Python_面向對象初步_類_屬性_方法_綜合案例（10）

一、面向對象介紹

（一）什麼是面向對象


面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP，面向對象程序設計）的主要思想是把構成問題的各個事物分解成各個對象，建立對象的目的不是爲了完成一個步驟，而是爲了描敘一個事物在整個解決問題的步驟中的行爲

（二）面向過程和麪向對象


面向過程和麪向對象都是軟件開發行業中的編程思想，在軟件開發歷程中都扮演了非常重要的角色，面向過程編程思想最直觀的實現方式就是函數式編程，面向對象的最直觀的實現方式是類和對象
面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟，然後用函數把這些步驟一步一步實現，使用的時候一個一個依次調用就可以解決問題。面向對象是把構成問題的事物分解成各個對象，通過對象的行爲之間的互相關聯解決問題，同時抽取的對象本身都是獨立的，可以擴展出更多的實現。面向過程和麪向對象最直觀的理解如下圖所示：

面向過程和麪向對象都是軟件開發行業中的編程思想，在軟件開發歷程中都扮演了非常重要的角色，面向過程編程思想最直觀的實現方式就是函數式編程，面向對象的最直觀的實現方式是類和對象

面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟，然後用函數把這些步驟一步一步實現，使用的時候一個一個依次調用就可以解決問題。面向對象是把構成問題的事物分解成各個對象，通過對象的行爲之間的互相關聯解決問題，同時抽取的對象本身都是獨立的，可以擴展出更多的實現。面向過程和麪向對象最直觀的理解如下圖所示：

（三）面向對象的優勢


面向對象和麪向過程不同的是，將構成問題的各個事物抽象出來作爲單獨的對象，此時每個對象的行爲就不再侷限於解決固定問題的某個步驟了，而是可以讓對象的行爲適用於任何一個可以起到作用的地方，這樣做的結果就是軟件的功能得到了非常好的擴展

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二、類和對象

（一）術語解釋

面向對象程序設計(Object Oriented Programming)中的概念主要包括：對象、類、屬性、方法、封裝、繼承、多態、消息傳遞。通過這些概念面向對象的思想得到了具體的體現

1、對象（object）
生活中有一句話，萬物皆對象，對象就是生活中客觀存在的實際物體，也被稱爲實體，實體
對象，實例，實例對象。
2、類（class）
類其實就是類型的簡稱，描述的是不同的數據類型，生活中還是那句話：萬物皆對象，各種
事物分門別類，描述生活中的不同類型的事物，就是類
3、屬性（Attribute）
生活中的實體物體，都是包含自己的特徵的，如人包含姓名、性別、年齡、膚色特徵(名詞)，
電腦包含顏色、尺寸、CPU、內存特徵，課程包含名稱，時長，週期特徵。
屬性就是對象的特徵（名詞）。
4、方法（Method）
生活中的實體物體，都是包含具體的行爲的，如人包含喫飯睡覺打豆豆…行爲，電腦包含開機、關機、播放、遊戲、辦公行爲，課程包含信息傳播行爲。
方法就是對象的行爲（動詞）。
5、其它（other）
面向對象中還會涉及到封裝、繼承、多態、數據綁定、消息通信等等，具體的概念和應用都會在後續的章節中進行詳細解讀

（二）類型聲明

類和對象是計算機編程語言中的用於描述事物的載體。它們的關係是，對象是類的實例，類是對象的模板。如下圖所示:

（三）類型聲明

類型聲明是面向對象程序設計開發的第一個環節，本節內容通過基本語法、命名規範先瞭解類型的基本建模方式，再分析在項目案例中怎麼分析和構建符合需求的類型

1、基本語法
Python 編程語言的語法提供了 class 關鍵字，用於類型的聲明，基本語法如下：

2、聲明規範
Python 編程語言相比較其他編程語言，爲了簡化編碼制定了更加嚴格的語法規則，並且在軟件開發過程中通過開發規範進行約束

① 類型名稱：標識符(字母、數字、下劃線組成，數字不能開頭)
帕斯卡命名法(大駝峯命名法):一個或者多個單詞組成，每個單詞首字母大寫
② 屬性特徵：就是一個變量，必須和 self 一起使用；
遵循變量的命名規則[見名知意、下劃線命名法]
③ 方法行爲：就是一個函數，遵循函數的命名規則[見名知意、下劃線命名法]

類型命名規範
類型名稱是一種標識符，由英文字母、數字和下劃線組成，數字不能開頭。項目開發規範要求類型名稱要做到見名知意，使用帕斯卡命名法


帕斯卡命名法，某些資料中也稱爲大駝峯命名法，是由一個或者多個單詞組成，每個大單詞的首字母大寫，如：UserInformation、Consumer，Goods 等等

屬性名稱規範
屬性，本質上就是一個普通的變量，聲明在類型中用於描述類型的一個特徵數據，所以屬性名稱的規範和變量的命名規範一致，做到見名知意，優先推薦下劃線命名法，或者使用駝峯命名法


駝峯命名法，某些資料中也稱爲小駝峯命名法，是由一個或者多個單詞組成，第一個單詞全部小寫，後面每個大單詞的首字母大寫，如：userGender、userType 等等

方法名稱規範


方法，本質上就是在類型中聲明的函數(類型賦予了方法更多的功能)，所以方法名稱的命名規範和函數的命名規範一致，做到見名知意，優先推薦下劃線命名法，或者使用駝峯命名法

其它規範


類型在標準開發規範的約束下，要求在類型聲明內部第一行必須包含文檔註釋，描述類型的作用，在類型內部先聲明屬性，再聲明方法，不同的方法之間分隔一個空行

類型的聲明案例


下面的代碼中，聲明瞭一個普通的用戶類型，類型包含賬號、密碼、暱稱屬性，包含保存、刪除的方法

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        print("開始執行對象初始化")
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname

    def save(self):
        """保存方法"""
        pass

    def delete(self):
        """刪除方法"""
        print("執行刪除操作")

（四）面向對象設計開發

面向對象程序設計開發，是一種成熟的程序設計開發方式，有固定的開發步驟，通常包含如下四個環節：


面向對象分析(OOA:Object-Oriented Analysis)	從用戶需求出發，分析項目中需要解決的問題，抽象項目中的功能和互相依賴的關係，確定功能開發過程中的限制條件
面向對象設計(OOD:Object-Oriented Design)	根據分析得到的具體的問題，抽取參與解決問題的對象
面向對象編程(OOP:Object-Oriented Programming)
編程對象測試(OOT:Object-Oriented Testing)

軟件從開發到交付的完整示意流程，如下圖所示：

1、項目分析
以個人博客項目爲例進行面向對象的分析及開發，個人博客是以信息共享和社交爲目的經典軟件產品，首先針對個人博客的功能進行分解，如圖所示：

項目中需要的功能，就是我們需要解決的問題，根據面向對象的設計原則，簡要分析實現上述功能需要參與的對象，如圖所示：

2、聲明類型
根據項目分析，我們需要創建項目中需要的類型，首先創建項目並構建項目結構，項目名稱爲：blog，項目中定義類型的模塊爲：model.py，初始項目結構如下圖所示：

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三、實例屬性和方法

類型作爲一種事物的描述，需要同時描述事物的特徵和他們所具備的行爲，描述特徵數據的就是實例屬性，描述行爲的就是實例方法，如下圖所示超級英雄類型中，就可以抽取所有超級英雄共有的特徵和行爲，並將這些特徵和行爲聲明在超級英雄類型中表現出來

（一）基本語法

實例屬性，是類型中用於描述每個對象具體數據的，在類型聲明過程中，將實例屬性聲明在__init__()方法中，通過接受傳遞的參數數據進行數據初始化，基本語法如下：

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        print("開始執行對象初始化")
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname

實例方法，是類型中描述每個對象的行爲操作的，通過函數語法進行體現，將對象的行爲函數聲明在類型的內部，稱爲類型的實例方法，基本語法如下：

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        print("開始執行對象初始化")
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname

    def save(self):
        """保存方法"""
        pass

    def delete(self):
        """刪除方法"""
        print("執行刪除操作")

（二）self關鍵字

類型中的方法，第一個參數都是 self，self 關鍵字用於描述當前對象自身，類似生活中” 我”這個名詞一樣，通過 self 可以在實例方法中獲取到當前對象自身的所有實例屬性和實例方法


self 關鍵字主要用於描述當前對象，聲明在方法的第一個位置參數上，是一個變量，所以可以修改成任意單詞來表示，但是約定俗稱使用 self 這個單詞

（三）實例操作

個人博客項目中，我們已經根據功能涉及的對象抽取了作者類型和文章類型，根據我們在項目中的操作方式，就可以爲所有的作者聲明他們共有的屬性和方法了，文章亦如此

根據分析得到的結果，按照類型聲明的語法，完善作者類型的實例屬性和實例方法，操作代碼如下：

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四、構造方法

面向對象程序設計開發中，對象是具體包含處理數據的實體，通過類型創建對象並使用對象的實例屬性和實例方法，是開發必須掌握的一個環節

（一）創建對象語法

通過聲明的類型，可以創建該類型對應的具體對象，基本語法如下：

創建對象時就可以將數據通過參數傳遞給__init__()方法完成屬性的初始化，並將創建好的對象的地址存儲在 user 變量中，通過 user 變量可以找到或者引用到創建的對象，所以稱 user 變量爲對象的引用變量

（二）對象屬性和方法

創建對象是爲了使用對象的屬性和方法，在語法中可以通過對象的引用變量來獲取對象並操作對象的屬性和方法
1、對象的實例屬性

2、對象的實例方法

（三）、對象的創建過程

程序都是運行在計算機內存中的，對象的創建也是在程序申請的內存空間中完成的，在對象構建過程中，主要經歷了申請空間、創建對象、屬性初始化的過程
運行程序，就可以看到在創建對象時，解釋器自動調用了__new__(cls)創建對象，調用 init(self)初始化數據的過程
通過代碼進行演示，可以看到解釋器構建對象的過程：

# - 申請空間-->創建對象-->屬性初始化
# 
# - 類名(),準備創建對象，申請內存空間-->調用`__new__`()方法，創建對象-->
# 調用`__init__`()方法，對象初始化-->將創建好的對象賦值給"="左邊的變量

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username):
        """記錄用戶屬性"""
        print("對象初始化操作")
        self.username = username
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        """創建對象"""
        print("開始創建對象")
        return object.__new__(cls)
user = User("穩穩")

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五、對象的打印和開發

（一）對象的打印

通過對象的創建過程瞭解到，對象一旦創建完成，是將對象在內存中的地址臨時存儲在引用變量中的，這樣通過引用變量才能訪問到對象，所以在程序中直接打印可以找到對象的引用變量時，就會得到引用變量中存儲的內存地址數據

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname

    def save(self):
        """保存方法"""
        pass

    def delete(self):
        """刪除方法"""
        print("執行刪除操作")
# 創建user對象,會自動執行__init__()方法
user = User("穩穩","123","C9")
print(user)
print(id(user))

（二）str（）和repr（）

項目中直接訪問對象，就會獲取到對象的內存地址，對於項目的開發人員來說，更多的時候關注的是對象本身的數據，打印對象直接獲取對象內部關鍵數據是一種非常直觀並且非

1、str（）

#可以通過 對象名.屬性名 查看屬性值，但是當屬性比較多時，查看屬性就不太方便
#打印對象時，會自動調用__str__()方法
class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname
    def __str__(self):
        print("--str--")
        # return "123"
        return f"{self.username} {self.password} {self.nickname}"
user = User("穩穩","123","C9")
#打印對象會自動執行__str__()方法
print(user)
print([user])

2、repr（）

class User:
    """用戶類型"""
    def __init__(self,username,password,nickname):
        """記錄用戶屬性"""
        self.username = username
        self.password = password
        self.nickname = nickname
    # def __str__(self):
    #     print("--str--")
    #     return f"{self.username} {self.password} {self.nickname}"

    def __repr__(self):
        print("--repr--")
        return f"{self.username} {self.password} {self.nickname}"
user = User("穩穩","123","C9")
#打印對象會自動執行__str__()方法,如果沒有此方法，會尋找__repr__()方法
print(user)
print([user])

class Student:
    """學生類"""
    def __init__(self,name,age):
        """初始化屬性"""
        self.name = name  #stu1.name="穩穩"
        self.age = age

    def __str__(self):
        """自我介紹的方法"""
        return (f"我叫{self.name}，今年{self.age}歲，請多多關照！")

stu1 = Student("穩穩",20)
print(stu1)

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六、案例練習說明

1、老張開車去東北[函數式]

# 老張開車去東北
#
# ```
# 需求：發動車輛，輸入姓名，車型，到達的目的地（面向過程）
# 定義車輛發動函數，駕駛函數，到達目的地函數
# ```
import time


def start():
    """駕駛員"""
    name = input("請輸入姓名：")
    print("用戶：",name)
    #調用車輛駕駛函數
    driver(name)

def driver(name):
    """駕駛"""
    car = input("請輸入車的型號")
    print(f"{name}駕駛{car}，準備出發。。。")
    area = input("請輸入要到達的目的地")
    #調用到達目的地函數
    run(area)

def run(area):
    """車行駛到達目的地"""
    for i in range(10):
        time.sleep(0.5)
        print("->",end='')
    print("經過跋山涉水，到達目的地",area)
# start()

2、老張開車去東北[面向對象]

# 面向對象開車
# 老張開車去東北
# """
# 人類
#     屬性：姓名，年齡，性別
#     方法：開車 (傳遞一個車對象，直接調用車行駛的方法，不需要關係車是如何行駛的)
# 車類
#     屬性：品牌，顏色
#     方法：行駛
# 地點類
#     屬性：省市縣
# """
class Person:
    """人的類型"""
    def __init__(self,name,age,gender):
        """屬性初始化方法"""
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def driver(self,car):
        """開車，人的行爲"""
        print(f"{self.name}準備出發")
        #調用車對行駛的方法
        car.run("東北")

class Car:
    def __init__(self,brand,color):
        """屬性初始化方法"""
        self.brand = brand
        self.color = color

    def run(self,area):
        print(f"{self.color}的{self.brand}發動了，準備去{area}")

# #創建出所有參數問題的對象
per1 = Person("老張",50,"男")
qirui = Car("瑞虎5x","灰色")
per1.driver(qirui)
#
# aodi = Car("奧迪A6","白色")
# per2 = Person("老王",45,"男")
# per2.driver(aodi)

3、文章發表


#發表文章練習
"""
文章有標題，作者，內容，可以保存，數據保存在類屬性中
數據類型：可以保存數據
文章類型：
    屬性：標題，作者，內容
    方法：保存
"""

class Database:
    """數據類型"""
    #保存文章的類屬性
    article_dict = {}

class Article:
    def __init__(self,title,author,content):
        """實例屬性初始化"""
        self.title = title
        self.author = author
        self.content = content

    def save(self):
        """保存文章數據"""
        #字典根據鍵保存值的方法  self是當前文章對象
        Database.article_dict[self.title] = self

#發表文章
title = input("請輸入文章標題：")
author = input("請輸入文章作者：")
content = input("請輸入文章內容：")

#創建文章對象
article = Article(title,author,content)
#保存文章
article.save()

#查看文章數據
for title,article in Database.article_dict.items():
    print(f"標題：{title}\n文章內容：{article.content}")

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Python_面向對象初步_類_屬性_方法_綜合案例（10）

目錄:

一、面向對象介紹

二、類和對象

三、實例屬性和方法

四、構造方法

五、對象的打印和開發

六、案例練習說明

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