  5.         self.cook_time = 0
  6.         # 地瓜的状态
  7.         self.cook_static = '生的'
  8.         # 调料列表
  9.         self.condiments = []
  11.     def cook(self, time):
  12.         """烤地瓜的方法"""
  13.         self.cook_time += time
  14.         if 0 <= self.cook_time < 3:
  15.             self.cook_static = '生的'
  16.         elif 3 <= self.cook_time < 5:
  17.             self.cook_static = '半生不熟'
  18.         elif 5 <= self.cook_time < 8:
  19.             self.cook_static = '熟了'
  20.         elif self.cook_time >= 8:
  21.             self.cook_static = '烤糊了'
  23.     def add_condiments(self, condiment):
  24.         """添加调料"""
  25.         self.condiments.append(condiment)
  27.     def __str__(self):
  28.         return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟, 状态是{self.cook_static}, 添加的调料有{self.condiments}'
  31. digua1 = SweetPotato()
  32. print(digua1)
  34. digua1.cook(2)
  35. digua1.add_condiments('酱油')
  36. print(digua1)
  38. digua1.cook(2)
  39. digua1.add_condiments('辣椒面儿')
  40. print(digua1)
  42. digua1.cook(2)
  43. print(digua1)
  45. digua1.cook(2)
  46. print(digua1)

5.2 搬家具

5.2.1 需求

将小于房子剩余面积的家具摆放到房子中

5.2.2 步骤分析

需求涉及两个事物：房子 和 家具，故被案例涉及两个类：房子类 和 家具类。

5.2.2.1 定义类

  • 房子类
    • 实例属性
      • 房子地理位置
      • 房子占地面积
      • 房子剩余面积
      • 房子内家具列表
    • 实例方法
      • 容纳家具
    • 显示房屋信息
  • 家具类
    • 家具名称
    • 家具占地面积

5.2.2.2 创建对象并调用相关方法

5.2.3 代码实现

5.2.3.1 定义类

  • 家具类
  1. class Furniture():
  2.     def __init__(self, name, area):
  3.         # 家具名字
  4.         self.name = name
  5.         # 家具占地面积
  6.         self.area = area
  • 房子类
  1. class Home():
  2.     def __init__(self, address, area):
  3.         # 地理位置
  4.         self.address = address
  5.         # 房屋面积
  6.         self.area = area
  7.         # 剩余面积
  8.         self.free_area = area
  9.         # 家具列表
  10.         self.furniture = []
  12.     def __str__(self):
  13.         return f'房子坐落于{self.address}, 占地面积{self.area}, 剩余面积{self.free_area}, 家具有{self.furniture}'
  15.     def add_furniture(self, item):
  16.         """容纳家具"""
  17.         if self.free_area >= item.area:
  18.             self.furniture.append(item.name)
  19.             # 家具搬入后，房屋剩余面积 = 之前剩余面积 - 该家具面积
  20.             self.free_area -= item.area
  21.         else:
  22.             print('家具太大，剩余面积不足，无法容纳')

5.2.3.2 创建对象并调用实例属性和方法

  1. bed = Furniture('双人床', 6)
  2. jia1 = Home('北京', 1200)
  3. print(jia1)
  5. jia1.add_furniture(bed)
  6. print(jia1)
  8. sofa = Furniture('沙发', 10)
  9. jia1.add_furniture(sofa)
  10. print(jia1)
  12. ball = Furniture('篮球场', 1500)
  13. jia1.add_furniture(ball)
  14. print(jia1)

六. 总结

  • 面向对象重要组成部分

    • 类

      • 创建类
        1. class 类名():
        2. 代码

    • 对象

      1. 对象名 = 类名()

  • 添加对象属性

    • 类外面

      1. 对象名.属性名 = 值

    • 类里面

      1. self.属性名 = 值

  • 获取对象属性

    • 类外面

      1. 对象名.属性名

    • 类里面

      1. self.属性名

  • 魔法方法

    • __init__(): 初始化
    • __str__():输出对象信息
    • __del__():删除对象时调用