《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件-第8章 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（OOP）

目錄CONTENT8.18.28.38.4OOP概述類的定義和使用類的成員及其訪問控制應(yīng)用實(shí)例：學(xué)生成績(jī)的處理8.1OOP概述

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（ObjectOrientedProgramming,簡(jiǎn)稱OOP）出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末期，是90年代以來主流程序設(shè)計(jì)技術(shù)。OOP主要是針對(duì)大型軟件的設(shè)計(jì)而提出的。使用OOP技術(shù)設(shè)計(jì)的軟件，代碼的可讀性、可維護(hù)性和重用性（復(fù)用性）都非常好。OOP技術(shù)比較符合人的思維方式，使軟件設(shè)計(jì)更加靈活，大大提高了軟件設(shè)計(jì)的效率。當(dāng)今主流的程序設(shè)計(jì)語言都支持OOP，包括Python語言。

MORETHENTEMPLATE對(duì)象所謂對(duì)象就是任意存在的事物，是可以控制和操作的實(shí)體。在現(xiàn)實(shí)世界中,任何事物都是對(duì)象。它可以是人，也可以是物，還可以是一件事。同樣的，用OOP設(shè)計(jì)出來的程序，也是由各種各樣的對(duì)象組成的，對(duì)象之間互相關(guān)聯(lián)、互相影響推動(dòng)程序向前運(yùn)行。對(duì)象通常由兩部分組成，靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分。類在現(xiàn)實(shí)世界中，類是對(duì)一組具有相同的屬性和行為（功能）的對(duì)象的抽象。比如，張三是一個(gè)教師，教師是一個(gè)類，張三是教師這個(gè)類的一個(gè)具體對(duì)象。類和對(duì)象之間的關(guān)系是抽象和具體的關(guān)系，類是對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行抽象的結(jié)果。一個(gè)對(duì)象是類的一個(gè)實(shí)例。在OOP中，類就是具有相同的屬性（通常稱為類的數(shù)據(jù)成員）和相同的行為或功能（通常稱為類的方法成員）的一組對(duì)象的模板。用OOP設(shè)計(jì)程序時(shí)，通常是先設(shè)計(jì)類，然后再創(chuàng)建對(duì)象，這一點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)世界不一樣。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院38.1.1OOP基本概念

MORETHENTEMPLATE消息和方法在現(xiàn)實(shí)世界中，對(duì)象之間是通過發(fā)送消息進(jìn)行交流的。在OOP中，向一個(gè)對(duì)象發(fā)出請(qǐng)求稱為消息，這個(gè)消息要求對(duì)象實(shí)現(xiàn)某一行為（功能）。而對(duì)象所能實(shí)現(xiàn)的行為（功能），在OOP中稱之為方法（就是類的方法成員），它是通過函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。因此，向?qū)ο蟀l(fā)送消息，實(shí)際上就是調(diào)用實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能的函數(shù)。換句話說，對(duì)象根據(jù)接收到的消息,調(diào)用相應(yīng)的方法（函數(shù)）;反過來,有了方法（函數(shù)）,對(duì)象才能響應(yīng)相應(yīng)的消息。事件事件是外部發(fā)生在對(duì)象上的動(dòng)作。在OOP中，事件的發(fā)生不是隨意的，某些事件僅發(fā)生在某些對(duì)象上，對(duì)象僅對(duì)這些事件做出反應(yīng)，這在OOP中都是事先定義好的。OOP應(yīng)用程序通常是事件驅(qū)動(dòng)的。事件驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序中，代碼不是按照預(yù)定的路徑執(zhí)行，而是在響應(yīng)不同的事件時(shí)執(zhí)行不同的代碼片段。事件可以由用戶操作觸發(fā)、也可以由來自操作系統(tǒng)或其它應(yīng)用程序的消息觸發(fā)、甚至由應(yīng)用程序本身的消息觸發(fā)。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院48.1.1OOP基本概念

MORETHENTEMPLATE封裝在現(xiàn)實(shí)世界中,所謂封裝就是把某個(gè)事物包圍起來,外界是看不到內(nèi)部的，甚至是不可知的。比如一臺(tái)電視機(jī)，使用外殼封裝起來的。OOP的封裝與電視機(jī)的設(shè)計(jì)思想是一致的。在OOP中,封裝是指把數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)操作的方法集中起來放在對(duì)象內(nèi)部,并盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，只給外部留下少量接口，便于聯(lián)系。封裝使各個(gè)對(duì)象相對(duì)獨(dú)立、相不干擾。封裝使對(duì)象的使用者與設(shè)計(jì)者分開。這樣，大大降低了人們操作的復(fù)雜程度，還有利于數(shù)據(jù)安全，從而減輕了開發(fā)一個(gè)軟件糸統(tǒng)的難度。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院58.1.2OOP特點(diǎn)

MORETHENTEMPLATE繼承現(xiàn)代工業(yè)高效的重要原因：重用性。一件工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)通常都不是從零開始的，總是盡可能利用前有的成果。在OOP中，重用性主要通過繼承機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。所謂繼承，是指在設(shè)計(jì)新類（稱之為子類）的時(shí)候，直接把現(xiàn)有的類（稱之為父類）拿過來用。也就是在父類的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)子類，父類有的直接拿過來用，父類沒有的可以新增。通過繼承，使得類間具有共享特性，避免公用代碼的重復(fù)開發(fā),減少代碼和數(shù)據(jù)冗余。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院68.1.2OOP特點(diǎn)

MORETHENTEMPLATE多態(tài)多態(tài)性是指不同的對(duì)象收到相同的的消息時(shí),執(zhí)行不同的操作。比如，學(xué)校網(wǎng)站發(fā)布了有關(guān)開學(xué)的通知，學(xué)校里不同的人員看到這個(gè)相同的消息，所做出的的反應(yīng)是不一樣的。OOP中的多態(tài)是指由繼承而產(chǎn)生的相關(guān)的不同的類，其對(duì)象對(duì)同一消息會(huì)作出不同的響應(yīng)。每個(gè)對(duì)象對(duì)消息做什么操作，在類中都是事先規(guī)定好的。多態(tài)使程序設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院78.1.2OOP特點(diǎn)8.2類的定義和使用Python中定義類相當(dāng)于先設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)象模板，規(guī)定每個(gè)對(duì)象的屬性（數(shù)據(jù)成員），以及方法（函數(shù)成員）。

MORETHENTEMPLATE定義類的一般格式浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院98.2.1定義類

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院108.2.1定義類【例8?1】定義1個(gè)圓類（Circle），包含圓心坐標(biāo)（x,y）和半徑r屬性，并設(shè)計(jì)具有計(jì)算面積、放大縮小、移動(dòng)位置和顯示信息4個(gè)方法。

MORETHENTEMPLATE創(chuàng)建對(duì)象格式Python創(chuàng)建對(duì)象的格式非常簡(jiǎn)單：

對(duì)象名=類名（參數(shù)）比如對(duì)于前面的Circle類，語句c1=Circle(7,8,9)表示創(chuàng)建創(chuàng)建一個(gè)圓心坐標(biāo)為（7,8）半徑為9的對(duì)象c1。對(duì)象屬性的訪問Python訪問對(duì)象屬性的格式比較簡(jiǎn)單：

對(duì)象名.屬性名比如在前面的例子里，可以用c1.r去訪問圓c1的半徑，但是必須要求訪問的權(quán)限才行浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院118.2.2對(duì)象的創(chuàng)建與使用

MORETHENTEMPLATE向?qū)ο蟀l(fā)送消息Python向?qū)ο蟀l(fā)送消息的格式也非常簡(jiǎn)單：

對(duì)象名.函數(shù)（參數(shù)）比如對(duì)于前面創(chuàng)建的對(duì)象c1，語句c1.zoom(1)表示向?qū)ο蟀l(fā)送一條消息對(duì)對(duì)象進(jìn)行放大縮小，該對(duì)象接受到這個(gè)消息以后，調(diào)用函數(shù)zoom，將對(duì)象的半徑加1，完成放大功能。這里要特別說明的是，每當(dāng)向?qū)ο蟀l(fā)送消息調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)時(shí)，都會(huì)自動(dòng)傳遞一個(gè)self對(duì)象作為參數(shù)，這個(gè)self對(duì)象就是該對(duì)象本身。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院128.2.2對(duì)象的創(chuàng)建與使用

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院138.2.2對(duì)象的創(chuàng)建與使用【例8?2】對(duì)于前面定義的圓類（Circle），創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象，計(jì)算面積，并調(diào)用其他的成員函數(shù)進(jìn)行測(cè)試。8.3類的成員及其訪問控制

MORETHENTEMPLATE__init__函數(shù)__init__函數(shù)是一個(gè)特殊的函數(shù)，它主要用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)給對(duì)象初始化，它相當(dāng)于C++中的構(gòu)造函數(shù)，有的Python教材也稱之為構(gòu)造函數(shù)，它有如下特點(diǎn)：__init__函數(shù)名是固定的，改成其它名字就不具備特殊性。帶有兩個(gè)下劃線開頭的函數(shù)是聲明該屬性為私有（有關(guān)訪問控制后面會(huì)介紹），不能在類的外部被使用或直接訪問，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用。__init__函數(shù)(方法)的第一個(gè)參數(shù)必須是self(self為習(xí)慣用法，也可以用別的名字)，后面的參數(shù)則可以自由定義,和定義函數(shù)沒有任何區(qū)別。類的數(shù)據(jù)成員（指實(shí)例變量，8.3.2節(jié)會(huì)介紹）在__init__函數(shù)中定義并初始化。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院158.3.1__init__函數(shù)和__del__函數(shù)

MORETHENTEMPLATE__del__函數(shù)__del__函數(shù)也是一個(gè)特殊的函數(shù)，它主要用于撤銷對(duì)象時(shí)做善后清理工作，它相當(dāng)于C++中的析構(gòu)函數(shù)，有的Python教材也稱之為析構(gòu)函數(shù)，它有如下特點(diǎn)：__del__函數(shù)名是固定的，改成其它名字就不具備特殊性。帶有兩個(gè)下劃線開頭的函數(shù)是聲明該屬性為私有（有關(guān)訪問控制后面會(huì)介紹），不能在類的外部被使用或直接訪問，在撤銷對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用。__del__函數(shù)(方法)的第一個(gè)參數(shù)必須是self(self為習(xí)慣用法，也可以用別的名字)，后面的參數(shù)則可以自由定義,和定義函數(shù)沒有任何區(qū)別。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院168.3.1__init__函數(shù)和__del__函數(shù)

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院178.3.1__init__函數(shù)和__del__函數(shù)【例8?3】給【例8-2】添加__del__函數(shù)

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院188.3.1__init__函數(shù)和__del__函數(shù)【例8?3】給【例8-2】添加__del__函數(shù)

MORETHENTEMPLATE數(shù)據(jù)成員之實(shí)例變量實(shí)例變量是在__init__函數(shù)中定義并初始化的，實(shí)例變量最大的特點(diǎn)是每個(gè)對(duì)象的實(shí)例變量值可以不同，前面定義的Circle類中，x、y、r就是實(shí)例變量。數(shù)據(jù)成員之類變量類變量是在類中函數(shù)的外部定義并初始化的，類變量的特點(diǎn)是對(duì)于所有對(duì)象，類變量的值是相同的，所以類變量通常用于表示所有對(duì)象屬性值相同的屬性，也就是共享屬性。類變量的訪問采用如下格式：

類名.屬性名浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院198.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院208.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制【例8?4】修改【例8-3】，使其能方便表示同心圓對(duì)象。

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院218.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制【例8?4】修改【例8-3】，使其能方便表示同心圓對(duì)象。

MORETHENTEMPLATE數(shù)據(jù)成員之公有屬性是指對(duì)數(shù)據(jù)成員的訪問不做嚴(yán)格限制，用“對(duì)象名.變量名”可以直接訪問的。Python默認(rèn)的屬性都是公有的。數(shù)據(jù)成員之私有屬性是指數(shù)據(jù)成員名前加上"__"兩個(gè)下劃線，只能被本類的函數(shù)訪問，不能被類外部函數(shù)訪問的數(shù)據(jù)成員，即私有屬性在類外部不能以“對(duì)象名.變量名”的方式訪問。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院228.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院238.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制【例8?5】修改【例8-3】，將數(shù)據(jù)成員x,y改為私有屬性。

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院248.3.2數(shù)據(jù)成員及其訪問控制【例8?5】修改【例8-3】，將數(shù)據(jù)成員x,y改為私有屬性。

MORETHENTEMPLATE函數(shù)成員之實(shí)例函數(shù)是指跟具體對(duì)象有關(guān)，調(diào)用時(shí)第1個(gè)參數(shù)必須是self的函數(shù)，我們前面例子中看到的函數(shù)都是實(shí)例函數(shù)函數(shù)成員之靜態(tài)函數(shù)靜態(tài)函數(shù)是指與具體對(duì)象無關(guān)的函數(shù)，通常靜態(tài)函數(shù)用于訪問類變量，但不能訪問實(shí)例變量。在靜態(tài)函數(shù)中訪問類變量，要通過類名來引用。在定義靜態(tài)函數(shù)時(shí)，函數(shù)頭之前要用@staticmethod進(jìn)行修飾。我們可以通過類名或?qū)ο竺L問靜態(tài)函數(shù)，格式如下：

類名（對(duì)象名）.靜態(tài)函數(shù)名（參數(shù)）浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院258.3.3函數(shù)成員及其訪問控制

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院268.3.3函數(shù)成員及其訪問控制【例8?6】修改【例8-4】，將move函數(shù)修改為靜態(tài)函數(shù)

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院278.3.3函數(shù)成員及其訪問控制【例8?6】修改【例8-4】，將move函數(shù)修改為靜態(tài)函數(shù)

MORETHENTEMPLATE函數(shù)成員之公有屬性與數(shù)據(jù)成員的公有屬性用法相同。是指對(duì)函數(shù)成員的訪問不做嚴(yán)格限制，用“對(duì)象名.函數(shù)名”可以直接訪問的。Python默認(rèn)的的函數(shù)成員屬性都是公有的。函數(shù)成員之私有屬性與數(shù)據(jù)成員的私有屬性用法相同。是指函數(shù)成員名前加上"__"兩個(gè)下劃線，只能被本類的函數(shù)訪問，不能被類外部函數(shù)訪問的函數(shù)成員，即私有屬性在類外部不能以“對(duì)象名.函數(shù)名”的方式訪問。一般私有屬性的函數(shù)作為本類的工具函數(shù)，不對(duì)外使用。浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院288.3.3函數(shù)成員及其訪問控制

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院298.3.3函數(shù)成員及其訪問控制【例8?7】修改【例8-6】，將dispinfo改為私有屬性，使程序運(yùn)行仍然能顯示圓的相關(guān)信息。

MORETHENTEMPLATE浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院308.3.3函數(shù)成員及其訪問控制【例8?7】修改【例8-6】，將dispinfo改為私有屬性，使程序運(yùn)行仍然能顯示圓的相關(guān)信息。8.4學(xué)生成績(jī)處理實(shí)例1,35926778%浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院328.4學(xué)生成績(jī)處理實(shí)例【例8-8】將第7章中學(xué)生成績(jī)處理的案例，用OOP的設(shè)計(jì)方法加以實(shí)現(xiàn)

思路：設(shè)計(jì)學(xué)生類studengt，包含學(xué)號(hào)、姓名、各科成績(jī)、排名等屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)和學(xué)生信息格式化顯示函數(shù)。設(shè)計(jì)班級(jí)類oneclass，包含若干學(xué)生對(duì)象（用列表表示），同時(shí)包含各門課的最高分、最低分和平均分屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)、排名函數(shù)和成績(jī)表顯示函數(shù)。1,35926778%浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院338.4學(xué)生成績(jī)處理實(shí)例【例8-8】將第7章中學(xué)生成績(jī)處理的案例，用OOP的設(shè)計(jì)方法加以實(shí)現(xiàn)

思路：設(shè)計(jì)學(xué)生類studengt，包含學(xué)號(hào)、姓名、各科成績(jī)、排名等屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)和學(xué)生信息格式化顯示函數(shù)。設(shè)計(jì)班級(jí)類oneclass，包含若干學(xué)生對(duì)象（用列表表示），同時(shí)包含各門課的最高分、最低分和平均分屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)、排名函數(shù)和成績(jī)表顯示函數(shù)。1,35926778%浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院信息分院348.4學(xué)生成績(jī)處理實(shí)例【例8-8】將第7章中學(xué)生成績(jī)處理的案例，用OOP的設(shè)計(jì)方法加以實(shí)現(xiàn)

思路：設(shè)計(jì)學(xué)生類studengt，包含學(xué)號(hào)、姓名、各科成績(jī)、排名等屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)和學(xué)生信息格式化顯示函數(shù)。設(shè)計(jì)班級(jí)類oneclass，包含若干學(xué)生對(duì)象（用列表表示），同時(shí)包含各門課的最高分、最低分和平均分屬性，設(shè)計(jì)初始化函數(shù)、排名函數(shù)和成績(jī)表顯