Python面向對象（初級篇）
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概述
面向過程：根據業務邏輯從上到下寫壘代碼
函數式：將某功能代碼封裝到函數中，日後便無需重複編寫，僅調用函數即可
面向對象：對函數進行分類和封裝，讓開發「更快更好更強…」
面向過程編程最易被初學者接受，其往往用一長段代碼來實現指定功能，開發過程中最常見的操作就是粘貼複製，即：將之前實現的代碼塊複製到現需功能處。
while
True
：
if
cpu
利用率>
90
%:
#發送郵件提醒
連接郵箱伺服器
發送郵件
關閉連接
if
硬碟使用空間
>
90
%:
#發送郵件提醒
連接郵箱伺服器
發送郵件
關閉連接
if
內存佔用
>
80
%:
#發送郵件提醒
連接郵箱伺服器
發送郵件
關閉連接
隨著時間的推移，開始使用了函數式編程，增強代碼的重用性和可讀性，就變成了這樣：
def
發送郵件
(
內容)
#發送郵件提醒
連接郵箱伺服器
發送郵件
關閉連接
while
True
：
if
cpu
利用率>
90
%:
發送郵件
(
"CPU報警"
)
if
硬碟使用空間
>
90
%:
發送郵件
(
"硬碟報警"
)
if
內存佔用
>
80
%:
發送郵件
(
"內存報警"
)
今天我們來學習一種新的編程方式：面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP，面向對象程序設計）。
創建類和對象
面向對象編程是一種編程方式，此編程方式的落地需要使用 「類」 和 「對象」 來實現，所以，面向對象編程其實就是對 「類」 和 「對象」 的使用。
類就是一個模板，模板里可以包含多個函數，函數里實現一些功能
對象則是根據模板創建的實例，通過實例對象可以執行類中的函數
class是關鍵字，表示類
創建對象，類名稱後加括弧即可
ps：類中的函數第一個參數必須是self（詳細見：類的三大特性之封裝）
類中定義的函數叫做 「方法」
# 創建類
class
Foo
:
def Bar
(
self
)
:
"Bar"
def Hello
(
self
,
name
)
:
"i am %s"
%
name
# 根據類Foo創建對象obj
obj
=
Foo
()
obj
.
Bar
()
#執行Bar方法
obj
.
Hello
(
"wupeiqi"
)
#執行Hello方法
誒，你在這裡是不是有疑問了？使用函數式編程和面向對象編程方式來執行一個「方法」時函數要比面向對象簡便。
面向對象：【創建對象】【通過對象執行方法】
函數編程：【執行函數】
觀察上述對比答案則是肯定的，然後並非絕對，場景的不同適合其的編程方式也不同。
總結：函數式的應用場景 –> 各個函數之間是獨立且無共用的數據。
面向對象三大特性
面向對象的三大特性是指：封裝、繼承和多態。
一、封裝
封裝，顧名思義就是將內容封裝到某個地方，以後再去調用被封裝在某處的內容。
所以，在使用面向對象的封裝特性時，需要：
將內容封裝到某處
從某處調用被封裝的內容
第一步：將內容封裝到某處
self 是一個形式參數，當執行 obj1 = Foo("wupeiqi", 18 ) 時，self 等於 obj1
當執行 obj2 = Foo("alex", 78 ) 時，self 等於 obj2
所以，內容其實被封裝到了對象 obj1 和 obj2 中，每個對象中都有 name 和 age 屬性，在內存里類似於下圖來保存。
第二步：從某處調用被封裝的內容
調用被封裝的內容時，有兩種情況：
通過對象直接調用
通過self間接調用
1、通過對象直接調用被封裝的內容
上圖展示了對象 obj1 和 obj2 在內存中保存的方式，根據保存格式可以如此調用被封裝的內容：對象.屬性名
class
Foo
:
def __init__
(
self
,
name
,
age
)
:
self
.
name
=
name
self
.
age
=
age
obj1
=
Foo
(
"wupeiqi"
,
18
)
obj1
.
name
# 直接調用obj1對象的name屬性
obj1
.
age
# 直接調用obj1對象的age屬性
obj2
=
Foo
(
"alex"
,
73
)
obj2
.
name
# 直接調用obj2對象的name屬性
obj2
.
age
# 直接調用obj2對象的age屬性
2、通過self間接調用被封裝的內容
執行類中的方法時，需要通過self間接調用被封裝的內容
class
Foo
:
def __init__
(
self
,
name
,
age
)
:
self
.
name
=
name
self
.
age
=
age
def detail
(
self
)
:
self
.
name
self
.
age
obj1
=
Foo
(
"wupeiqi"
,
18
)
obj1
.
detail
()
# Python默認會將obj1傳給self參數，即：obj1.detail(obj1)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18
obj2
=
Foo
(
"alex"
,
73
)
obj2
.
detail
()
# Python默認會將obj2傳給self參數，即：obj1.detail(obj2)，所以，此時方法內部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78
綜上所述，對於面向對象的封裝來說，其實就是使用構造方法將內容封裝到 對象 中，然後通過對象直接或者self間接獲取被封裝的內容。
練習一：在終端輸出如下信息
小明，10歲，男，上山去砍柴
小明，10歲，男，開車去東北
小明，10歲，男，最愛大保健
老李，90歲，男，上山去砍柴
老李，90歲，男，開車去東北
老李，90歲，男，最愛大保健
老張…
def kanchai
(
name
,
age
,
gender
)
:
"%s,%s歲,%s,上山去砍柴"
%
(
name
,
age
,
gender
)
def qudongbei
(
name
,
age
,
gender
)
:
"%s,%s歲,%s,開車去東北"
%
(
name
,
age
,
gender
)
def dabaojian
(
name
,
age
,
gender
)
:
"%s,%s歲,%s,最愛大保健"
%
(
name
,
age
,
gender
)
kanchai
(
"小明"
,
10
,
"男"
)
qudongbei
(
"小明"
,
10
,
"男"
)
dabaojian
(
"小明"
,
10
,
"男"
)
kanchai
(
"老李"
,
90
,
"男"
)
qudongbei
(
"老李"
,
90
,
"男"
)
dabaojian
(
"老李"
,
90
,
"男"
)
class
Foo
:
def __init__
(
self
,
name
,
age
,
gender
)
:
self
.
name
=
name
self
.
age
=
age
self
.
gender
=
gender
def kanchai
(
self
)
:
"%s,%s歲,%s,上山去砍柴"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
gender
)
def qudongbei
(
self
)
:
"%s,%s歲,%s,開車去東北"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
gender
)
def dabaojian
(
self
)
:
"%s,%s歲,%s,最愛大保健"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
gender
)
xiaoming
=
Foo
(
"小明"
,
10
,
"男"
)
xiaoming
.
kanchai
()
xiaoming
.
qudongbei
()
xiaoming
.
dabaojian
()
laoli
=
Foo
(
"老李"
,
90
,
"男"
)
laoli
.
kanchai
()
laoli
.
qudongbei
()
laoli
.
dabaojian
()
上述對比可以看出，如果使用函數式編程，需要在每次執行函數時傳入相同的參數，如果參數多的話，又需要粘貼複製了… ；而對於面向對象只需要在創建對象時，將所有需要的參數封裝到當前對象中，之後再次使用時，通過self間接去當前對象中取值即可。
練習二：遊戲人生程序
1、創建三個遊戲人物，分別是：
蒼井井，女，18，初始戰鬥力1000
東尼木木，男，20，初始戰鬥力1800
波多多，女，19，初始戰鬥力2500
2、遊戲場景，分別：
草叢戰鬥，消耗200戰鬥力
自我修鍊，增長100戰鬥力
多人遊戲，消耗500戰鬥力
# -*- coding:utf-8 -*-
# ##################### 定義實現功能的類 #####################
class
Person
:
def __init__
(
self
,
na
,
gen
,
age
,
fig
)
:
self
.
name
=
na
self
.
gender
=
gen
self
.
age
=
age
self
.
fight
=
fig
def grassland
(
self
)
:
"""注釋：草叢戰鬥，消耗200戰鬥力"""
self
.
fight
=
self
.
fight
-
200
def practice
(
self
)
:
"""注釋：自我修鍊，增長100戰鬥力"""
self
.
fight
=
self
.
fight
+
200
def incest
(
self
)
:
"""注釋：多人遊戲，消耗500戰鬥力"""
self
.
fight
=
self
.
fight
-
500
def detail
(
self
)
:
"""注釋：當前對象的詳細情況"""
temp
=
"姓名:%s ; 性別:%s ; 年齡:%s ; 戰鬥力:%s"
%
(
self
.
name
,
self
.
gender
,
self
.
age
,
self
.
fight
)
temp
# ##################### 開始遊戲 #####################
cang
=
Person
(
"蒼井井"
,
"女"
,
18
,
1000
)
# 創建蒼井井角色
dong
=
Person
(
"東尼木木"
,
"男"
,
20
,
1800
)
# 創建東尼木木角色
bo
=
Person
(
"波多多"
,
"女"
,
19
,
2500
)
# 創建波多多角色
cang
.
incest
()
#蒼井空參加一次多人遊戲
dong
.
practice
()
#東尼木木自我修鍊了一次
bo
.
grassland
()
#波多多參加一次草叢戰鬥
#輸出當前所有人的詳細情況
cang
.
detail
()
dong
.
detail
()
bo
.
detail
()
cang
.
incest
()
#蒼井空又參加一次多人遊戲
dong
.
incest
()
#東尼木木也參加了一個多人遊戲
bo
.
practice
()
#波多多自我修鍊了一次
#輸出當前所有人的詳細情況
cang
.
detail
()
dong
.
detail
()
bo
.
detail
()
二、繼承
繼承，面向對象中的繼承和現實生活中的繼承相同，即：子可以繼承父的內容。
例如：
貓可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒
如果我們要分別為貓和狗創建一個類，那麼就需要為 貓 和 狗 實現他們所有的功能，如下所示：
class
貓：
def
喵喵叫
(
self
)
:
"喵喵叫"
def
吃
(
self
)
:
# do something
def
喝
(
self
)
:
# do something
def
拉
(
self
)
:
# do something
def
撒
(
self
)
:
# do something
class
狗：
def
汪汪叫
(
self
)
:
"喵喵叫"
def
吃
(
self
)
:
# do something
def
喝
(
self
)
:
# do something
def
拉
(
self
)
:
# do something
def
撒
(
self
)
:
# do something
上述代碼不難看出，吃、喝、拉、撒是貓和狗都具有的功能，而我們卻分別的貓和狗的類中編寫了兩次。如果使用 繼承 的思想，如下實現：
動物：吃、喝、拉、撒
貓：喵喵叫（貓繼承動物的功能）
狗：汪汪叫（狗繼承動物的功能）
class
動物
:
def
吃
(
self
)
:
# do something
def
喝
(
self
)
:
# do something
def
拉
(
self
)
:
# do something
def
撒
(
self
)
:
# do something
# 在類後面括弧中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class
貓
(
動物)
：
def
喵喵叫
(
self
)
:
"喵喵叫"
# 在類後面括弧中寫入另外一個類名，表示當前類繼承另外一個類
class
狗
(
動物)
：
def
汪汪叫
(
self
)
:
"喵喵叫"
所以，對於面向對象的繼承來說，其實就是將多個類共有的方法提取到父類中，子類僅需繼承父類而不必一一實現每個方法。
註：除了子類和父類的稱謂，你可能看到過 派生類 和 基類 ，他們與子類和父類只是叫法不同而已。
學習了繼承的寫法之後，我們用代碼來是上述阿貓阿狗的功能：
class
Animal
:
def eat
(
self
)
:
"%s 吃 "
%
self
.
name
def drink
(
self
)
:
"%s 喝 "
%
self
.
name
def shit
(
self
)
:
"%s 拉 "
%
self
.
name
def pee
(
self
)
:
"%s 撒 "
%
self
.
name
class
Cat
(
Animal
)
:
def __init__
(
self
,
name
)
:
self
.
name
=
name
self
.
breed
＝
"貓"
def cry
(
self
)
:
"喵喵叫"
class
Dog
(
Animal
)
:
def __init__
(
self
,
name
)
:
self
.
name
=
name
self
.
breed
＝
"狗"
def cry
(
self
)
:
"汪汪叫"
# ######### 執行 #########
c1
=
Cat
(
"小白家的小黑貓"
)
c1
.
eat
()
c2
=
Cat
(
"小黑的小白貓"
)
c2
.
drink
()
d1
=
Dog
(
"胖子家的小瘦狗"
)
d1
.
eat
()
那麼問題又來了，多繼承呢？
是否可以繼承多個類
如果繼承的多個類每個類中都定了相同的函數，那麼那一個會被使用呢？
1、Python的類可以繼承多個類，Java和C#中則只能繼承一個類
2、Python的類如果繼承了多個類，那麼其尋找方法的方式有兩種，分別是：深度優先和廣度優先
當類是經典類時，多繼承情況下，會按照深度優先方式查找
當類是新式類時，多繼承情況下，會按照廣度優先方式查找
經典類和新式類，從字面上可以看出一個老一個新，新的必然包含了跟多的功能，也是之後推薦的寫法，從寫法上區分的話，如果 當前類或者父類繼承了object類，那麼該類便是新式類，否則便是經典類。
class
D
:
def bar
(
self
)
:
"D.bar"
class
C
(
D
)
:
def bar
(
self
)
:
"C.bar"
class
B
(
D
)
:
def bar
(
self
)
:
"B.bar"
class
A
(
B
,
C
)
:
def bar
(
self
)
:
"A.bar"
a
=
A
()
# 執行bar方法時
# 首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去D類中找，如果D類中么有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯
# 所以，查找順序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了
a
.
bar
()
經典類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去D類中找，如果D類中么有，則繼續去C類中找，如果還是未找到，則報錯
新式類：首先去A類中查找，如果A類中沒有，則繼續去B類中找，如果B類中么有，則繼續去C類中找，如果C類中么有，則繼續去D類中找，如果還是未找到，則報錯
注意：在上述查找過程中，一旦找到，則尋找過程立即中斷，便不會再繼續找了。
三、多態
Pyhon不支持Java和C#這一類強類型語言中多態的寫法，但是原生多態，其Python崇尚「鴨子類型」。
# Python偽代碼實現Java或C#的多態
class
F1
:
pass
class
S1
(
F1
)
:
def show
(
self
)
:
"S1.show"
class
S2
(
F1
)
:
def show
(
self
)
:
"S2.show"
# 由於在Java或C#中定義函數參數時，必須指定參數的類型
# 為了讓Func函數既可以執行S1對象的show方法，又可以執行S2對象的show方法，所以，定義了一個S1和S2類的父類
# 而實際傳入的參數是：S1對象和S2對象
def Func
(
F1
obj
)
:
"""Func函數需要接收一個F1類型或者F1子類的類型"""
obj
.
show
()
s1_obj
=
S1
()
Func
(
s1_obj
)
# 在Func函數中傳入S1類的對象 s1_obj，執行 S1 的show方法，結果：S1.show
s2_obj
=
S2
()
Func
(
s2_obj
)
# 在Func函數中傳入Ss類的對象 ss_obj，執行 Ss 的show方法，結果：S2.show
# Python 「鴨子類型」
class
F1
:
pass
class
S1
(
F1
)
:
def show
(
self
)
:
"S1.show"
class
S2
(
F1
)
:
def show
(
self
)
:
"S2.show"
def Func
(
obj
)
:
obj
.
show
()
s1_obj
=
S1
()
Func
(
s1_obj
)
s2_obj
=
S2
()
Func
(
s2_obj
)
總結
以上就是本節對於面向對象初級知識的介紹，總結如下：
面向對象是一種編程方式，此編程方式的實現是基於對 類 和 對象 的使用
類 是一個模板，模板中包裝了多個「函數」供使用
對象，根據模板創建的實例（即：對象），實例用於調用被包裝在類中的函數
面向對象三大特性：封裝、繼承和多態
問答專區
問題一：什麼樣的代碼才是面向對象？
答：從簡單來說，如果程序中的所有功能都是用 類 和 對象 來實現，那麼就是面向對象編程了。
問題二：函數式編程 和 面向對象 如何選擇？分別在什麼情況下使用？
答：須知：對於 C# 和 Java 程序員來說不存在這個問題，因為該兩門語言只支持面向對象編程（不支持函數式編程）。而對於 Python 和 PHP 等語言卻同時支持兩種編程方式，且函數式編程能完成的操作，面向對象都可以實現；而面向對象的能完成的操作，函數式編程不行（函數式編程無法實現面向對象的封裝功能）。
所以，一般在Python開發中，全部使用面向對象 或 面向對象和函數式混合使用
面向對象的應用場景:
1. 多函數需使用共同的值，如：資料庫的增、刪、改、查操作都需要連接資料庫字元串、主機名、用戶名和密碼
class
SqlHelper
:
def __init__
(
self
,
host
,
user
,
pwd
)
:
self
.
host
=
host
self
.
user
=
user
self
.
pwd
=
pwd
def
增
(
self
)
:
# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開資料庫連接
# do something
# 關閉資料庫連接
def
刪
(
self
)
:
# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開資料庫連接
# do something
# 關閉資料庫連接
def
改
(
self
)
:
# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開資料庫連接
# do something
# 關閉資料庫連接
def
查
(
self
)
:
# 使用主機名、用戶名、密碼（self.host 、self.user 、self.pwd）打開資料庫連接
# do something
# 關閉資料庫連接# do something
2. 需要創建多個事物，每個事物屬性個數相同，但是值的需求
如：張三、李四、楊五，他們都有姓名、年齡、血型，但其都是不相同。即：屬性個數相同，但值不相同
class
Person
:
def __init__
(
self
,
name
,
age
,
blood_type
)
:
self
.
name
=
name
self
.
age
=
age
self
.
blood_type
=
blood_type
def detail
(
self
)
:
temp
=
"i am %s, age %s , blood type %s "
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
blood_type
)
print temp
zhangsan
=
Person
(
"張三"
,
18
,
"A"
)
lisi
=
Person
(
"李四"
,
73
,
"AB"
)
yangwu
=
Person
(
"楊五"
,
84
,
"A"
)
問題三：類和對象在內存中是如何保存？
答：類以及類中的方法在內存中只有一份，而根據類創建的每一個對象都在內存中需要存一份，大致如下圖：
如上圖所示，根據類創建對象時，對象中除了封裝 name 和 age 的值之外，還會保存一個類對象指針，該值指向當前對象的類。
當通過 obj1 執行 【方法一】 時，過程如下：
根據當前對象中的 類對象指針 找到類中的方法
將對象 obj1 當作參數傳給 方法的第一個參數 self
作者：武沛齊
出處：http://www.cnblogs.com/wupeiqi/
鏈接：www.cnblogs.com/wupeiqi/p/4493506.html
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※AppleCare+ for Mac正式面向中國市場推出
※Facebook Reality Labs正式成立面向VR/AR開發
※Google只發布面向Linux和Mac的VR180 Creator
※Dell宣布與Google合作：面向商務領域推出Chromebook
※Surface Phone：ARW處理器和觸屏筆，將面向高端市場開放
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