Python小白入门：类和面向对象思想的超详细知识点总结

news2024/11/15 20:07:45

目录

  • 一、创建和使用类
    • 1.1 创建类
    • 1.2 根据类创建实例
      • 1.2.1访问属性
      • 1.2.2 调用方法
      • 1.2.3 创建多个实例
    • 练习题
  • 二、使用类和实例
    • 2.1 创建一个类
    • 2.2 给属性指定默认值
    • 2.3 修改属性值
      • 2.3.1 直接通过实例进行修改
      • 2.3.2通过方法进行设置
      • 2.2.3 通过方法对属性值进行递增
    • 练习题
  • 三、继承
    • 3.1 子类的方法__init__ ( )
    • 3.2 给自立而定义属性和方法
    • 3.3 重写（overwrite）父类的方法
    • 3.4 将实例用作属性
    • 练习题
  • 四、导入类
    • 4.1 导入单个类
    • 4.2 从一个模块中导入多个类
    • 4.3 导入整个模块
    • 4.4 导入模块中的所有类
    • 4.5 使用别名
  • 五、Python标准库
    • 实例：random库
    • 练习题

一、创建和使用类

1.1 创建类

  1. class
    创建类关键字，类为大写字母开头。

  2. 内置__init__( )方法
    init方法开头和结尾都有两个下划线，旨在避免Python默认方法与普通方法发生冲突，当创建新实例时，Python会自动运行该方法。

  3. self
    init方法在定义时必须要包含的一个形参为self，而且必须位于形参的第一位。
    Python调用这个方法来创建实例时，将自动传入实参self 。每个与实例相关联的方法调用都自动传递实参self ，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。

  4. 属性
    在init方法中，除了self为第一个形参，还可以有其他形参来描述该类，如person类可以有name和age来进行描述，因此init方法中可以传入的参数为self、name和age3个形参，在init方法中使用self.name = name和self.age = age为两个变量赋值，并将变量关联到当前创建的实例上。

  5. 类中的自定义方法
    这些方法在定义时也需要加上形参self。

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        print(f"{self.name} is now sitting.")

    def roll_over(self):
        print(f"{self.name} rolled over!")

1.2 根据类创建实例

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        print(f"{self.name} is sitting now!")

    def roll_over(self):
        print(f"{self.name} roller over!")

d = Dog('winnie', 2)
d.sit()
d.roll_over()

在这里插入图片描述

创建类的实例：a = Class( )

  • 上述代码表示为Dog类创建一个名为d的实例（创建一条名为winnie，年龄为2的小狗。
  • 遇到这行代码时，Python使用实参 ‘winnie’ 和 2 调用Dog 类的方法__init__() 。
  • 方法__init__() 创建一个表示特定小狗的实例，并使用提供的值来设置属性name和age 。

1.2.1访问属性

使用实例名加点的方式调用属性。

a.value

在这里插入图片描述

1.2.2 调用方法

使用实例名加点方式调用方法。

a.method( )

在这里插入图片描述

1.2.3 创建多个实例

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        print(f"{self.name.title()} is sitting now!")

    def roll_over(self):
        print(f"{self.name.title()} roller over!")

dog1 = Dog('winnie', 2)
dog2 = Dog('jack',6)

dog1.sit()
dog2.sit()

练习题

在这里插入图片描述

class Restaurant:
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):
        self.restaurant_name = restaurant_name
        self.cuisine_type = cuisine_type

    def describe_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} serve {self.cuisine_type}.")

    def open_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} is opening now.")


restaurant = Restaurant('burger king', 'fast food')
restaurant.describe_restaurant()
restaurant.open_restaurant()
r1 = Restaurant('subway','sandwich')
r1.describe_restaurant()
r2 = Restaurant('the french laundry','french cuisine')
r2.describe_restaurant()


class User:
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name
        self.format_name = f"{self.first_name} {self.last_name}".title()
        self.age = age
        self.city = city

    def describe_user(self):

        print(f"{self.format_name} is {self.age} years old and is living in {self.city.title()} now!")

    def greet_user(self):
        print(f"{self.format_name}, good morning!")


user1 = User('winnie','ma',23,'zibo')
user1.greet_user()
user1.describe_user()
user2 = User('jack','wang',34,'chicago')
user2.greet_user()
user2.describe_user()

在该代码中创建了一个名为format_name的属性，而不是通过形参来定义的，后面会讲到如何不通过形参来定义并使用属性。

在这里插入图片描述

二、使用类和实例

2.1 创建一个类

创建一个汽车类，属性包括汽车的品牌、型号和出厂时间。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return  long_name.title()


my_new_car = Car('audi','a4',2019)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

在这里插入图片描述

2.2 给属性指定默认值

创建实例时，有些属性无须通过形参来定义，可在方法__init__() 中为其指定默认值。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return  long_name.title()

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")


my_new_car = Car('audi','a4',2019)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()

在init方法中，为car类创建了一个名为odometer_reading的属性，并为其赋值为0。

在这里插入图片描述

2.3 修改属性值

修改属性值的方法：

  1. 直接通过实例进行修改
  2. 通过方法进行设置
  3. 通过方法进行递增

2.3.1 直接通过实例进行修改

直接使用实例调用该属性并且为其赋值。

在这里插入图片描述

2.3.2通过方法进行设置

在类中定义一个函数，使用该函数对属性值进行修改。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return  long_name.title()

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage


my_new_car = Car('audi','a4',2019)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()
my_new_car.update_odometer(25)
my_new_car.read_odometer()

在这里插入图片描述

2.2.3 通过方法对属性值进行递增

将属性递增特定的值。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return  long_name.title()

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles

my_new_car = Car('audi','a4',2019)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()
my_new_car.update_odometer(25)
my_new_car.read_odometer()
my_new_car.increment_odometer(100)
my_new_car.read_odometer()

在这里插入图片描述

练习题

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

9-4

class Restaurant:
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):
        self.restaurant_name = restaurant_name
        self.cuisine_type = cuisine_type
        self.number_served = 0

    def describe_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} serve {self.cuisine_type}.")

    def open_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} is opening now.")

    def number_served_restaurant(self):
        print(f"This is restaurant can serve for {self.number_served} people.")

    def set_number_served(self,n):
        self.number_served = n

    def increment_number_served(self,m):
        self.number_served += m


restaurant = Restaurant('burger king', 'fast food')
restaurant.number_served_restaurant()
restaurant.number_served = 20
restaurant.number_served_restaurant()
restaurant.set_number_served(50)
restaurant.number_served_restaurant()
restaurant.increment_number_served(30)
restaurant.number_served_restaurant()

在这里插入图片描述

9-5

class User:
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name
        self.format_name = f"{self.first_name} {self.last_name}".title()
        self.age = age
        self.city = city
        self.login_attempts = 0

    def describe_user(self):
        print(f"{self.format_name} is {self.age} years old and is living in {self.city.title()} now!")

    def greet_user(self):
        print(f"{self.format_name}, good morning!")

    def increment_login_attempts(self):
        self.login_attempts += 1

    def reset_login_attempts(self):
        self.login_attempts = 0


user1 = User('winnie','ma',23,'zibo')
print(user1.login_attempts)
for i in range(1,11):
    user1.increment_login_attempts()
print(user1.login_attempts)
user1.reset_login_attempts()
print(user1.login_attempts)

在这里插入图片描述

三、继承

如果要编写的类是另一个现成类的特殊版本，可使用继承 。

  • 一个类继承另一个类时，将自动获得另一个类的所有属性和方法。

原有的类称为父类（超类） ，而新类称为子类 。

  • 子类继承了父类的所有属性和方法，同时还可以定义自己的属性和方法。

3.1 子类的方法__init__ ( )

  • 编写子类时，通常要调用父类的方法__init__( ) 来初始化在父类__init__( ) 方法中定义的所有属性，从而让子类包含这些属性。

  • 定义子类时，必须在圆括号内指定父类的名称。

  • super ( ) ：一个特殊函数，能够调用父类的方法，在子类init方法中使用super方法调用父类中的init方法，从而使得子类可以获得父类中的所定义的所有属性。

  • 子类必须定义在父类下面。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles
        
class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)

my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2020)
my_tesla.get_descriptive_name()

此时定义了一个父类为Car子类为ElectriCar的车实例my_tesla，在子类中使用super方法继承父类的init方法，使得子类有了父类的所有属性和方法。
在这里插入图片描述

3.2 给自立而定义属性和方法

让一个类继承另一个类后，可以继续添加子类所需的新属性和新方法。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles


class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery_size = 75

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")


my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2020)
my_tesla.get_descriptive_name()
my_tesla.describe_battery()

代码在子类init方法中为子类电车类添加了一个特有属性：电池容量（self.battery_size），并且添加了一个新方法：显示电池容量。

在这里插入图片描述

3.3 重写（overwrite）父类的方法

在子类中定义一个与想要重写的父类方法同名的方法，这样可以对父类中的这个方法进行覆盖，使用子类实例调用该方法时，Python不会考虑父类中的这个方法，而是只关注在子类中重写后的方法。

我们可以重写父类中的get_descriptive_name方法，然后进行调用。

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles


class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery_size = 75

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"This is an electric car : {self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())


my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2020)
my_tesla.get_descriptive_name()
my_tesla.describe_battery()

可以看到调用后显示的是重写后的内容。

在这里插入图片描述

3.4 将实例用作属性

可以将一个类的实例用作另一个类的属性。

在代码中新建一个电池类，然后在电车类的init方法中引用这个类的实例作为属性。

在这里插入图片描述

下面在使用电车类的属性battery时，可以进一步调用battery类中的方法。

在这里插入图片描述

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        #创建一个属性并为其赋一个默认值
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles

class Battery:
    def __init__(self,battery_size=75):
        self.battery_size = battery_size

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = Battery()

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"This is an electric car : {self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())


my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2020)
my_tesla.get_descriptive_name()
my_tesla.battery.describe_battery()

在这里插入图片描述

练习题

在这里插入图片描述

9-6

class Restaurant:
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):
        self.restaurant_name = restaurant_name
        self.cuisine_type = cuisine_type
        self.number_served = 0

    def describe_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} serve {self.cuisine_type}.")

    def open_restaurant(self):
        print(f"{self.restaurant_name.title()} is opening now.")

    def number_served_restaurant(self):
        print(f"This is restaurant can serve for {self.number_served} people.")

class IceCreamStand(Restaurant):
    def __init__(self,restaurant_name, cuisine_type):
        super().__init__(restaurant_name, cuisine_type)
        self.flavors = ['strawberry','chocolate','vanilla']

    def show_flavors(self):
        for flavor in self.flavors:
            print(f"{flavor.title()}")

iceCreamStand = IceCreamStand('gelato','icecream')
iceCreamStand.describe_restaurant()
iceCreamStand.show_flavors()

在这里插入图片描述

9-7

class User:
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name
        self.format_name = f"{self.first_name} {self.last_name}".title()
        self.age = age
        self.city = city
        self.login_attempts = 0

    def describe_user(self):
        print(f"{self.format_name} is {self.age} years old and is living in {self.city.title()} now!")

    def greet_user(self):
        print(f"{self.format_name}, good morning!")

    def increment_login_attempts(self):
        self.login_attempts += 1

    def reset_login_attempts(self):
        self.login_attempts = 0


class Admin(User):
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        super().__init__(first_name,last_name,age,city)
        self.privileges = []

    def add_privileges(self,privilege):
        self.privileges.append(privilege)

    def show_privileges(self):
        print(self.privileges)


admin = Admin('winnie','ma',22,'zibo')
admin.describe_user()
admin.add_privileges('can add post')
admin.add_privileges('can delete post')
admin.add_privileges("can ban user")
admin.show_privileges()

在这里插入图片描述

9-8

class User:
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name
        self.format_name = f"{self.first_name} {self.last_name}".title()
        self.age = age
        self.city = city
        self.login_attempts = 0

    def describe_user(self):
        print(f"{self.format_name} is {self.age} years old and is living in {self.city.title()} now!")

    def greet_user(self):
        print(f"{self.format_name}, good morning!")

    def increment_login_attempts(self):
        self.login_attempts += 1

    def reset_login_attempts(self):
        self.login_attempts = 0

class Privileges:
    def __init__(self,privileges=[]):
        self.privileges = privileges

    def add_privileges(self,privilege):
        self.privileges.append(privilege)

    def show_privileges(self):
        print(self.privileges)

class Admin(User):
    def __init__(self,first_name,last_name,age,city):
        super().__init__(first_name,last_name,age,city)
        self.privileges = Privileges()

admin = Admin('winnie','ma',22,'zibo')
admin.describe_user()
admin.privileges.add_privileges('can add post')
admin.privileges.add_privileges('can delete post')
admin.privileges.show_privileges()

在这里插入图片描述

9-9

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reding = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())

    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reding} miles on it.")

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reding = mileage

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reding += miles

class Battery:
    def __init__(self,battery_size=75):
        self.battery_size = battery_size

    def get_range(self):
        if self.battery_size == 75:
            range = 260
        else:
            range = 315
        print(f"This car can go about {range} miles on a full charge.")

    def upgrade_battery(self):
        if self.battery_size != 100:
            self.battery_size = 100

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = Battery()

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"This is an electric car : {self.year} {self.make} {self.model}"
        print(long_name.title())


car = ElectricCar('tesla','t4',2022)
car.battery.get_range()
car.battery.upgrade_battery()
car.battery.get_range()

在这里插入图片描述

四、导入类

4.1 导入单个类

把Car类存放在car.py文件中，然后再main.py中调用该类。

from car import Car

4.2 从一个模块中导入多个类

把Battery类和ElectricCar类也存放进car.py文件里，然后再main.py中调用这两个类。

from car import Car，ElectricCar

4.3 导入整个模块

import car
my_car = car.Car(...)

访问类时需要加上模块名：

module_name.ClassName

4.4 导入模块中的所有类

from car import *

访问类时需要加上模块名：

module_name.ClassName

4.5 使用别名

from electric_car import ElectricCar as EC
my_tesla = EC('tesla', 'roadster', 2019)

五、Python标准库

实例：random库

使用import来导入Python标准库中的函数和类，这里使用random模块来进行实例。

  • randint( ) 方法：将连个整数作为参数，随机返回一个位于这两个整数之间的整数。

  • choice( )方法：将一个列表或者元组作为参数，随机返回其中的一个元素。

下面代码将实现：

  1. 随机产生一个1和6之间的整数
  2. 在玩家列表中随机返回一个玩家
from random import *

print(randint(1,6))

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(choice(players))

练习题

在这里插入图片描述

9-13

from random import *

class Die:
    def __init__(self, sides=6):
        self.sides = sides

    def roll_die(self):
        print(f"{self.sides} sides: You get {randint(1, self.sides)} this time!")


die = Die()
for i in range(1,11):
    die.roll_die()

die1 = Die(10)
for i in range(1,11):
    die1.roll_die()

die2 = Die(20)
for i in range(1,11):
    die2.roll_die()

9-14

from random import *
ticket = [15,2,96,451,3,12,43,890,3,55,'a','g','c','y','w']
right_choices = []

while True:
    flag = True
    c = choice(ticket)
    for right_choice in right_choices:
        if c == right_choice:
            flag = False
            break
    if flag:
        right_choices.append(c)
    if len(right_choices) == 4:
        break

print(f"If you get the list of {right_choices}, you win the prize!")

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