阶段一Python核心编程：面向对象编程基础、继承013

面向对象基础

目标

• 理解面向对象
• 类和对象
• 添加和获取对象属性
• 魔法方法

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

class 类名():
    代码
    ......

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

class Washer():
    def wash(self):
        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

class 类名:
    代码
    ......

2.2.2 创建对象

对象又名实例。

• 语法

对象名 = 类名()

• 体验

# 创建对象
haier1 = Washer()

# <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
print(haier1)

# haier对象调用实例方法
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. 定义类
class Washer():
    def wash(self):
        print('我会洗衣服')
        # <__main__.Washer object at 0x0000024BA2B34240>
        print(self)


# 2. 创建对象
haier1 = Washer()
# <__main__.Washer object at 0x0000018B7B224240>
print(haier1)
# haier1对象调用实例方法
haier1.wash()


haier2 = Washer()
# <__main__.Washer object at 0x0000022005857EF0>
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

对象名.属性名 = 值

• 体验

haier1.width = 500
haier1.height = 800

3.2 类外面获取对象属性

• 语法

对象名.属性名

• 体验

print(f'haier1洗衣机的宽度是{haier1.width}')
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

self.属性名

• 体验

# 定义类
class Washer():
    def print_info(self):
        # 类里面获取实例属性
        print(f'haier1洗衣机的宽度是{self.width}')
        print(f'haier1洗衣机的高度是{self.height}')

# 创建对象
haier1 = Washer()

# 添加实例属性
haier1.width = 500
haier1.height = 800

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。

==__init__()方法的作用：初始化对象。==

class Washer():
    
    # 定义初始化功能的函数
    def __init__(self):
        # 添加实例属性
        self.width = 500
        self.height = 800


    def print_info(self):
        # 类里面调用实例属性
        print(f'洗衣机的宽度是{self.width}, 高度是{self.height}')


haier1 = Washer()
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。

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def print_info(self):
        print(f'洗衣机的宽度是{self.width}')
        print(f'洗衣机的高度是{self.height}')


haier1 = Washer(10, 20)
haier1.print_info()


haier2 = Washer(30, 40)
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。

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def __str__(self):
        return '这是海尔洗衣机的说明书'


haier1 = Washer(10, 20)
# 这是海尔洗衣机的说明书
print(haier1)

4.3 __del__()

当删除对象时，python解释器也会默认调用__del__()方法。

class Washer():
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def __del__(self):
        print(f'{self}对象已经被删除')


haier1 = Washer(10, 20)

# <__main__.Washer object at 0x0000026118223278>对象已经被删除
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

class SweetPotato():
    def __init__(self):
        # 被烤的时间
        self.cook_time = 0
        # 地瓜的状态
        self.cook_static = '生的'
        # 调料列表
        self.condiments = []

5.1.3.2 定义烤地瓜方法

class SweetPotato():
    ......
    
    def cook(self, time):
        """烤地瓜的方法"""
        self.cook_time += time
        if 0 <= self.cook_time < 3:
            self.cook_static = '生的'
        elif 3 <= self.cook_time < 5:
            self.cook_static = '半生不熟'
        elif 5 <= self.cook_time < 8:
            self.cook_static = '熟了'
        elif self.cook_time >= 8:
            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

class SweetPotato():
        ......

    def __str__(self):
        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

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)
digua1.cook(2)
print(digua1)

5.1.3.5 定义添加调料方法，并调用该实例方法

class SweetPotato():
        ......

    def add_condiments(self, condiment):
        """添加调料"""
        self.condiments.append(condiment)
    def __str__(self):
        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}'
      

digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('酱油')
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('辣椒面儿')
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

5.1.4 代码总览

# 定义类
class SweetPotato():
    def __init__(self):
        # 被烤的时间
        self.cook_time = 0
        # 地瓜的状态
        self.cook_static = '生的'
        # 调料列表
        self.condiments = []

    def cook(self, time):
        """烤地瓜的方法"""
        self.cook_time += time
        if 0 <= self.cook_time < 3:
            self.cook_static = '生的'
        elif 3 <= self.cook_time < 5:
            self.cook_static = '半生不熟'
        elif 5 <= self.cook_time < 8:
            self.cook_static = '熟了'
        elif self.cook_time >= 8:
            self.cook_static = '烤糊了'

    def add_condiments(self, condiment):
        """添加调料"""
        self.condiments.append(condiment)

    def __str__(self):
        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}'


digua1 = SweetPotato()
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('酱油')
print(digua1)

digua1.cook(2)
digua1.add_condiments('辣椒面儿')
print(digua1)

digua1.cook(2)
print(digua1)

digua1.cook(2)
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

class Furniture():
    def __init__(self, name, area):
        # 家具名字
        self.name = name
        # 家具占地面积
        self.area = area

• 房子类

class Home():
    def __init__(self, address, area):
        # 地理位置
        self.address = address
        # 房屋面积
        self.area = area
        # 剩余面积
        self.free_area = area
        # 家具列表
        self.furniture = []

    def __str__(self):
        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}'

    def add_furniture(self, item):
        """容纳家具"""
        if self.free_area >= item.area:
            self.furniture.append(item.name)
            # 家具搬入后，房屋剩余面积 = 之前剩余面积 - 该家具面积
            self.free_area -= item.area
        else:
            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

bed = Furniture('双人床', 6)
jia1 = Home('北京', 1200)
print(jia1)

jia1.add_furniture(bed)
print(jia1)

sofa = Furniture('沙发', 10)
jia1.add_furniture(sofa)
print(jia1)

ball = Furniture('篮球场', 1500)
jia1.add_furniture(ball)
print(jia1)

六. 总结

• 面向对象重要组成部分类创建类class 类名():
  代码对象对象名 = 类名()
• 添加对象属性类外面对象名.属性名 = 值类里面self.属性名 = 值
• 获取对象属性类外面对象名.属性名类里面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

课程：面向对象-继承

目标

• 继承的概念
• 单继承
• 多继承
• 子类重写父类的同名属性和方法
• 子类调用父类的同名属性和方法
• 多层继承
• super()
• 私有属性和私有方法

一. 继承的概念

生活中的继承，一般指的是子女继承父辈的财产。

• 拓展1：经典类或旧式类

不由任意内置类型派生出的类，称之为经典类。

class 类名:
    代码
    ......

• 拓展2：新式类

class 类名(object):
  代码

Python面向对象的继承指的是多个类之间的所属关系，即子类默认继承父类的所有属性和方法，具体如下：

# 父类A
class A(object):
    def __init__(self):
        self.num = 1

    def info_print(self):
        print(self.num)

# 子类B
class B(A):
    pass


result = B()
result.info_print()  # 1

在Python中，所有类默认继承object类，object类是顶级类或基类；其他子类叫做派生类。

二. 单继承

故事主线：一个煎饼果子老师傅，在煎饼果子界摸爬滚打多年，研发了一套精湛的摊煎饼果子的技术。师父要把这套技术传授给他的唯一的最得意的徒弟。

分析：徒弟是不是要继承师父的所有技术？

# 1. 师父类
class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

        
# 2. 徒弟类
class Prentice(Master):
    pass


# 3. 创建对象daqiu
daqiu = Prentice()
# 4. 对象访问实例属性
print(daqiu.kongfu)
# 5. 对象调用实例方法
daqiu.make_cake()

三. 多继承

故事推进：daqiu是个爱学习的好孩子，想学习更多的煎饼果子技术，于是，在百度搜索到黑马程序员，报班学习煎饼果子技术。

所谓多继承意思就是一个类同时继承了多个父类。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


# 创建学校类
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    pass


daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()

注意：当一个类有多个父类的时候，默认使用第一个父类的同名属性和方法。

四. 子类重写父类同名方法和属性

故事：daqiu掌握了师父和培训的技术后，自己潜心钻研出自己的独门配方的一套全新的煎饼果子技术。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


# 独创配方
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()

print(Prentice.__mro__)

子类和父类具有同名属性和方法，默认使用子类的同名属性和方法。

五. 子类调用父类的同名方法和属性

故事：很多顾客都希望也能吃到古法和黑马的技术的煎饼果子。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        # 如果是先调用了父类的属性和方法，父类属性会覆盖子类属性，故在调用属性前，先调用自己子类的初始化
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

    # 调用父类方法，但是为保证调用到的也是父类的属性，必须在调用方法前调用父类的初始化
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


daqiu = Prentice()

daqiu.make_cake()

daqiu.make_master_cake()

daqiu.make_school_cake()

daqiu.make_cake()

六. 多层继承

故事：N年后，daqiu老了，想要把所有技术传承给自己的徒弟。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


xiaoqiu = Tusun()

xiaoqiu.make_cake()

xiaoqiu.make_school_cake()

xiaoqiu.make_master_cake()

七. super()调用父类方法

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

        # 方法2.1
        # super(School, self).__init__()
        # super(School, self).make_cake()

        # 方法2.2
        super().__init__()
        super().make_cake()


class Prentice(School):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子技术]'

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

    # 子类调用父类的同名方法和属性：把父类的同名属性和方法再次封装
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)

    # 一次性调用父类的同名属性和方法
    def make_old_cake(self):
        # 方法一：代码冗余；父类类名如果变化，这里代码需要频繁修改
        # Master.__init__(self)
        # Master.make_cake(self)
        # School.__init__(self)
        # School.make_cake(self)

        # 方法二: super()
        # 方法2.1 super(当前类名, self).函数()
        # super(Prentice, self).__init__()
        # super(Prentice, self).make_cake()

        # 方法2.2 super().函数()
        super().__init__()
        super().make_cake()


daqiu = Prentice()

daqiu.make_old_cake()

注意：使用super() 可以自动查找父类。调用顺序遵循 __mro__ 类属性的顺序。比较适合单继承使用。

八. 私有权限

8.1 定义私有属性和方法

在Python中，可以为实例属性和方法设置私有权限，即设置某个实例属性或实例方法不继承给子类。

故事：daqiu把技术传承给徒弟的同时，不想把自己的钱(2000000个亿)继承给徒弟，这个时候就要为钱这个实例属性设置私有权限。

设置私有权限的方法：在属性名和方法名 前面 加上两个下划线 __。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        # 定义私有属性
        self.__money = 2000000

    # 定义私有方法
    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


daqiu = Prentice()
# 对象不能访问私有属性和私有方法
# print(daqiu.__money)
# daqiu.__info_print()

xiaoqiu = Tusun()
# 子类无法继承父类的私有属性和私有方法
# print(xiaoqiu.__money)  # 无法访问实例属性__money
# xiaoqiu.__info_print()

注意：私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改。

8.2 获取和修改私有属性值

在Python中，一般定义函数名get_xx用来获取私有属性，定义set_xx用来修改私有属性值。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        self.__money = 2000000

    # 获取私有属性
    def get_money(self):
        return self.__money

    # 修改私有属性
    def set_money(self):
        self.__money = 500

    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


daqiu = Prentice()

xiaoqiu = Tusun()
# 调用get_money函数获取私有属性money的值
print(xiaoqiu.get_money())
# 调用set_money函数修改私有属性money的值
xiaoqiu.set_money()
print(xiaoqiu.get_money())

九. 总结

• 继承的特点子类默认拥有父类的所有属性和方法子类重写父类同名方法和属性子类调用父类同名方法和属性
• super()方法快速调用父类方法
• 私有权限不能继承给子类的属性和方法需要添加私有权限语法class 类名():
  # 私有属性
  __属性名 = 值# 私有方法
  def __函数名(self):
  代码