第8章-PythonPytho程序设计基础教程-面向对象编程

2018.2Python语言程序设计南京邮电大学计算机学院第8章面向对象编程学习目标掌握定义类的方法掌握创建和使用对象的方法掌握类的继承的概念和使用方法38.1类和对象面向对象编程是模拟人类认识事物的方式的编程方法，是最有效的编程方法之一。人类通过将事物进行分类来认识世界，比如，人类将自然界中的事物分类生物和非生物，又将生物分为动物、植物、微生物，又将动物分为有脊椎动物和无脊椎动物，继而又分为哺乳类、鸟类、鱼类、爬行类等，哺乳类又分为猫、狗、牛、羊等。每一个类的个体都具有一些共同的属性，在面向对象编程中，个体被称为对象，又称为实例。在本章的学习中，类、对象、实例是三个常用的术语。4Person类的定义和实例化接下来我们来定义人的类Person类，人有名字（name）、性别（gender）、体重（weight）等属性，根据这个说明，我们可以定义Person类并创建Person对象，如以下代码所示：5#代码块1：类的定义classPerson:def__init__(self):self.name='韩信'self.gender='男'self.weight=70print('Aninstancecreated')#代码块2：类的实例化p1=Person()print(p1.name)print(p1.gender)print(p1.weight)代码块1定义了Person类，说明如下：1.class是定义类的关键字，Person是类名，在Python定义类的格式是“class类名”，这是一个固定格式。2.这个类中只有一个函数，类中的函数也称为“方法”，该方法的名称为__init__，前面学到的有关函数的一切都适用于方法，唯一重要的差别是调用方法的方式。__init__()不是普通方法，是一个特殊的方法，其作用是：每当你根据Person类创建新实例时，Python都会自动运行它。在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在与普通方法进行区分。63.在__init__()方法的定义中，形参self必不可少，还必须位于其他形参的前面。为何必须在方法定义中包含形参self呢？因为Python调用这个__init__()方法来创建Dog实例时，将自动传入实参self，每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self，让实例能够访问类中的属性和方法。我们创建Dog实例时，Python将调用Person类的方法__init__()，self会自动传递，因此我们不需要传递它。4.__int__()方法中有三条赋值语句，定义了三个变量name、gender和weight，这三个变量都有前缀self。以self为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，我们还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name='张三'将变量name赋值为“韩信”，然后该变量被关联到当前创建的实例。self.gender='男'和self.weight=70的作用与此类似。像这样带有前缀self的、可通过实例访问的变量称为属性。7代码块2紧接在类Person的定义语句后面，是使用类Person创建对象的代码，创建了两个名为p1和p2的Person对象，也称为Person实例。代码块2的解释如下：1.使用Person()创建一个对象，并赋值给p1对象变量，p1是这个对象的对象名，在创建对象时自动调用Person类的__init__()方法。2.使用“.”号访问p1的属性，包括name、gender、weight，“.”符号是访问对象的属性和方法的特殊符号。8Person类的完整定义9classPerson:def__init__(self,name,gender,weight):self.name=nameself.gender=genderself.weight=weightprint('Apersonnamed%siscreated'%self.name)defeat(self,food):self.weight=self.weight+foodprint('%seat%sfood,andmyweightis%d'%(self.name,food,self.weight))defrun(self):self.weight=self.weight-1print('%srunned,andmyweightis%d'%(self.name,self.weight))defsay(self):print('Mynameis%s'%(self.name))该代码重新定义了Person类，与上一节中定义的Person类不同的点如下：1.__init__()方法拥有除self外的三个参数：name、gender、weight，分别赋值给self.name、self.gener、self.weight。在创建Person对象的时候可以通过传不同的值创建不同的对象，如在代码块4中，通过p1=Person('韩信','男',70)，创建一个名为韩信，男性，体重70的Person对象，通过p2=Person('王昭君','女',50)创建一个名为王昭君，女性，体重50的Person对象。2.定义了eat()方法，该方法的参数是self和food：self表示当前调用eat()的对象，food是一个数字类型参数，表示吃进去的食物重量，通过self.weight=self.weight+food使得调用eat()方法的Person对象体重增加，如p1.eat(2)表示Person对象p1的体重增加2，同时显示信息。103.定义了run()方法，该方法只有一个参数self，通过self.weight=self.weight-1使得调用run()的对象体重减1，如p1.run()，表示Person对象p1通过跑步锻炼体重降低了1，同时显示信息。4.定义了say()方法，该方法只有一个参数self，通过print('Mynameis%s'%(self.name))语句自我介绍，如p2.say()，输出“王昭君”，自我介绍。5.代码块4创建了两个不同的Person对象，分别是p1和p2，分别调用他们的eat()、run()、say()方法。11对象属性的默认值设置可以为属性在__init__()方法中设置默认值，代码如下：12#例83在类的定义中加入初始化代码def__init__(self,name,gender='男',weight=70):self._name=nameself.gender=genderself.weight=weightprint('Apersonnamed%siscreated'%self._name)对象属性的修改13#例8-4属性值的添加、修改与删除示例p1=Person('安琪拉','女',45)p1.height=170p1.weight=46print(p1.height,p1.weight)delp1.heightprint(p1.height,p1.weight)其中：1.p1.height=70为对象p1添加了一个名为height的属性并赋值为70，height属性在Person类中没有定义，只在p1对象中存在。2.p1.weight=46将对象p1的weight属性的值修改为46。3.delp1.height删除对象p1的height属性。14私有属性和私有方法15#例8-5私有属性的使用示例classPerson:def__init__(self,name,gender='男',weight=70):self._name=nameself.gender=genderself.__weight=weightprint('Apersonnamed%siscreated'%self._name)defeat(self,food):self.__setWeight(self.__weight+food)print('%seat%sfood,andmyweightis%d'%(self._name,food,self.__weight))defrun(self):self.__weight=self.__weight-1print('%srunned,andmyweightis%d'%(self._name,self.__weight))defsay(self):print('Mynameis%s'%(self._name))def__setWeight(self,weight):self.__weight=weight以上代码定义了两个私有属性_name和__weight，一个私有方法__setWeight()，“_”和“__”的不同之处在于：1.单下划线“_”开头：只是告诉别人这是私有属性，外部依然可以访问更改，所以p4._name可以正常访问；2.双下划线“__”开头：比如__weight属性不可通过p4.__weight来访问或者更改，p4.__setWeight(80)不可以调用，但是可以在类内部的方法调用，比如eat()方法调用了__setWeight()方法，run()方法修改了__weight属性。16类属性17#例8-6类属性的使用示例#代码块7：类的定义classPerson:count=0def__init__(self,name,gender='男',weight=70):self._name=nameself.gender=genderself.__weight=weightPerson.count=Person.count+1print('Apersonnamed%siscreated'%self._name)8.2.类的继承面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。一个类继承另一个类时，它将自动获得另一个类的所有属性和方法；原有的类称为父类，而新类称为子类。子类继承了其父类的所有属性和方法，同时还可以定义自己的属性和方法。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。18一个简单的继承例子19classPerson:def__init__(self,name,gender='男',weight=70):self.name=nameself.gender=genderself.weight=weightprint('Apersonnamed%siscreated'%self.name)defsay(self):print('Mynameis%s'%(self.name))classTeacher(Person):defteach(self,lesson):print(%steachs%s%(self.name,lesson))classStudent(Person):defstudy(self,lesson):print(%sstudies%s%(self.name,lesson))关于以上代码的说明如下：1.定义了三个类：Person类、Teacher类、Student类。其中，Person类是基类，Teacher和Student继承了Person类，是其派生类，派生的语法分别是classTeacher(Person)和classStudent(Person)。2.Person类拥有三个对象属性：name、gender、weight，一个初始化方法__int__()，一个普通对象方法say()；Teacher类中只定义了一个对象方法teach()；Student类只定义了一个对象方法study()。203.由于Teacher和Student是Person的派生类，所以可以重用Person的三个属性和两个方法。在用t=Teacher('孔子','男',70)语句创建Teacher对象t的时候，也需要传入三个参数，自动调用基类Person的__init__()方法，创建Student对象同理。4.创建的Teacher对象t可以访问tea