Python程序設計項目化教程 課件 項目9-面向對象編程

——模塊化編程e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC《項目九》知識技能樹2341Contents目錄面向對象的基本概念實例的創(chuàng)建和調(diào)用添加屬性和方法類成員的封裝e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC5類的繼承和多態(tài)e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC1面向對象基本概念1.1什么是面向對象編程e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC所謂的面向對象，就是根據(jù)業(yè)務需求，將編程中涉及到被操作的對象抽象為類，然后在根據(jù)編程語言語法定義出類，并為類添加方法和屬性，通過調(diào)用方法實現(xiàn)功能，訪問屬性實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫。面向對象編程是一種思想，是一種更接近現(xiàn)實世界的編程思想。在現(xiàn)代編程中得到廣泛的應用。目前全球的高級編程語言，除了C語言等極少數(shù)，絕大部分都支持面向對象編程思想。1.2什么是類e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC在編程中把具有相同特性和行為的對象抽象為類(class)，并賦予相應的屬性（property）和行為（method），再通過創(chuàng)建類的具體對象，并操作對象實現(xiàn)編程目標。總之，類（class）是具有相同特性（屬性）對象的抽象（總稱）。1.3什么是對象(實例)e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC對象（object）是類的具體化。比如，如果認為動物是一個類，那么貓、狗、獅子就是動物的具體化，就是對象（面向對象編程中往往叫實體，即instance，也叫實例）。所以，類是具有相同特性（屬性）和行為（功能）的一類對象的總稱（抽象），而對象（實例）則是類的具體化。1.4什么是屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC屬性（property）是對象所擁有的特征（或屬性）。比如，花的屬性包括顏色、名稱、開花時長、開花時間等。不同的花雖然具有這些共同的特性，但特性的值是不一樣的，這就需要在創(chuàng)建具體對象的時候賦予不同對象不同的屬性值，這樣每個對象就具有各自的特征。屬性是對象的特征，屬性值是對象特征的具體數(shù)據(jù)表現(xiàn)。1.4什么是方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC方法（method）是對象具備的功能（或行為）。所謂的功能就是指對象能具體做什么。如人的行為包括，吃、喝、說、走、勞動等，鴿子的行為包括：飛、抓蟲子、呼叫等等。需要注意的是，方法是一個過程（函數(shù)），屬性是對象的某個特征。在面向對象編程中屬性是用于保存對象的特性數(shù)據(jù)，而方法則是一段完成特定功能的代碼集合。e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC2對應和創(chuàng)建類的（對象）實例2.1定義類e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFACPython中使用面向對象編程和其它語言類似。首先，需要定義被抽象編程對象為類，然后再創(chuàng)建類的對象實體，再操作對象實體，完成業(yè)務需求。所以，要使用面向對象編程思想，首先要定義類。Python中定義類的語法如下：

2.2創(chuàng)建對象和調(diào)用對象的方法和屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC（1）創(chuàng)建類的對象（實例）非常簡單，基本語法如下：對象名稱=類名(初始化參數(shù))（2）調(diào)用對象的方法屬性非常簡單，如下：e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC3給類添加屬性和方法3.1兩種屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC面向對象編程中的屬性有兩種：對象屬性：對象屬性（也叫實例屬性）是每個類對象單獨擁有且其值可能不同的屬性，如前面的_name屬性，每個對象名字就不同；類屬性：類屬性是類的所有對象共享的屬性且其值是相同的，如學生總數(shù)(count)，平均年齡(avgAge)等屬于所有學生共享的屬性。3.2給類添加類屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC為類添加類屬性有兩種方式：（1）一種方式，就是在類定義中添加類屬性并設置其初始值（2）另外一種方式，就是通過類名添加類屬性和賦初值類屬性可以通過“類名.類屬性”方式訪問，也可以通過“對象名.類屬性名”方式訪問。注意：Python中兩種添加類屬性的方式容易“混亂”，建議類屬性均在類定義代碼中添加。3.3給類添加對象屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC對象屬性（也叫成員屬性）是不同對象可以擁有不同屬性值的屬性。Python中添加對象屬性也有兩種方法：（1）一種是在類定義時添加屬性并初始化，（2）另一種是在類的定義外部通過對象名添加屬性并初始化。注意：（1）為類添加對象屬性往往是在__init__方法中，該方法叫初始化方法（或構造方法）,在創(chuàng)建類的對象實例時會自動被調(diào)用；（2）通過對象名添加屬性只被該對象擁有，類的其它對象是“看不到的”；（3）推薦使用第一種方式為類添加對象屬性；（3）而對象屬性只能只能通過“對象名.屬性名”方式訪問；（4）每個類都包含一個內(nèi)置的屬性self，它代表當前對象本身。（5）在類的定義中，要訪問當前對象的方法，必須通過self.方法名()形式訪問，要訪問當前對象的屬性，必須通過“self.屬性名”方式進行。3.3給類添加對象屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC給類添加對象屬性實例：3.4給類添加類方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC方法是類對象實體的具體功能，在類定義中表現(xiàn)為函數(shù)的定義。在Python中的方法有三種：即對象方法（也叫實例方法）、類方法（也叫類方法）和靜態(tài)方法。 對象方法：和對象屬性類似，屬于每個具體對象，只能通過“對象名.對象方法名()”方式調(diào)用，對象方法中，要操作當前對象的屬性方法，需要用到內(nèi)置的self屬性； 類方法：類方法是所有對象共享的方法，可以通過“類名.類方法名()”方式或者“對象名.類方法名()”方式調(diào)用，類方法中調(diào)用當前類的類方法和類屬性，類方法中不允許調(diào)用對象方法和對象屬性； 靜態(tài)方法：靜態(tài)方法就是普通的函數(shù)，不屬于某個對象，靜態(tài)方法中不允許調(diào)用類方法、類屬性和對象方法及對象屬性。3.4給類添加類方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC給類添加方法的實例：e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC4封裝類的成員4.1面向對象的三大特征e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC面向對象編程有三大特征：即封裝、繼承和多態(tài)。學習面向對象程序設計思想，必須掌握這幾個概念。（1）封裝(Encapsulation)，限制類成員的可見范圍，從而隱藏類內(nèi)部結構的復雜性，確保編程的高內(nèi)聚性。（2）繼承（Inherit），就是通過現(xiàn)有的類派生出新的類，派生出的類包含原有類的部分或全部成員，這樣做可以非常方便的擴展類的功能。（3）多態(tài)(polymorphism)，多態(tài)性體現(xiàn)在類的繼承中。一個類繼承自某個類，則這個類即包含了父類的功能，又包含了自己的功能，在實際運行中，有它時候體現(xiàn)的是父類的功能或特性，有時候又體現(xiàn)的是自己的功能或特性。4.2封裝類的屬性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC屬性的封裝主要包括public(公共屬性)、protected（保護屬性）、private（私有屬性）三種。具體如下：（1）private封裝：屬性名前加雙下劃線(__)，該屬性只能在類的定義代碼中訪問，類外部的代碼不能直接訪問。（2）protected封裝：屬性名前加單下劃線(_)，該屬性只能被當前類和它的子類訪問。也不能通過import的方式在其它模塊中訪問。（3）public封裝：屬性名前無下劃線，表示該屬性可以被類內(nèi)部、外部的代碼直接訪問。4.3封裝類的方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFACPython中封裝類的方法和封裝類的屬性方式一樣。封裝為private類型的方法只需要在方法前面加上雙下劃線(__)封裝為protected類型的方法需要在方法名稱前面加單下劃線(_)封裝為public類型的方法不能在方法名前加下劃線。e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC5類的繼承和多態(tài)5.1繼承類e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC繼承就擴展現(xiàn)有類的功能，即從現(xiàn)有類派生出新類的過程。5.2繼承類的可見性e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC可見性，就是類中的成員，在哪些可以訪問，哪些不能訪問。類成員的訪問規(guī)則有如下一些：（1）父類中定義為public類型的成員，直接被繼承到子類中，并且依然是public類型的；（2）父類中定義為private類型的成員，不會被繼承到子類中，即被隱藏在父類中，子類中看不到；（3）父類中定義為protected類型的成員，被繼承到子類中，變?yōu)閜rivate類型；（4）子類中同名成員會覆蓋父類的同名成員；（5）子類中訪問父類中被子類覆蓋的成員需要特殊的語法格式，請見下面的內(nèi)容。5.3重寫父類的方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC很多時候，在子類中需要對來自父類的方法進行重寫（也叫覆蓋）。重寫很容易，在子類中重新編寫和父類中同名的方法即可。5.4子類調(diào)用父類的同名方法e7d195523061f1c0d3ba7f298e59d031c9c3f97027ed136f882110EF8F17BAD1F2C348D17C7856EF46CB4678CC9E44EE1ABA681E3133328A7B4D22AAF822B2429426B2355AA8CC4431B8568D2CF3B73AE9F4AE98D5A0D6A5566EF967553E96D781C502472DAB692B5E92B1CB5B32F40BF8CF6181A24AB2F2CD3A9A53F0FE7F0D4E247476572CCFAC在類繼承中，子類會繼承父類的非私有方法。（1）在子