Python指南：面向對象程序設計

1、面向對象方法

接下來將基於使用程序對圓進行描述這一問題，來解釋純過程型程序設計方法存在的問題。用於描述一個圓所需要的最少數據包括圓心坐標（x, y）以及圓的半徑，簡單的方法是使用一個三元組對圓進行描述，比如：。

如果只給出這個表示，那麼我們可以理解為，也可以理解為，二義性是其一個不足之處。另外一個不足在於，只能通過索引位置對其中的值進行存取，還是得提前知道元組中每個位置所代表的含義。

可以使用namedtuple解決獲取元素順序的問題（假設distance_from_origin函數已定義）：

雖然可以解決元素順序的問題，但是如果半徑給定的值為負值，這個數據是不合理的，假設會在distance_from_origin函數中進行檢查，但這隻有在調用的時候才能檢查，並不能在創建 Circle 對象的時候進行驗證，這就是純過程型程序設計的弊端。

對象：我們之前見過的 dict、int、str 等數據類型其實是一個類，我們也可以稱之為一個對象。

對象中通常包含屬性——方法是可調用的屬性，其他屬性則是數據。方法其實也是一個函數，只不過其第一個參數是調用該方法的實例本身（self）。在屬性名前以兩個下劃線引導，Python就會阻止無心的訪問，因此可以認為是私有的。

面向對象的優勢之一是如果我們有一個類，就可以對其進行專用化，這意味著創建一個新類，新類繼承原始類的所有屬性（數據和方法），通常可以添加或替換原始類中的某些方法，或添加更多的實例變數。

創建自定義類的兩種語法：

我們從簡單的類 Point 開始，該類存放坐標 (x, y)，定義於文件 Shape.py 中，其完整實現如下：

Point 類有兩個數據屬性（self.x和self.y），還包含5個方法（不包括繼承來的方法），其中4個屬於特殊方法。導入 Shape 模塊後， Point 類就可以像其他類一樣進行使用，其屬性可以直接存取。

01.Point繼承關係

對 Point 類的基本使用：

對方法進行調用時，Python 會自動提供第一個參數——這個參數是對對象自身的對象引用（在 C++ 與 Java 中稱為 this）。我們必須在參數列表中包含這一參數，根據約定，這一參數稱為self。所有的對象屬性都必須由self進行限定。

創建一個對象，需要兩個步驟：調用特殊方法 __new__() 來創建該對象，之後調用特殊方法 __init__() 對其進行初始化。

接下來我們新建一個繼承自 Point 類的 Circle 類，添加一個額外的屬性（radius）以及3個新方法，此外重新實現Point類的幾個方法：

Circle 類的繼承關係如下：

02.Circle繼承關係

在 __init__() 方法中，使用 super() 來調用基類的 __init__() 方法，從而創建並初始化 self.x 屬性與 self.y 屬性。下面給出兩個使用實例：

多態意味著，給定類的任意對象在使用時都可以看做該類的任意某個基類的對象，這也是為什麼在創建子類時只需要實現我們需要的附加方法，必須重新實現的也只是那些需要替代的方法。

property()修飾器函數是一個內置函數，至多接受4個參數：一個獲取者函數，一個設置者函數，一個刪除者函數以及一個docstring。

為將屬性轉換為可讀/可寫的特性，我們必須創建一個私有屬性，其中實際上存放了數據並提供獲取者方法與設置者方法。接下來我們對 Circle 類的 radius 屬性進行驗證。

測試：

執行之後會報錯：

這樣就會在創建 Circle 對象時進行驗證了。

本文介紹了 Python 對面向對象程序設計的基礎知識。展示了純過程型程序設計的一些不足，並使用面向對象來克服這些不足。

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