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python Day6 面向对象学习
面向过程 VS 面向对象
编程范式
编程是 程序 员 用特定的语法+数据结构+算法组成的代码来告诉计算机如何执行任务的过程 ， 一个程序是程序员为了得到一个任务结果而编写的一组指令的集合，正所谓条条大路通罗马，实现一个任务的方式有很多种不同的方式， 对这些不同的编程方式的特点进行归纳总结得出来的编程方式类别，即为编程范式。 不同的编程范式本质上代表对各种类型的任务采取的不同的解决问题的思路， 大多数语言只支持一种编程范式，当然也有些语言可以同时支持多种编程范式。 两种最重要的编程范式分别是面向过程编程和面向对象编程。
面向过程编程(Procedural Programming)
Procedural programming uses a list of instructions to tell the computer what to do step-by-step.
面向过程编程依赖 - 你猜到了- procedures，一个procedure包含一组要被进行计算的步骤， 面向过程又被称为top-down languages， 就是程序从上到下一步步执行，一步步从上到下，从头到尾的解决问题 。基本设计思路就是程序一开始是要着手解决一个大的问题，然后把一个大问题分解成很多个小问题或子过程，这些子过程再执行的过程再继续分解直到小问题足够简单到可以在一个小步骤范围内解决。
这样做的问题也是显而易见的，就是如果你要对程序进行修改，对你修改的那部分有依赖的各个部分你都也要跟着修改， 举个例子，如果程序开头你设置了一个变量值 为1 ， 但如果其它子过程依赖这个值 为1的变量才能正常运行，那如果你改了这个变量，那这个子过程你也要修改，假如又有一个其它子程序依赖这个子过程 ， 那就会发生一连串的影响，随着程序越来越大， 这种编程方式的维护难度会越来越高。
所以我们一般认为， 如果你只是写一些简单的脚本，去做一些一次性任务，用面向过程的方式是极好的，但如果你要处理的任务是复杂的，且需要不断迭代和维护 的， 那还是用面向对象最方便了。
面向对象编程
OOP编程是利用“类”和“对象”来创建各种模型来实现对真实世界的描述，使用面向对象编程的原因一方面是因为它可以使程序的维护和扩展变得更简单，并且可以大大提高程序开发效率 ，另外，基于面向对象的程序可以使它人更加容易理解你的代码逻辑，从而使团队开发变得更从容。
面向对象的几个核心特性如下
Class 类
一个类即是对一类拥有相同属性的对象的抽象、蓝图、原型。在类中定义了这些对象的都具备的属性（variables(data)）、共同的方法
Object 对象
一个对象即是一个类的实例化后实例，一个类必须经过实例化后方可在程序中调用，一个类可以实例化多个对象，每个对象亦可以有不同的属性，就像人类是指所有人，每个人是指具体的对象，人与人之前有共性，亦有不同
Encapsulation 封装
在类中对数据的赋值、内部调用对外部用户是透明的，这使类变成了一个胶囊或容器，里面包含着类的数据和方法
Inheritance 继承
一个类可以派生出子类，在这个父类里定义的属性、方法自动被子类继承
Polymorphism 多态
态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口，多种实现”，指一个基类中派生出了不同的子类，且每个子类在继承了同样的方法名的同时又对父类的方法做了不同的实现，这就是同一种事物表现出的多种形态。
编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程，多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。
对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。
多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定。
面向对象编程(Object-Oriented Programming )介绍
- 写重复代码是非常不好的低级行为
- 你写的代码需要经常变更
#role 1 name = ‘Ben‘role = ‘terrorist‘weapon = ‘AK47‘life_value = 100 #rolw 2 name2 = ‘Jack‘role2 = ‘police‘weapon2 = ‘B22‘life_value2 = 100
#role 1 name = ‘Alex‘role = ‘terrorist‘weapon = ‘AK47‘life_value = 100money = 10000 #rolw 2 name2 = ‘Ben‘role2 = ‘police‘weapon2 = ‘B22‘life_value2 = 100money2 = 10000 #role 3 name3 = ‘Rain‘role3 = ‘terrorist‘weapon3 = ‘C33‘life_value3 = 100money3 = 10000 #rolw 4 name4 = ‘Eric‘role4 = ‘police‘weapon4 = ‘B51‘life_value4 = 100money4 = 10000
roles = { 1:{‘name‘:‘Ben‘, ‘role‘:‘terrorist‘, ‘weapon‘:‘AK47‘, ‘life_value‘: 100, ‘money‘: 15000, }, 2:{‘name‘:‘Jack‘, ‘role‘:‘police‘, ‘weapon‘:‘B22‘, ‘life_value‘: 100, ‘money‘: 15000, }, 3:{‘name‘:‘Rain‘, ‘role‘:‘terrorist‘, ‘weapon‘:‘C33‘, ‘life_value‘: 100, ‘money‘: 15000, }, 4:{‘name‘:‘Eirc‘, ‘role‘:‘police‘, ‘weapon‘:‘B51‘, ‘life_value‘: 100, ‘money‘: 15000, }, } print(roles[1]) #Ben print(roles[2]) #Jack
- 被打中后就会掉血的功能
- 开枪功能
- 换子弹
- 买枪
- 跑、走、跳、下蹲等动作
- 保护人质（仅适用于警察）
- 不能杀同伴
- 。。。
def shot(by_who): #开了枪后要减子弹数 passdef got_shot(who): #中枪后要减血 who[‘life_value’] -= 10 passdef buy_gun(who,gun_name): #检查钱够不够,买了枪后要扣钱 pass...
- 每个角色定义的属性名称是一样的，但这种命名规则是我们自己约定的，从程序上来讲，并没有进行属性合法性检测，也就是说role 1定义的代表武器的属性是weapon, role 2 ,3,4也是一样的，不过如果我在新增一个角色时不小心把weapon 写成了wepon , 这个程序本身是检测 不到的
- terrorist 和police这2个角色有些功能是不同的，比如police是不能杀人质的，但是terrorist可能，随着这个游戏开发的更复杂，我们会发现这2个角色后续有更多的不同之处， 但现在的这种写法，我们是没办法 把这2个角色适用的功能区分开来的，也就是说，每个角色都可以直接调用任意功能，没有任何限制。
- 我们在上面定义了got_shot()后要减血，也就是说减血这个动作是应该通过被击中这个事件来引起的,我们调用get_shot()，got_shot（）这个函数再调用每个角色里的life_value变量来减血。 但其实我不通过got_shot()，直接调用角色roles[role_id][‘life_value’] 减血也可以呀，但是如果这样调用的话，那可以就是简单粗暴啦，因为减血之前其它还应该判断此角色是否穿了防弹衣等，如果穿了的话，伤害值肯定要减少，got_shot()函数里就做了这样的检测，你这里直接绕过的话，程序就乱了。 因此这里应该设计 成除了通过got_shot(),其它的方式是没有办法给角色减血的，不过在上面的程序设计里，是没有办法实现的。
- 现在需要给所有角色添加一个可以穿防弹衣的功能，那很显然你得在每个角色里放一个属性来存储此角色是否穿 了防弹衣，那就要更改每个角色的代码，给添加一个新属性，这样太low了，不符合代码可复用的原则
class Role(object): def __init__(self,name,role,weapon,life_value=http://www.mamicode.com/100,money=15000): self.name = name self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money def shot(self): print("shooting...") def got_shot(self): print("ah...,I got shot...") def buy_gun(self,gun_name): print("just bought %s" %gun_name) r1 = Role(‘Ben‘,‘police‘,‘AK47’) #生成一个角色 r2 = Role(‘Jack‘,‘terrorist‘,‘B22’) #生成一个角色
- 代码量少了近一半
- 角色和它所具有的功能可以一目了然看出来
class Role(object): #定义一个类， class是定义类的语法，Role是类名，(object)是新式类的写法，必须这样写，以后再讲为什么 def __init__(self,name,role,weapon,life_value=http://www.mamicode.com/100,money=15000): #初始化函数，在生成一个角色时要初始化的一些属性就填写在这里 self.name = name #__init__中的第一个参数self,和这里的self都 是什么意思？ 看下面解释 self.role = role self.weapon = weapon self.life_value = life_value self.money = money
r1 = Role(‘Ben‘,‘police‘,‘AK47’) #生成一个角色 , 会自动把参数传给Role下面的__init__(...)方法 r2 = Role(‘Jack‘,‘terrorist‘,‘B22’) #生成一个角色
我们看到，上面的创建角色时，我们并没有给__init__传值，程序也没未报错，是因为，类在调用它自己的__init__(…)时自己帮你给self参数赋值了，
r1 = Role(‘Ben‘,‘police‘,‘AK47’) #此时self 相当于 r1 , Role(r1,‘Ben‘,‘police‘,‘AK47’) r2 = Role(‘Jack‘,‘terrorist‘,‘B22’)#此时self 相当于 r2, Role(r2,‘Jack‘,‘terrorist‘,‘B22’)
- 在内存中开辟一块空间指向r1这个变量名
- 调用Role这个类并执行其中的__init__(…)方法，相当于Role.__init__(r1,‘Ben‘,‘police‘,’AK47’),这么做是为什么呢？ 是为了把‘Alex‘,‘police‘,’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，是为了把‘Ben‘,‘police‘,’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，是为了把‘Ben‘,‘police‘,’AK47’这3个值跟刚开辟的r1关联起来，重要的事情说3次， 因为关联起来后，你就可以直接r1.name, r1.weapon 这样来调用啦。所以，为实现这种关联，在调用__init__方法时，就必须把r1这个变量也传进去，否则__init__不知道要把那3个参数跟谁关联呀。
- 明白了么哥？所以这个__init__(…)方法里的，self.name = name , self.role = role 等等的意思就是要把这几个值 存到r1的内存空间里。
def buy_gun(self,gun_name): print(“%s has just bought %s” %(self.name,gun_name) )
r1 = Role(‘Ben‘,‘police‘,‘AK47‘) r1.buy_gun("B21”) #python 会自动帮你转成 Role.buy_gun(r1,”B21")
- 上面的这个r1 = Role(‘Ben‘,‘police‘,‘AK47’)动作，叫做类的“实例化”， 就是把一个虚拟的抽象的类，通过这个动作，变成了一个具体的对象了， 这个对象就叫做实例
- 刚才定义的这个类体现了面向对象的第一个基本特性，封装，其实就是使用构造方法将内容封装到某个具体对象中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容
面向对象的特性：
封装
封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。
封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
继承
面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”。继承是指这样一种能力：它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。
通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”。
被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。
继承的过程，就是从一般到特殊的过程。
要实现继承，可以通过“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）来实现。
在某些 OOP 语言中，一个子类可以继承多个基类。但是一般情况下，一个子类只能有一个基类，要实现多重继承，可以通过多级继承来实现。
继承概念的实现方式有三类：实现继承、接口继承和可视继承。
在考虑使用继承时，有一点需要注意，那就是两个类之间的关系应该是“属于”关系。例如，Employee 是一个人，Manager 也是一个人，因此这两个类都可以继承 Person 类。但是 Leg 类却不能继承 Person 类，因为腿并不是一个人。
OO开发范式大致为：划分对象→抽象类→将类组织成为层次化结构(继承和合成) →用类与实例进行设计和实现几个阶段。
#!_*_coding:utf-8_*_ class SchoolMember(object): members = 0 #初始学校人数为0 def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age def tell(self): pass def enroll(self): ‘‘‘注册‘‘‘ SchoolMember.members +=1 print("\033[32;1mnew member [%s] is enrolled,now there are [%s] members.\033[0m " %(self.name,SchoolMember.members)) def __del__(self): ‘‘‘析构方法‘‘‘ print("\033[31;1mmember [%s] is dead!\033[0m" %self.name) class Teacher(SchoolMember): def __init__(self,name,age,course,salary): super(Teacher,self).__init__(name,age) self.course = course self.salary = salary self.enroll() def teaching(self): ‘‘‘讲课方法‘‘‘ print("Teacher [%s] is teaching [%s] for class [%s]" %(self.name,self.course,‘s12‘)) def tell(self): ‘‘‘自我介绍方法‘‘‘ msg = ‘‘‘Hi, my name is [%s], works for [%s] as a [%s] teacher !‘‘‘ %(self.name,‘Oldboy‘, self.course) print(msg) class Student(SchoolMember): def __init__(self, name,age,grade,sid): super(Student,self).__init__(name,age) self.grade = grade self.sid = sid self.enroll() def tell(self): ‘‘‘自我介绍方法‘‘‘ msg = ‘‘‘Hi, my name is [%s], I‘m studying [%s] in [%s]!‘‘‘ %(self.name, self.grade,‘Oldboy‘) print(msg) if __name__ == ‘__main__‘: t1 = Teacher("Ben",22,‘Python‘,20000) t2 = Teacher("Jack",29,‘Linux‘,3000) s1 = Student("helln", 24,"Python S12",1483) s2 = Student("Sam", 26,"Python S12",1484) t1.teaching() t2.teaching() t1.tell()
多态
class Animal: def __init__(self, name): # Constructor of the class self.name = name def talk(self): # Abstract method, defined by convention only raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method") class Cat(Animal): def talk(self): return ‘Meow!‘ class Dog(Animal): def talk(self): return ‘Woof! Woof!‘ animals = [Cat(‘Missy‘), Dog(‘Lassie‘)] for animal in animals: print animal.name + ‘: ‘ + animal.talk()
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