Python 面向对象简介

news2024/11/26 6:20:16

什么是面向对象？

面向对象是一种编程思想，在开发过程中关注的不是解决问题的步骤和过程，而是参与解决问题的对象和它们具备的行为。

01 面向过程和面向对象的区别

1、面向过程

面向过程在开发过程中关注的是解决问题的步骤和过程，函数式编程是面向过程编程的一种最直观的实现。

通过函数定义解决问题的步骤，函数的调用体现解决问题的过程，最终完成问题的解决，如图所示：

优点：

开发思路清楚，处理问题步骤固定，按照自然人思考问题的方式进行编程

开发的软件稳定性非常高

缺点：

开发的过程中调用关系固定，一旦涉及到功能的更新和扩展非常困难

开发的软件扩展性较差

适用场景：

中小型项目，大型操作系统（windows）…

面向过程是一种非常重要的编程思想，如果开发的软件的稳定性要求较高，考虑使用面向过程的方式开发

2、面向对象

面向对象关注的是解决问题时参与的对象和它们的行为，通过对象的行为之间互相作用完成具体问题的解决，如图所示:

优点：

将参与解决问题的对象数据单独独立出来，提高了对象数据的复用性，增强了解决问题的扩展性，功能的改造和添加就会变得非常容易

开发的软件扩展性非常高

缺点：

开发过程中前期的分析过程比较繁琐，项目的基本环境的搭建较为缓慢，同时由于所有的对象数据都是相对独立的，所以稳定性较差。

适用场景：

天猫商城（如果明天时节日，今晚就要上线功能）

中大型项目开发适用的主要编程思想，如果开发的软件对于扩展性的要求非常高，同时对于稳定性有一定的要求，优先考虑适用面向对象进行开发。

02 专业术语简介

对象（Object）

对象描述的是生活中真实存在的一个事物，也被称为实体（实际存在的物体），实例。在程序代码中，对象是包含具体数据的，参与业务逻辑数据运算的具体数据。

类（Class）

类，指代的就是类型，就是数据类型的简称。描述的生活中一类事物，是一类具有相的特征和行为的事物的统称。可以通过类型描述一类事物，相当于通过一个类型描述多个对象。每个对象都是属于某一类事物。

属性（Attribute）

属性描述的是一类事物的特征（名词），在类型中可以描述该类型事物具备的特征名称（人类：姓名，性别，年龄，肤色…），在对象中可以描述一个具体对象的具体特征。

方法（Method）

方法描述的是一类事物的行为方式，就是一个普通的函数（Function），描述了生活中一个行为方式。

03 类和对象

1、类的声明和规范

类声明的基本语法：

class 类名:
"""类的描述文档：说明类的作用，作者，开发时间等"""

    def __init__(self, name):
    """文档注释：声明类型的属性的位置"""
        self.name = name
    def 方法名称(self):
    """定义方法，当前对象的执行方法"""
        方法中的执行代码

类声明的规范：

类名：帕斯卡命名法，一个或者多个英文单词组成，每个单词的首字母大写

类文档注释：描述类型的开发作者，开发时间，适用的注意事项

属性声明：在 init() 方法中，固定语法

方法声明：在类型内部，通过 def 声明方法，第一个参数 self，固定语法
① 方法中添加文档注释
② 方法名称就是一个函数名称，遵循函数名称的命名规范

self 关键字，描述了当前对象

类声明前后，间隔2个空行

声明一个类型：

class Person:
    """人的类型"""
    def __init__(self, name,age):
        """声明属性的固定方法"""
        self.name = name
        self.age = age

    def eat(self):
        """吃东西的方法"""
        print(f"{self.name}在吃东西...")

2、对象的创建及调用

基本语法

# 通过类创建对象
damu = Person("大牧", 18)

创建对象，自定执行类中的 init()方法，参数传递如下图所示：

调用对象的属性及方法

# 访问属性
print(对象.属性名称)
# 修改属性
对象.属性名称 = 新数据
# 调用方法
对象.方法名称(参数)

3、内存中的执行情况

类在声明的时候，不会立即执行类内部的代码，类被加载到代码区。

创建对象的时候，变量 damu 被创建在栈内存中，Person对象被创建在堆内存中，变量damu中存储的是 Person 对象在堆内存中的地址。通过 damu 这个变量可以引用获取到堆内存中的真实对象，所以称呼 damu变量未对象的引用变量。

一个类实例的多个对象，互相独立。

04 构造方法和对象的打印

1、构造方法

构造方法时传统编程语言中的一个专业术语，描述的是一个类创建对象的方法

创建对象的过程

创建对象

python语法中提供了固定语法 new(cls)

对象属性数据初始化

Python语法中提供了固定语法：init(self)

创建对象的一个固定流程

代码中的验证：

内存分析创建对象的过程：

2、对象的打印

对象操作时的一个疑问：

编写代码实现类和对象的过程中，直接打印了对象的引用变量，但是输出了如下结果：

damu = Person("大牧", 18)
print(damu)

# <__main__.Person object at 0x000002117D378700>

在 python语法规则中，默认情况下打印对象，会输出对象在内存种的地址（十六进制），开发人员本意是创建了对象，在打印时直接输出对象中的数据（多么直观！）

在 python3中，所有类的父类object类实现了 str 和 repr 两个魔法方法

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def __str__(self):
        return f"__str__ -> 姓名: {self.name}"
    def __repr__(self):
        return f"__repr__ -> 姓名: {self.name}"

>>> zong = Student("zong")
>>> zong
__repr__ -> 姓名: zong
>>> print(zong)
__str__ -> 姓名: zong

从以上打印结果可以看出：

当我们打印实例对象的时候，会调用__str__方法；该方法主要用于对用户进行输出展示

当我们调用实例对象的时候，会调用__repr__方法；该方法主要用于程序员自己调试观测

备注：

如果 str 方法未重写，而 repr 方法已重写，那么当打印实例对象的时候，会自动调用 repr 方法