常见的编程方式有三种:
1)面向过程:根据业务逻辑从上到下写垒代码,最常见的操作就是粘贴复制,将之前实现的代码块复制到现需功能处。
2)函数式:将某功能代码封装到函数中,日后无需重复编写,仅调用函数即可。
3)面向对象:对函数进行分类和封装,让开发变得更快更好更强。
相比于Java和C#这种只支持面向对象编程的语言,python更加灵活,既支持面向过程编程,也支持函数式编程和面向对象编程。
一般在Python开发中,通常将面向对象和函数式混合使用,今天重点介绍一下Python的面向对象编程。
创建类和对象面向对象编程的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现,所以,面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。
类就是一个模板,模板里可以包含多个函数,用于实现不同的功能,这些函数也叫做 “方法” ,类中的函数第一个参数必须是self;
对象则是根据模板创建的实例,通过实例对象可以执行类中的函数。
对比:使用函数式编程和面向对象编程执行一个“方法”
面向对象:【创建对象】–> 【通过对象执行方法】函数编程:【执行函数】
对比发现,函数式编程似乎更简便一些,实际上并非绝对。函数式编程的应用场景是各个函数之间是独立且无共用的数据。而面向对象编程的应用场景是:
1)多函数使用共同的值,如:数据库的增、删、改、查操作都需要连接数据库字符串、主机名、用户名和密码;
2)需要创建多个事物,每个事物属性个数相同,但值不相同。
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态。
一、封装封装,顾名思义就是
① 将内容封装到某处,
② 以后再去调用被封装的内容。
第一步:将内容封装到某处
self 是一个形式参数。
当执行 obj1 = Foo(‘wupeiqi’, 18 ) 时,self 等于 obj1;
当执行 obj2 = Foo(‘alex’, 78 ) 时,self 等于 obj2。
内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中,每个对象中都有 name 和 age 属性。
第二步:从某处调用被封装的内容
调用被封装的内容时,有两种情况:
在类外,实例化对象之后,通过对象直接调用在类中,执行函数时,通过self间接调用
1、在类外,实例化对象之后,通过对象.属性名直接调用
class Foo:def __init__( self , name, age): self.name = name self.age = age obj1 = Foo('wupeiqi', 18)print(obj1.name) # 直接调用obj1对象的name属性print(obj1.age) #直接调用obj1对象的age属性
2、在类中,执行函数时,通过self间接调用
class Foo: def __init__( self , name, age): self.name = name self.age = age def detail( self ): print self.name print self.age obj1 = Foo( 'wupeiqi' , 18 )obj1.detail()
Python默认将实例化的对象(obj1)传给self参数,所以方法内部的 self = obj1,即:self.name 是 wupeiqi ;self.age 是 18。
练习一:在终端输出如下信息
小明,10岁,男,上山去砍柴
小明,10岁,男,开车去东北
小明,10岁,男,最爱大保健
老李,90岁,男,上山去砍柴
老李,90岁,男,开车去东北
老李,90岁,男,最爱大保健
面向对象编程
class Foo: def __init__(self, name, age ,gender): self.name = name self.age = age self.gender = gender def kanchai(self): print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender) def qudongbei(self): print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender) def dabaojian(self): print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)xiaoming = Foo('小明', 10, '男')xiaoming.kanchai()xiaoming.qudongbei()xiaoming.dabaojian()laoli = Foo('老李', 90, '男')laoli.kanchai()laoli.qudongbei()laoli.dabaojian()
函数式编程:
def kanchai(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender)def qudongbei(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender)def dabaojian(name, age, gender): print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender)kanchai('小明', 10, '男')qudongbei('小明', 10, '男')dabaojian('小明', 10, '男')kanchai('老李', 90, '男')qudongbei('老李', 90, '男')dabaojian('老李', 90, '男')
可以看出,如果使用函数式编程,需要在每次执行函数时传入相同的参数,如果参数多的话,又需要粘贴复制了… ;
而对于面向对象只需要在创建对象时,将所有需要的参数封装到当前对象中,之后再次使用时,通过self间接去当前对象中取值即可。
二、继承继承,其实就是将多个类共有的方法提取到父类中,子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。
注:除了子类和父类的称谓,你可能看到过 派生类 和 基类 ,他们与子类和父类只是叫法不同而已。
例如:
猫可以:喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以:汪汪叫、吃、喝、拉、撒
如果我们要分别为猫和狗创建一个类,那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能。
然而,吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能,如果使用 继承 的思想,如下实现:
动物:吃、喝、拉、撒
猫:喵喵叫(猫继承动物的功能)
狗:汪汪叫(狗继承动物的功能)
下图显示了子类继承父类 的代码格式,就是在class 子类名称后面的括号中写入父类的名称
那么问题又来了
是否可以继承多个类?
Python的类可以继承多个类,Java和C#中则只能继承一个类
如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数,那么哪一个会被使用呢?
Python的类如果继承了多个类,那么其寻找方法的方式有两种,分别是:深度优先和广度优先.
当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找
经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类。
经典类多继承
class D: def bar(self): print 'D.bar'class C(D): def bar(self): print 'C.bar'class B(D): def bar(self): print 'B.bar'class A(B, C): def bar(self): print 'A.bar'a = A()# 执行bar方法时# 首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错# 所以,查找顺序:A --> B --> D --> C# 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了a.bar()
新式类多继承
class D(object): def bar(self): print 'D.bar'class C(D): def bar(self): print 'C.bar'class B(D): def bar(self): print 'B.bar'class A(B, C): def bar(self): print 'A.bar'a = A()# 执行bar方法时# 首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错# 所以,查找顺序:A --> B --> C --> D# 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了a.bar()
三、多态多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例,不论对象千变万化,使用者都可以通过一个统一的接口去调用。这么做的好处是增加了程序的灵活性和可扩展性。
比如Python的序列类型有多种形态:字符串,列表,元组,但我们可以在不考虑三者类型的前提下使用同样的方法去计算序列的长度,这就是多态性的一种体现。
# str,list,tuple都是序列类型s = str('hello')l = list([1, 2, 3])t = tuple((4, 5, 6))# 我们可以在不考虑三者类型的前提下使用s,l,ts.__len__()l.__len__()t.__len__()len(s)len(l)len(t)
Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法,但是原生多态,其Python崇尚“鸭子类型”。即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子,那么它就是鸭子’。
python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如,如果想编写现有对象的自定义版本,可以继承该对象,也可以创建一个外观和行为像,但与它无任何关系的全新对象,后者通常用于保存程序组件的松耦合度。
Python实现Java或C#的多态
class F1: passclass S1(F1): def show(self): print 'S1.show'class S2(F1): def show(self): print 'S2.show'# 由于在Java或C#中定义函数参数时,必须指定参数的类型# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法,又可以执行S2对象的show方法,所以,定义了一个S1和S2类的父类# 而实际传入的参数是:S1对象和S2对象def Func(F1 obj): """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型""" print obj.show() s1_obj = S1()Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj,执行 S1 的show方法,结果:S1.shows2_obj = S2()Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj,执行 Ss 的show方法,结果:S2.show
函数式编程 和 面向对象 如何选择?分别在什么情况下使用?
答:对于 C# 和 Java 程序员来说,不存在这个问题,因为该两门语言只支持面向对象编程(不支持函数式编程)。而对于 Python 和 PHP 等语言却同时支持两种编程方式,且函数式编程能完成的操作,面向对象都可以实现;而面向对象的能完成的操作,函数式编程不行(函数式编程无法实现面向对象的封装功能)。
所以,一般在Python开发中,通常将面向对象和函数式混合使用
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