Python-面向对象

1.初识对象

1.1理解使用对象完成数据组织的思路

思考🤔？
学校开学，要求学生填写自己的基础信息，一人发一张白纸，让学生填写

改为使用登记表，打印出来让学生自行填写：

在程序中简单使用变量来记录学生信息

使用变量记录数据太乱了。
如果程序中也和生活中一样

• 可以设计表格
• 可以将设计的表格打印出来
• 可以将打印好的表格供人填写内容
  那么数据的组织就非常方便了。

使用对象组织数据
在程序中可以做到和生活中那这样，设计表格，生产表格和填写表格的组织形式的
1.在程序中设计表格，我们称之为：设计类(class)

class Studen:
      name = None   #记录学生姓名

2.在程序中打印生产表格，我们称之为:创建对象

# 基于类创建对象
stu1 = Student()
stu2 = Student()

3.在程序中填写表格，我们称之为:对象属性赋值

stu_1.name = "周杰轮"  # 为学生1对象赋予名称属性值
stu_2.name = "林军杰"  # 为学生2对象赋予名称属性值

2.成员方法

2.1类的定义和使用语法

class 类名称 class是关键字，表示要定义类了
类的属性 类的属性，即定义在类中的变量（成员变量）
类的行为 类的行为，即定义在类中的函数（成员方法）

创建类对象的语法
对象 = 类名称()

class Student:
      name = None # 学生的姓名
      age = None # 学生的年龄
      def say_hi(self):
     	  print(f"Hi大家好，我是{self.name}")
stu = Student()
stu.name = "周杰轮"
stu.say_hi()   # 输出: Hi大家好，我是周杰轮

从上述代码中可以得出

• 不仅可以定义属性来记录数据
• 也可以定义函数，用来记录行为
• 类中定义的属性（变量），我们称之为：成员变量
• 类中定义的行为（函数），我们称之为：成员方法

定义在类内部的函数称之为方法

2.2成员方法的使用

在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微的区别：

def 方法名(self,形参1 ....，形参N):
    方法体

可以得出，在方法定义的参数列表中，有一个:self关键字self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。

• 它用来表示类对象自身的意思
• 当我们使用类对象调用方法的是，self会自动被Python传入
• 在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用self

注意事项
self关键字，尽管在参数列表中，但是传参的时候可以忽略它

class Student:
    name = None

    def say_hi(self):
        print(f"Hello,大家好")
    def say_hi2(self,msg):
        print(f"大家好!{msg}")
stu = Student()
stu.say_hi()  # 调用的时候，无需传参
stu.say_hi2("很高兴认识大家")  # 调用的时候，需要传msg参数

在传入参数的时候，self是透明的，可以不用理会他。

3.类和对象

现实世界的事务和类

类和对象描述现实事务

程序中通过类来描述

基于类创建对象

4.构造方法

4.1使用构造方法向成员变量赋值

class Student:
      name = None  # 名称
      age = None   # 年龄
      tel = None   # 手机号
stu1 = Student()
stu1.name = "周杰轮"
stu1.age = 31
stu1.tel = "18012340000"

stu2 = Student()
stu2.name = "周杰轮"
stu2.age = 31
stu2.tel = "18012340000"

思考🤔
上述代码中，为对象的属性赋值需要依次进行，略显繁琐。
有没有更加高的方式，一行代码完成？
这个括号，能否像函数(方法)那样，通过传参的形式对属性赋值？
使用构造方法: __init__()

• 在创建类对象（构造类）的时候，会自动执行
• 在创建类对象（构造类）的时候，将传入参数自动传递给__init__方法使用

class Student:
      name = None  # 可以省略
      age = None   # 可以省略
      tel = None   # 可以省略
      def __init__(self,name,age,tel)
      	  self.name = name
      	  self.age = age
      	  self.tel = tel
      	  print("Student类创建了一个对象")
stu = Student("周杰轮",31,"18500000000")

构造方法注意事项

• 构造方法名称：init_，千万不要忘记init前后有两个下划线
• 构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供:self
• 在构造方法内定义成员变量，需要使用self关键字
  • 这是因为：变量是定义在构造方法内部，如果要成为成员变量，需要用self来表示
    练习
    

class Student:
    # 构造方法
    def __init__(self):
        self.name = input("请输入学生姓名：")
        self.age = int(input("请输入学生年龄："))
        self.address = input("请输入学生地址：")

for i in range(1, 11):
    print(f"当前录入第{i}位学习信息，总共需录入10位学习信息")
    stu = Student()
    print(f"学生{i}信息录入完成，信息为：【学生姓名：{stu.name}, 年龄：{stu.age}, 地址：{stu.address}")

5.其他内置方法

5.1__str__字符串方法

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
stu = Student("周杰伦",25)
print(stu)
print(str(stu))
# 输出
<__main__.Student object at 0x000001E952802150>
<__main__.Student object at 0x000001E952802150>

当类对象需要被转换为字符串时，会输出如上结果(内存地址)
内存地址没多大用，我们可以通过__str__方法，控制类转换为字符串的行为。

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
    def __str__(self):
        return f"Student类对象，name={self.name},age={self.age}"

stu = Student("周杰伦",25)
print(stu)
print(str(stu))
# 输出
Student类对象，name=周杰伦,age=25
Student类对象，name=周杰伦,age=25

5.2__lt__小于符号比较方法

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
stu1 = Student("周杰伦",25)
stu2 = Student("林俊杰",30)
print(stu1 < stu2)

直接两个对象比较是不可以的，但是在类中实现__lt__方法，即可同时完成：小于符号和大于符号 两种比较

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age
stu1 = Student("周杰伦",25)
stu2 = Student("林俊杰",30)
print(stu1 < stu2)
# 返回值 True或者False

5.3__le__小于等于比较符号

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
    def __le__(self, other):
        return self.age <= other.age
stu1 = Student("周杰伦",25)
stu2 = Student("林俊杰",30)
print(stu1 <= stu2) # 结果 True
print(stu1 >= stu2) # 结果 False

5.4__eq__比较运算符实现方法

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age =  age
    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age
stu1 = Student("周杰伦",25)
stu2 = Student("林俊杰",30)
print(stu1 == stu2)

• 不实现__eq__方法，对象之间可以比较，但是是比较内存地址，也即是：不同对象==比较一定是False结果
• 实现了__eq__方法，就可以按照自己的想法来决定2个对象是否相等了

6.封装

6.1封装的概念

封装表示的是，将现实世界事物的

• 属性
• 行为

封装到类中，描述为

• 成员变量
• 成员方法

从而完成程序对现实世界事物的描述

6.2私有成员的使用

私有成员的语法

• 私有成员的变量：变量名以__开头（2个下划线）
• 私有成员的方法：方法名以__开头（2个下划线）

class Phone:
    IMEI = None  # 序列号
    producer = None  # 厂商
    __current_voltage = 0.5  # 当前电压  私有成员变量
    def call_by_5g(self):
        print("5g通话已开启")
    def __keep_single_core(self):  # 私有成员方法
        print("让cpu以单核模式运行以节省电量")
phone = Phone()
phone.call_by_5g()

注意事项

• 私有方法无法直接被类对象使用
• 私有变量无法赋值，也无法获取值

使用私有成员
私有成员无法被类对象使用，但是可以被其他的成员使用

class Phone:
    IMEI = None  # 序列号
    producer = None  # 厂商
    __current_voltage = 1  # 当前电压  私有成员变量
    def call_by_5g(self):
        if  self.__current_voltage >= 1:
            self.__keep_single_core()
            print("5g通话已开启")
    def __keep_single_core(self):  # 私有成员方法
        print("让cpu以单核模式运行以节省电量")
phone = Phone()
phone.call_by_5g()
# 输出
让cpu以单核模式运行以节省电量
5g通话已开启

练习

class Phone:
    __is_5g_enable = False  # True表示5g开启，False表示5g关闭
    def __check_5g(self):
        if self.__is_5g_enable ==True:
            print("5g开启")
        else:
            print("5g关闭，使用4g网络")
    def call_by_5g(self):
        self.__check_5g()
        print("正在通话中")
phone = Phone()
phone.call_by_5g()
# 输出
5g关闭，使用4g网络
正在通话中

7.继承

7.1继承的概念

思考🤔？
如果你是设计师，你会如何选择？
1.每一代新款手机，都从零开始设计
2.基于老款的设计，修修改改
设计新手机基于老款的基础上进行修改

class Phone:
    IMEI = None
    producer = "ITCAST"
    def call_by_4g(self):
        print("4g通话")

class Phone2024(Phone):
    face_id = '10001'

    def call_by_5G(self):
        print("2024新功能：5g通话")

单继承
语法：

class 类名(父类名)
      类内容体

多继承

语法：

class 类名(父类1，父类2...父类3)
      类内容体

class Phone:
    IMEI = None
    producer = "ITCAST"
    def call_by_4g(self):
        print("4g通话")
class NFCReader:
    nfc_type = "第五代"
    producer = "HM"
    def read_card(self):
        print("NFC读卡")

    def write_card(self):
        print("NFC写卡")
class RemoteControl:
    rc_type = "红外遥控"

    def control(self):
        print("红外")
class Myphone(Phone,NFCReader,RemoteControl):
    pass
    
phone = Myphone()
print(phone.producer)
phone.call_by_4g()
phone.read_card()
# 输出
ITCAST
4g通话
NFC读卡
父类的品牌是ITCAST
父类的5g通话
ITCAST

7.2复写和使用父类成员

复写
子类继承父类成员属性和成员方法，如果对其“不满意”，那么可以进行复写。
即：在子类重新定义同名的属性或方法即可。

class Phone:
    IMEI = None
    producer = "ITCAST"
    def call_by_5g(self):
        print("父类的5g通话")
class Myphone(Phone):
    producer = "HM"
    def call_by_5g(self):
        print("子类的5g通话")


phone = Myphone()
print(phone.producer)
phone.call_by_5g()
# 输出
HM
子类的5g通话

调用父类成员

class Phone:
    IMEI = None
    producer = "ITCAST"
    def call_by_5g(self):
        print("父类的5g通话")
class Myphone(Phone):
    producer = "HM"
    def call_by_5g(self):
        # 方式1 调用父成员
        print(f"父类的品牌是{Phone.producer}")
        Phone.call_by_5g(self)
        # 方式2 调用父类成员
        print(f"父类的品牌是{super().producer}")
        super().call_by_5g()
        print("子类的5g通话")

注意事项
方式1调用父类成员

• 使用成员变量：父类名.成员变量
• 使用成员方法：父类名.成员方法(self)

方式2调用父类成员

• 使用成员变量：super().成员变量
• 使用成员方法：super().成员方法()

8.类型注解

8.1变量的类型注解

主要功能：

• 帮助第三方IDE工具（如PyCharm）对代码进行类型推断，协助做代码提示
• 帮助开发者自身对变量进行类型注释

支持：

• 变量的类型注解
• 函数（方法）形参列表和返回值的类型注解

方法1

# 基础容器类型注解
my_list :list = [1,2,3]
my_tuple: tuple = (1,2,3)
mu_dict: dict = {"itheima":666}
# 容器类型详细注解
my_list: list[int] = [1,2,3]
my_tuple: tuple[int,str,bool] = (1,"itheima",True)
my_dict: dict[str,int] = {"itheima":666}
# 类对象类型注解
class Student:
      pass
stu: Student = Student()

方法2

# 在注释中进行类型注解
var_1 = random.randint(1,10) # type: int
var_2 = json.loads('{"name":"zhangsan"}') # type: dict[str,str]
def func():
    return 10
var_3 = func() # type: int 

注意：类型注解只是提示性的，并非决定性的。数据类型和注解类型无法对应也不会导致错误

8.2函数(方法)的类型注解

形参注解

def add(x:int,y:int):
    return x + y
add()

返回值注解

def func(data: list) -> list:
    return data
print(func())

8.3 Union类型

from typing import Union
my_list: list [Union[int,str]] = [1,2,"heima"]
def func(data: Union[int,str]) ->Union[int,str]:
    pass

9.多态

多态：指的是多种状态。完成某个行为是，使用不同的对象会得到不同的状态。

多态常作用在继承关系上.

比如

• 函数(方法)形参声明接收父类对象
• 实际传入父类的子类对象进行工作

即:

• 以父类做定义声明
• 以子类做实际工作
• 用以获得同一行为, 不同状态

抽象类(接口)

举例

class  AC:
    def cool_wind(self):
        """制冷"""
        pass
    def hot_wind(self):
        """制热"""
        pass
    def wring_l_r(self):
        """左右摆风"""
        pass
class Midea_AC(AC):
    def cool_wind(self):
        print("美的空调核心制冷科技")
    def hot_wind(self):
        print("美的空调电热丝加热")
    def wring_l_r(self):
        print("美的空调无风感左右摆风")
class GREE_AC(AC):
    def cool_wind(self):
        print("格力空调变频省电制冷")
    def hot_wind(self):
        print("格力空调电热丝加热")
    def wring_l_r(self):
        print("格力空调静音左右摆风")

def make_cool(ac:AC):
    ac.cool_wind()

midea = Midea_AC()
gree = GREE_AC()

make_cool(midea)
make_cool(gree)

# 输出
美的空调核心制冷科技
格力空调变频省电制冷