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前言
面向过程：(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。
函数式编程：是种编程方式，它将电脑运算视为函数的计算。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus），而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（参数）和输出（返回值）。
主要思想: 把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。
面向对象：是按人们认识客观世界的系统思维方式，把构成问题事务分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。
一、面向对象三大特性：封装、继承、多态
1.对象和类
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。
类和对象的区别就是 鱼和三文鱼 的区别; 就是 猫和蓝猫 的区别。
类（Class）是是创建实例的模板
对象(Object)是一个一个具体的实例
2.封装
- 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。
巩固封装特性:
"""
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
提示:
属性:name,age,gender
方法:shopping(), playGame(), learning()
"""
class People:
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def shopping(self):
print(f'{self.name},{self.age}岁,{self.gender},去西安赛格购物广场购物 ')
def learning(self):
print(f'{self.name},{self.age}岁,{self.gender},在西部开源学习')
p1 = People('小明', 18, '男')
p2 = People('小王', 22, '男')
p3 = People('小红', 10, '女')
p1.shopping()
p2.shopping()
p3.learning()
3.继承
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)。
- 1.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- 2.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
(1)重写父类方法
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
class Student:
"""父类Student"""
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def learning(self):
print(f'{self.name}正在学习')
def choice_course(self):
print('正在选课中'.center(50, '*'))
class MathStudent(Student):
"""MathStudent的父类是Student"""
def choice_course(self):
# 需求: 先执行父类的choice_course方法， 在个性化执行自己的方法。
# Student.choice_course(self) # 解决方法1: 直接执行父类的方法，但不建议
# 解决方法2： 通过super找到父类，再执行方法(建议且生产环境代码常用的方式)
super(MathStudent, self).choice_course()
info = """
课程表
1. 高等数学
2. 线性代数
3. 概率论
"""
print(info)
# 实例化
m1 = MathStudent("粉条博士", 8)
m1.choice_course()
s1 = Student("粉条博士", 8)
s1.choice_course()
(2)多继承
多继承,即子类有多个父类,并且具有它们的特征
"""
新式类: 广度优先算法
经典类： 深度优先算法(py2中的部分类属于经典类)
python3所有的类都属于新式类。新式类的继承算法是广度优先。
# 分析多继承的相关代码
>pip install djangorestframework
from rest_framework import viewsets
viewsets.ModelViewSet
"""
class D(object):
def hello(self):
print('D')
class C(D):
# def hello(self):
# print('C')
pass
class B(D):
pass
# def hello(self):
# print('B')
class A(B, C):
pass
# def hello(self):
# print('A')
a = A()
a.hello()
(3)私有属性与私有方法
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。
4.多态
多态（Polymorphism）按字面的意思就是“多种状态”。在面向对象语言中，接口的多种不同的实现方式即为多态。通俗来说： 同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果
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
二、三大特性的应用
1.链表的封装
"""
参考链接 https://www.cnblogs.com/klyjb/p/11237361.html
数组: 需要连续的内存空间
链表: 不需要连续的内存空间
数组 链表
增加元素 O(n) O(1)
删除元素 O(n) O(1)
修改元素 O(1) O(n)
查看元素 O(1) O(n)
"""
# 封装节点类
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
def travel(self, head):
"""遍历链表里面的每一个元素"""
while head:
print(head.val, end=',')
head = head.next
def create_l1():
# l1 = 2,4,3
# l2 = 5, 6, 4
l1 = ListNode()
node1 = ListNode(val=2)
node2 = ListNode(val=4)
node3 = ListNode(val=3)
l1.next = node1
node1.next = node2
node2.next = node3
return l1.next
def create_l2():
# l1 = 2,4,3
# l2 = 5, 6, 4
l2 = ListNode()
node1 = ListNode(val=5)
node2 = ListNode(val=6)
node3 = ListNode(val=4)
l2.next = node1
node1.next = node2
node2.next = node3
return l2.next
def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
res = 0
l3 = ListNode()
cur = l3
while(l1 or l2):
if(l1):
res += l1.val # res=2
l1 = l1.next
if(l2):
res += l2.val # res=2+5=7
l2 = l2.next
# res=10, val=0, res=>val val=res%10
# res=14, val=4, 14%10=4
l3.next = ListNode(res%10)
l3 = l3.next
# res=10, 进位为1， 10//10=1
# res=14, 进位为1， 14//10=1
res //= 10
if res == 1:
l3.next = ListNode(1)
return cur.next
2.栈的封装
class Stack(object):
"""栈的封装[1, 2, 3, 4]"""
def __init__(self):
self.stack = []
def push(self, value):
"""入栈"""
self.stack.append(value)
print(f"入栈元素为{value}")
def pop(self):
"""出栈"""
if self.is_empty():
raise Exception("栈为空")
item = self.stack.pop()
print(f"出栈元素为{item}")
return item
def is_empty(self):
"""判断栈是否为空"""
return len(self.stack) == 0
def top(self):
"""返回栈顶元素"""
if self.is_empty():
raise Exception("栈为空")
return self.stack[-1]
def __len__(self):
"""魔术方法, len(object)自动执行的方法"""
return len(self.stack)
if __name__ == '__main__':
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)
print(len(stack)) # 3
stack.pop()
print(stack.is_empty()) # False
print(stack.top()) # 2
3.队列的封装
class Queue(object):
"""
队列的封装
1. 列表的左侧队尾
2. 列表的右侧队头
"""
def __init__(self):
self.queue = []
def enqueue(self, value):
"""入队"""
self.queue.insert(0, value)
print("入队元素为:", value)
def dequeue(self):
"""出队"""
if self.is_empty():
raise Exception("队列为空")
item = self.queue.pop()
print("出队元素:", item)
return item
def __len__(self):
"""获取队列的长度"""
return len(self.queue)
def first(self):
"""获取队头元素"""
if self.is_empty():
raise Exception("队列为空")
return self.queue[-1]
def last(self):
"""获取队尾元素"""
if self.is_empty():
raise Exception("队列为空")
return self.queue[0]
def is_empty(self):
"""判断队列是否为空"""
return len(self.queue) == 0
if __name__ == '__main__':
queue = Queue()
queue.enqueue(1)
queue.enqueue(2)
queue.enqueue(3)
print(queue.is_empty()) # False
queue.dequeue() # 1出队， 队列只剩32
print(queue.first()) # 2
print(queue.last()) # 3
4.二叉树的封装
"""
二叉树:
https://www.cnblogs.com/polly333/p/4740355.html
"""
class Node(object):
"""节点类"""
def __init__(self, val=None, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
class BinaryTree(object):
"""封装二叉树"""
def __init__(self, root):
self.root = root
def pre_travel(self, root):
"""先序遍历: 根左右"""
if (root != None):
print(root.val)
self.pre_travel(root.left)
self.pre_travel(root.right)
def in_travel(self, root):
"""中序遍历: 左根右"""
if (root != None):
self.in_travel(root.left)
print(root.val)
self.in_travel(root.right)
def last_travel(self, root):
"""后序遍历: 左右根"""
if (root != None):
self.last_travel(root.left)
self.last_travel(root.right)
print(root.val)
if __name__ == '__main__':
node1 = Node(1)
node2 = Node(2)
node3 = Node(3)
node4 = Node(4)
node5 = Node(5)
node6 = Node(6)
node7 = Node(7)
node8 = Node(8)
node9 = Node(9)
node10 = Node(10)
bt = BinaryTree(root=node1)
node1.left = node2
node1.right = node3
node2.left = node4
node2.right= node5
node3.left = node6
node3.right = node7
node4.left = node8
node4.right = node9
node5.left = node10
# 先序遍历
bt.pre_travel(node1)
三、高级特性
1.类属性与实例属性
类属性就是类对象所拥有的属性,它被所有类对象的实例对象所共有,在内存中只存在一个副本。
在前面的例子中我们接触到的就是实例属性(对象属性)，它不被所有类对象的实例对象所共有,在内存中的副本个数取决于对象个数。
2.类方法与静态方法
类方法是类对象所拥有的方法,需要用修饰器一般以==@classmethod==来标识其为类方法,
1). 对于类方法,第一个参数必须是类对象,作为第一个参数
(cls是形参， 可以修改为其它变量名,但最好用’cls’了)
2). 能够通过实例对象和类对象去访问。
静态方法需要用修饰器一般以==@staticmethod==来标识其为静态方法,
1). 静态方法不需要多定义参数
2). 能够通过实例对象和类对象去访问。
3.property类属性
一种用起来像是使用的实例属性一样的特殊属性，可以对应于类的某个方法。
property属性的定义和调用要注意一下几点：
1.定义时，在实例方法的基础上添加 @property 装饰器；并且仅有一个self参数
2.调用时，无需括号
"""
类属性应用需求: 对于京东商城中显示电脑主机的列表页面，每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上，而是通过分页的功能局部显示，所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据 这个分页的功能包括：
- 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
- 根据m 和 n 去数据库中请求数据
from datetime import datetime
"""
class Page(object):
"""
[user1, user2, user3......user100]
page=2, per_page=10
第一页: start=0 end=10
第二页: start=10 end=20
第三页: start=20 end=30
....
第page页: start=(page-1)*per_page end=page*per_page
"""
def __init__(self, page, per_page=10):
self.page = page
self.per_page = per_page
# 类属性: 将类方法变成类属性的过程。
@property
def start(self):
return (self.page-1) * self.per_page
@property
def end(self):
return self.page * self.per_page
if __name__ == '__main__':
goods = ['good'+str(i+1) for i in range(100)]
page = Page(page=10, per_page=3)
print(goods[page.start:page.end])
property简单案例：
4.单例模式
（1）基于装饰器实现单例模式
（2）基于new方法实现单例模式
四、汇总
面向对象:
1. 三大特性
封装(必须要掌握的):
__new__: 在实例化对象之前执行的， 返回对象。
__init__: 构造方法, 实例化对象时自动执行。 常用于将对象和属性绑定在一起。
self: 实质上是对象。
继承(最多知识点的):
多继承算法: python3中广度优先算法。
私有属性和私有方法
多态(最简单的):
2. 三大特性的应用
1). 链表的封装(Leetcode第二题)
2). 栈的封装
3). 队列的封装
4). 二叉树的封装与先序遍历
3. 高级特性
1). @classmethod和@staticmethod(类方法和静态方法)
2). @property类属性
3). 单例模式: 一个类只能实例化一个对象
基于装饰器
基于new方法