一、面向對象 ### --- 面向對象基本概念~~~ # 面向過程： ~~~ 根據業務邏輯從上到下寫代碼。 ~~~ # 面向對象： ~~~ 將變量與函數、屬性綁定到一起，分類進行封裝，每個程序只要負責分配給自己的功能， ~~~ 這樣能夠更快速的開發程序，減少了重復代碼。 ~~~ 我們在前面寫的代碼都是面向過程的，這對初學者比較容易接受， ~~~ 而且，對于比較簡單的需求，用面向過程實現起來確實更簡單。 ### --- 那什么是對象呢 ？~~~ 我們可以理解為實際存在的實物，比如一個用戶、一臺ATM機、一幢建筑， ~~~ 亦或者是軟件業務流程中產生的虛擬概念，比如訂單、購物車、用戶賬戶。 ~~~ 我們發現，不管是實體還是虛擬產物，它們都是有一些共同點，都是名詞，有自己的行為， ~~~ 有自己的屬性。比如說用戶對象，用戶都有相同的幾個屬性，名字、年齡、性別、注冊時間、 ~~~ 上一次登錄的時間等等。但不同用戶這個幾屬性的值卻都不一樣。下面我們來看幾個例子。 ~~~ 如果你想向另一個人描述一只狗， ### --- 那你會說出這只狗的哪幾個特點？ ~~~ 品種 ~~~ 顏色 ~~~ 體型大小~~~ # 狗會有哪些行為呢？ ~~~ 吃東西 ~~~ 奔跑 ~~~ 吠叫 ~~~ 這些都是我們基于常識總結出來的狗的特點和行為， ~~~ 對象的屬性就是可以精確描述事物的特點，對象的函數就是事物的行為。 二、類和實例 ~~~ # 現在我們用代碼來實現一下“狗”對象先介紹Python里的一個重要概念：類它也是面試對象編程的基礎。 class Dog: pass~~~ # 這樣我們就定義了一個類，使用class關鍵字，加上一個類名，這樣我們就定義了一個空的類。 ~~~ 類名一般使用名詞，且使用駝峰式命名法。 ~~~ # 類是創建對象的模板，對象是類的實例。類就像生產線，有了類，就可以生產出許許多多的相同對象。 ~~~ # 使用上面的Dog類來創建一個Dog對象： dog = Dog() type(dog)~~~ # 這里dog就是Dog的實例，通過內置的type函數，可以查看任何對象的類。 type(1) type('abc') type([]) ~~~ # 這些都是我們學習過的數據類型，我們看到它們分別是整數、字符串和列表。那dog的類型就是Dog。 ~~~ # 如果我們不知道一個對象是不是某種類型，就可以用type判斷。 type('abc') == str # True type(dog) == Dog # True type(1) == int # True~~~ # 也可以使用內置函數isinstance來判斷對象與類的關系 isinstance('abd', str) # True isinstance(1, int) # True isinstance(dog, Dog) # True 三、對象的屬性與方法 ### --- 現在我們來完整的實現一下Dog類：class Dog: def __init__(self): self.breed = None self.color = None self.size = None def eat(self): print("I like bones") def run(self): print("I'll catch you.") def bark(self): print('Wang! Wang!') ~~~ # 大家應該注意到，類的每一個方法的第一個參數是self ，但在調用的時候卻不需要傳參數給它。它是類方法和普通函數的區別，這個self代表的是實例自身，意思是“我的”，現在我們來創建Dog的實例dog = Dog() dog.eat() dog.run() dog.bark() print('一只%s型%s色的%s' % (dog.size, dog.color, dog.breed)) ~~~ # 調用不同的方法能打印出不同的內容，體現了不同的行為。但是最后一句話打印出來的內容卻是None，因為我們還沒有設置相應的屬性。dog.breed = '哈士奇' dog.color = '黑白' dog.size = '大' print('一只%s型%s色的%s' % (dog.size, dog.color, dog.breed))~~~ # 一只大型黑白色的哈士奇 ~~~ # 如果每個創建完每個對象之后還要一個個的設置屬性，會很麻煩。我們可以使用__init__ 函數來接收初始化參數，這樣就可以把屬性的值作為參數在初始化對象的時候就傳給它。大家應該也注意到了，__init__ 函數看起來與眾不同的樣子，它是Python的類用來初始化對象的構造函數，它的名字是固定的，必須這樣寫，創建對象時會首先調用它。改完后構造函數后代碼如下：class Dog: def __init__(self, size, color, breed='土狗'): self.breed = breed self.color = color self.size = size def eat(self): print("I like bones") def run(self): print("I'll catch you.") def bark(self): print('Wang! Wang!') ~~~ # 現在再來創建對象：dog = Dog('中', '黃') print('一只%s型%s色的%s' % (dog.size, dog.color, dog.breed)) ~~~ # 第三個參數breed因為給了它默認值，所以可以不用傳。 ~~~ # 我們在之前學習的字符串、列表的所有函數，實際是調用字符串對象、列表對象的方法。 ~~~ # 對象自身的屬性是直接可以方法里使用的，比如我們改造一下bark方法，讓狗可以開口自我介紹class Dog: def __init__(self, size, color, breed='土狗'): self.breed = breed self.color = color self.size = size def eat(self): print("I like bones") def run(self): print("I'll catch you.") def bark(self): print('我是一只%s型%s色的%s' % (self.size, self.color, self.breed)) ~~~ # 這里在bark方法里使用的self和構造函數里的self一樣，都是指向對象自身。dog = Dog('中', '黃') print('一只%s型%s色的%s' % (dog.size, dog.color, dog.breed)) 四、類屬性與方法 ~~~ # 對象是從類創造的，對象的屬性和方法雖然是在類中定義的，但它們的值是各個對象獨有的，互相不能共享。而類也有屬性和方法，且它們可以和類創建的所有對象共享。我們先來定義一個類class Goods: def __init__(self): self.name = '' self.price = 0 self.discount = 1 ~~~ # Goods類有三個對象屬性，每個商品有自己的名稱、價格、折扣。我可以隨意的創建商品g1 = Goods() g2 = Goods() ~~~ # 但如何知道一共創建了多少個商品呢？我們可以給Goods類加一個計數器。class Goods: count = 0 def __init__(self): Goods.count += 1 self.name = '' self.price = 0 self.discount = 1 ~~~ # 我們給Goods類加了一個屬性count，每當調用__init__ 函數時將它加1，這樣我們就可以知道一共創建了多少商品對象了。這個count就是類屬性，它可以通過對象訪問，也可以通過類訪問。g1 = Goods() g1.count # 1 g2 = Goods() Goods.count # 2 ~~~ # 即使沒有定義對象，也可以直接訪問count屬性，這就是類屬性，同樣，類方法也不需要創建對象，通過類名就可以訪問。我們改造一下Goods類，給它增加一個屬性id，表示商品唯一的序列號，為了保證id不重復，我們使用計數器，每創建一個商品給它加1。class Goods: id_count = 0 @classmethod def generate_id(cls): cls.id_count += 1 return cls.id_count def __init__(self): ~~~ # zfill函數表示用“0”將數字補足5位self.id = str(self.generate_id()).zfill(5) self.name = '' self.price = 0 self.discount = 1 ~~~ # 這里的generate_id 方法就是一個類方法，它的上面一行有一個@classmethod ，聲明了它是類方法，它的參數不再是self，而是cls，指向類本身，用來在類方法內部訪問類成員屬性和方法。這個方法每次將id_count屬性加1，并返回。~~~ 這種@ 符號的寫法叫做裝飾器，裝飾器是用來裝飾函數的，不同的裝飾器賦予函數不同的特殊功 ~~~ 能。對于classmethod裝飾器，大家只要知道它是用來定義類方法的就行了。 ~~~ # 現在我們再來試試：g1 = Goods() g2 = Goods() g1.id # 00001 g2.id # 00002 Goods.id_count # 2 五、一切皆對象 ~~~ # 在Python中一切都是對象，我們使用的數字、字符串、函數甚至類本身，都是對象。所有的對象都可以用type函數來判斷它的類型，同時可以用dir函數來查看它的屬性和方法。dir(dog) ~~~ # 會顯示出dog對象的所有屬性和方法，包括剛剛定義的那幾個方法和屬性。對于對象，也可以使用help函數查看它的幫助文檔。help(sum) help(print) ~~~ # 這些幫助信息可以在定義的時候寫入到代碼里：def bark(self): """一只狗的自我介紹""" print('我是一只%s型%s色的%s' % (self.size, self.color, self.breed)) ~~~ # 加上這句文檔后，我們就可以使用help函數查看bark方法的幫助信息了，這有助于其他人使用我們的方法。help(dog.bark) help(Dog.bark) ~~~ # 一切皆對象是一句簡單的話，但它的精神卻很深邃，試試下面的代碼，你還能看得懂嗎？lst = [] lst.append(Dog) dog = lst[0]('中', '黃') lst.append(dog) lst[1].bark() lst[1].sleep = lambda: print('Good night.') lst.pop().sleep() ~~~ # 有時候兩個對象的值完全相同，我們可以說這兩個對象是相等的，但不能說它們是同一個對象。l1 = [1, 2, 3] l2 = [1, 2,] l1 == l2 # False l2.append(3) l1 == l2 # True l1 is l2 # False ~~~ # 最后一行操作，使用is 關鍵字來判斷這兩個對象是否是同一個對象，結果是False。它表明l1和l2是不同的對象，這一點可以使用id函數看出來： ~~~ # 分別返回兩串不同的數字，這個一長串的數字代表了對象所指向的內存空間地址。id(l1) id(l2) 六、綜合案例-電商購物車商品統計分析 ### --- 項目需求~~~ 可以設置每個商品的名稱、價格、折扣率，用戶將商品加入到購物車以后， ~~~ 能夠立即顯示所有商品、總價、折扣情況和實際需要支付的金額，也就是折扣后的金額。 ~~~ 商品的名稱、價格、折扣率都可以隨意修改，且修改完成后， ~~~ 購物車中的相關信息和金額也會發生改變。 ~~~ 需求分析：在這個需求里面，提到了兩個虛擬產物，商品與購物車，也就是說需要定義兩個類。 ### --- 編程實現class Goods:"""商品類"""id_count = 0\@classmethoddef generate_id(cls):cls.id_count += 1return cls.id_countdef __init__(self, name, price, discount=1):self.id = str(self.generate_id()).zfill(5)self.name = nameself.price = priceself.discount = discountdef calc_price(self):"""計算商品打折后的實際價格"""return self.price * self.discount ### --- 這是商品類，它有四個屬性：ID、商品名稱、價格、折扣，另外它還有一個函數，計算出商品打完折后的價格。接下來我們來創建幾個商品對象：g1 = Goods('iPhone 11', 6000, 0.9) g2 = Goods('U盤32G', 100, 0.8) g3 = Goods('華為P40', 5000) ### --- 這樣我們就創建了三個商品對象，并設置好了它們的名稱、價格、折扣。接下來我們來編寫購物車類：class Cart:"""購物車"""def __init__(self):self.cart = {}self.goods_list = []def add(self, goods, num=1):"""向購物車中添加商品"""if goods in self.goods_list:self.cart[goods.id] = self.cart[goods.id] + numelse:self.goods_list.append(goods)self.cart[goods.id] = numdef remove(self, goods, num):"""從購物車減少或刪除商品"""if goods not in self.goods_list:return self.cart[goods.id] -= numif self.cart[goods.id] <= 0:del self.cart[goods.id] self.goods_list.remove(goods)def get_goods_by_id(self, id):"""根據商品名稱查找商品"""for g in self.goods_list:if g.id == id:return gdef get_total_amount(self):"""獲取當前購物車中的總價"""amount = 0for name, num in self.cart.items():goods = self.get_goods_by_id(name)amount += goods.price * numreturn amountdef get_pay_amount(self):"""獲取實際需要支付的總價"""amount = 0for name, num in self.cart.items():goods = self.get_goods_by_id(name)amount += goods.calc_price() * numreturn amountdef show(self):"""顯示當前購物車中所有商品的數量、價格，以及總價"""title = ('商品', '單價', '數量', '價格(元)')def show_row(row):"""內部函數，顯示購物車中的一行"""for col in row:print(str(col).ljust(12), end='\t')print()print("-" * 70)show_row(title)for id, num in self.cart.items():goods = self.get_goods_by_id(id)price = '%.2f' % goods.priceif goods.discount < 1:price = '%.2f (%d折)' % (goods.price, goods.discount * 10)show_row((goods.name, price, num, '%.2f' % (goods.calc_price() * num))) total_amount = self.get_total_amount()pay_amount = self.get_pay_amount() discount_amount = total_amount - pay_amountshow_row(('', '', '', '總金額: %.2f' % total_amount))if discount_amount > 0:show_row(('', '', '', '優惠: %.2f' % discount_amount))show_row(('', '', '', '實付金額: %.2f' % pay_amount)) ### --- 這是購物車類，看起來它的代碼很長。共有兩個屬性，6個方法。其實這個類主要就是提供了三個功能： ~~~ 增加商品 add ~~~ 減少商品 remove ~~~ 顯示商品 show ~~~ 其他的函數都是輔助實現這三個主要功能。cart是一個字典，用來保存商品和數量的對應關系，它的鍵名是商品ID(字符串)；goods_list是一個列表，保存了購物車所有商品的詳細信息(商品類實例)，注意它們的數據結構。 ~~~ 有了Goods和Cart，我們就可以隨意的增加刪除商品，并可以隨時查看購物車里的情況。cart = Cart() cart.add(g1) cart.add(g2, 3) cart.show() ### --- 顯示如下：商品 單價 數量 價格(元) iPhone 11 6000.00 (9折) 1 5400.00 U盤32G 100.00 (8折) 3 240.00 總金額: 6300.00 優惠: 660.00 實付金額: 5640.00 ### --- 我們可以繼續增加或者刪除，并隨時可以查看購物車的商品、計算總金額。如果商品的數量為零，則會從購物車中被刪除cart.remove(g2, 2) cart.show() cart.remove(g2, 1) cart.show() ### --- 如果商品的名稱、價格或者折扣發生了變化，我們只需要修改商品對象就可以了，其他的代碼都不用修改，購物車中的信息會實時的跟隨調整。 ~~~ # 可以看到，在修改了g3對象的商品名稱之后，再次顯示購物車時發生了變化 ，而我們的Cart類不用修改任何代碼，這樣做到了不同實體之間的操作隔離，是不是有點感受到面向面向對象的便捷了呢？cart.add(g3) cart.show() g3.name = '華為P40 pro' cart.show() 七、自定義屬性-property ### --- Cart類中的這兩個函數get_total_amount 和get_pay_amount ，每次調用它們的時候都是直接調用，沒有傳遞任何參數，最后返回一個值。對于這種方法，其實可以把它們變成property(屬性)：@property def total_amount(self):"""獲取當前購物車中的總價"""amount = 0for name, num in self.cart.items():goods = self.get_goods_by_id(name)amount += goods.price * numreturn amount @property def pay_amount(self):"""獲取實際需要支付的總價"""amount = 0for name, num in self.cart.items():goods = self.get_goods_by_id(name)amount += goods.calc_price() * numreturn amount ### --- 我們在函數名前面加了一個property裝飾器，修改方法名，去掉了get_ ，其實方法名也可以不改，在這里修改是為了代碼的可讀性更通順。改造后，使用這兩個方法時，就可以像使用普通屬性一樣： ~~~ 這樣使用起來是不是更簡潔優雅了呢？ ~~~ 繼承* ~~~ 魔術方法*cart.total_amount cart.pay_amount

總結

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