面向对象的Python编程,你需要知道这些!

华为云开发者社区
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摘要:Python 没有像 java 中的“private”这样的访问说明符。除了强封装外,它支持大多数与“面向对象”编程语言相关的术语。因此它不是完全面向对象的。

本文分享自华为云社区《从零开始学python | 面向对象编程 Python:你需要知道的一切》,原文作者:Yuchuan 。

面向对象的编程作为一门学科在开发人员中得到了普遍的追随。Python,一种受欢迎的编程语言,也遵循面向对象的编程范式。它处理为 OOP 概念奠定基础的 Python 类和对象的声明。这篇关于“面向对象的 Python 编程”的文章将带您了解如何声明Python 类、从它们实例化对象以及 OOP 的四种方法。

什么是面向对象编程?(Python 中的 OOP 概念)

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面向对象编程是一种使用“对象”的思想来表示数据和方法的计算机编程方式。它也是一种用于创建整洁且可重用的代码而不是冗余代码的方法。程序分为独立的对象或几个小程序。每个单独的对象都代表应用程序的不同部分,它们具有自己的逻辑和数据以在它们内部进行通信。

现在,为了更清楚地了解为什么我们使用 oops 而不是 pop,我在下面列出了不同之处。

面向对象和面向过程编程的区别

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这就是差异的全部,继续前进,让我们了解 Python OOPs Conceots。

什么是 Python OOP 概念?

Python 中的主要 OOP(面向对象编程)概念包括类、对象、方法、继承、多态、数据抽象和封装。

这就是差异的全部,让我们继续了解类和对象。

什么是类和对象?

类是对象的集合,或者您可以说它是定义公共属性和行为的对象的蓝图。现在问题来了,你是怎么做到的?

嗯,它以一种使代码可重用性变得容易的方式对数据进行逻辑分组。我可以给你一个现实生活中的例子——把一个办公室把“员工”想象成一个类,以及与它相关的所有属性,比如“emp_name”、“emp_age”、“emp_salary”、“emp_id”作为Python 中的对象。让我们从编码的角度来看看如何实例化一个类和一个对象。

类是在“类”关键字下定义的。
例子:

class class1(): // class 1 is the name of the class

注意: Python 不区分大小写。

对象:

对象是类的实例。它是一个具有状态和行为的实体。简而言之,它是一个可以访问数据的类的实例。

语法: obj = class1()

这里 obj 是 class1 的“对象”。

在 python 中创建对象和类:

例子:

class employee():
    def __init__(self,name,age,id,salary):   //creating a function
        self.name = name // self is an instance of a class
        self.age = age
        self.salary = salary
        self.id = id
 
emp1 = employee("harshit",22,1000,1234) //creating objects
emp2 = employee("arjun",23,2000,2234)
print(emp1.__dict__)//Prints dictionary

说明: 'emp1' 和 'emp2' 是针对类 'employee' 实例化的对象。这里,单词 (__dict__) 是一个“字典”,它根据给定的参数(姓名、年龄、薪水)打印对象 'emp1' 的所有值。(__init__) 就像一个构造函数,无论何时创建对象都会调用它。

我希望现在你们将来在处理“类”和“对象”时不会遇到任何问题。

有了这个,让我带你了解一下面向对象的编程方法:

面向对象的编程方法:

面向对象的编程方法涉及以下概念。

  • Inheritance
  • Polymorphism
  • Encapsulation
  • Abstraction

让我们详细了解继承的第一个概念。

继承:

曾经听亲戚说过这样的对话“你长得像你的父亲/母亲”,这背后的原因被称为'继承'。从编程方面来说,一般是指“不加任何修改地将父类的特性继承或转移到子类”。新类称为派生/子 类,从中派生的类称为父 类/基类。
image.png

让我们详细了解每个子主题。

单一继承:

单级继承使派生类能够从单个父类继承特征。

例子:

class employee1()://This is a parent class
def __init__(self, name, age, salary):  
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
 
class childemployee(employee1)://This is a child class
def __init__(self, name, age, salary,id):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
self.id = id
emp1 = employee1('harshit',22,1000)
 
print(emp1.age)

输出:22

解释:

  • 我正在使用父类并创建一个构造函数 (__init__),类本身正在使用参数('name'、'age' 和 'salary')初始化属性。
  • 创建了一个子类“childemployee”,它继承了父类的属性,最后根据参数实例化了对象“emp1”和“emp2”。
  • 最后,我已经打印了 emp1 的年龄。嗯,你可以做很多事情,比如打印整本字典或姓名或薪水。

多级继承:

多级继承使派生类能够从直接父类继承属性,而直接父类又从其父类继承属性。

例子:

class employee()://Super class
def __init__(self,name,age,salary):  
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
class childemployee1(employee)://First child class
def __init__(self,name,age,salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
 
class childemployee2(childemployee1)://Second child class
def __init__(self, name, age, salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
emp1 = employee('harshit',22,1000)
emp2 = childemployee1('arjun',23,2000)
 
print(emp1.age)
print(emp2.age)

输出:22,23

解释:

  • 上面写的代码中已经说明得很清楚了,这里我把超类定义为employee,子类定义为childemployee1。现在,childemployee1 充当 childemployee2 的父级。
  • 我已经实例化了两个对象“emp1”和“emp2”,其中我从超类“employee”和“name”、“age、salary”和“id”中为 emp1 传递参数“name”、“age”、“salary” ” 来自父类“childemployee1”

层次继承:

分层级继承使多个派生类能够从父类继承属性。

例子:

class employee():
def __init__(self, name, age, salary):     //Hierarchical Inheritance
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
 
class childemployee1(employee):
def __init__(self,name,age,salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
 
class childemployee2(employee):
def __init__(self, name, age, salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
emp1 = employee('harshit',22,1000)
emp2 = employee('arjun',23,2000)
 
print(emp1.age)
print(emp2.age)

输出:22,23

解释:

  • 在上面的例子中,你可以清楚地看到有两个子类“childemployee1”和“childemployee2”。他们从一个共同的父类“员工”继承功能。
  • 对象 'emp1' 和 'emp2' 根据参数 'name'、'age'、'salary' 进行实例化。

多重继承:

多级继承使一个派生类可以从多个基类继承属性。

例子:

class employee1()://Parent class
    def __init__(self, name, age, salary):  
        self.name = name
        self.age = age
        self.salary = salary
 
class employee2()://Parent class
    def __init__(self,name,age,salary,id):
     self.name = name
     self.age = age
     self.salary = salary
     self.id = id
 
class childemployee(employee1,employee2):
    def __init__(self, name, age, salary,id):
     self.name = name
     self.age = age
     self.salary = salary
     self.id = id
emp1 = employee1('harshit',22,1000)
emp2 = employee2('arjun',23,2000,1234)
 
print(emp1.age)
print(emp2.id)

输出:22,1234

解释: 在上面的例子中,我取了两个父类“employee1”和“employee2”。还有一个子类“childemployee”,它通过针对父类的参数实例化对象“emp1”和“emp2”来继承父类。

这完全是关于继承,在面向对象编程 Python 中继续前进,让我们深入研究“多态”。

多态:

你们一定都使用过 GPS 导航路线,根据交通情况,您在同一目的地遇到多少条不同的路线,这不是很神奇吗,从编程的角度来看,这被称为“多态性”。这是一种这样的 OOP 方法,其中一项任务可以以多种不同的方式执行。简单来说,它是一个对象的属性,它允许它采取多种形式。
image.png

多态有两种类型:

  • 编译时多态
  • 运行时多态性

编译时多态:

编译时多态性也称为静态多态性,它在程序编译时得到解决。一个常见的例子是“方法重载”。让我向您展示一个相同的快速示例。

例子:

class employee1():
def name(self):
print("Harshit is his name")    
def salary(self):
print("3000 is his salary")
 
def age(self):
print("22 is his age")
 
class employee2():
def name(self):
print("Rahul is his name")
 
def salary(self):
print("4000 is his salary")
 
def age(self):
print("23 is his age")
 
def func(obj)://Method Overloading
obj.name()
obj.salary()
obj.age()
 
obj_emp1 = employee1()
obj_emp2 = employee2()
 
func(obj_emp1)
func(obj_emp2)

输出:

Harshit 是他的名字
3000 是他的薪水
22 是他的年龄
Rahul 是他的名字
4000 是他的薪水
23 是他的年龄

解释:

  • 在上面的程序中,我创建了两个类 'employee1' 和 'employee2' 并为 'name'、'salary' 和 'age' 创建了函数,并打印了相同的值而不从用户那里获取它。
  • 现在,欢迎来到主要部分,我创建了一个以“obj”为参数的函数,并调用了所有三个函数,即“name”、“age”和“salary”。
  • 后来,针对这两个类实例化了对象 emp_1 和 emp_2 并简单地调用了函数。这种类型称为方法重载,它允许一个类具有多个同名的方法。

运行时多态:

运行时多态性也称为动态多态性,它在运行时解析。运行时多态性的一个常见示例是“方法覆盖”。让我通过一个示例向您展示以便更好地理解。

例子:

class employee():
   def __init__(self,name,age,id,salary):  
       self.name = name
       self.age = age
       self.salary = salary
       self.id = id
def earn(self):
        pass
 
class childemployee1(employee):
 
   def earn(self)://Run-time polymorphism
      print("no money")
 
class childemployee2(employee):
 
   def earn(self):
       print("has money")
 
c = childemployee1
c.earn(employee)
d = childemployee2
d.earn(employee)

输出:没钱,有钱

说明:在上面的例子中,我创建了两个类 'childemployee1' 和 'childemployee2',它们派生自同一个基类 'employee'。这是一个没有收到钱而另一个得到的问题。现在真正的问题是这是怎么发生的?好吧,如果您仔细观察,我在这里创建了一个空函数并使用了Pass(当您不想执行任何命令或代码时使用的语句)。现在,在两个派生类下,我使用了相同的空函数,并将打印语句用作 'no money' 和 'has money' 。最后,创建了两个对象并调用了函数。

继续讨论下一个面向对象的 Python 编程方法,我将讨论封装。

封装:

在原始形式中,封装基本上意味着将数据绑定到单个类中。与Java不同,Python 没有任何私有关键字。不应直接访问类,而应以下划线为前缀。

让我向您展示一个示例以便更好地理解。

例子:

class employee(object):
def __init__(self):   
self.name = 1234
self._age = 1234
self.__salary = 1234
 
object1 = employee()
print(object1.name)
print(object1._age)
print(object1.__salary)

输出:

1234
回溯(最近一次通话):
1234
文件“C:/Users/Harshit_Kant/PycharmProjects/test1/venv/encapsu.py”,第 10 行,在
打印(object1.__salary)中
AttributeError: 'employee' object has no attribute ' __薪水'

说明:你会得到这个问题,下划线和错误是什么?好吧,python 类将私有变量视为不能直接访问的 (__salary)。

因此,我在下一个示例中使用了 setter 方法,该方法提供对它们的间接访问。

例子:

class employee():
def __init__(self):
self.__maxearn = 1000000
def earn(self):
print("earning is:{}".format(self.__maxearn))
 
def setmaxearn(self,earn)://setter method used for accesing private class
self.__maxearn = earn
 
emp1 = employee()
emp1.earn()
 
emp1.__maxearn = 10000
emp1.earn()
 
emp1.setmaxearn(10000)
emp1.earn()

输出:

收益为:1000000,收益为:1000000,收益为:10000

说明: 使用setter 方法提供对私有类方法的间接访问。这里我定义了一个员工类,并使用了一个(__maxearn),它是这里用来存储员工最大收入的setter方法,以及一个以价格为参数的setter函数setmaxearn()。

这是一个明显的封装示例,我们限制对私有类方法的访问,然后使用 setter 方法授予访问权限。

接下来在面向对象编程中,python 方法论讨论了一个称为抽象的关键概念。

抽象:

假设您使用网上银行或任何其他流程从 bookmyshow 预订了一张电影票。您不知道如何生成 pin 或如何完成验证的过程。这在编程方面被称为“抽象”,它基本上意味着您只显示特定流程的实现细节,而对用户隐藏细节。它用于通过对适合问题的类进行建模来简化复杂问题。

抽象类不能被实例化,这仅仅意味着你不能为这种类型的类创建对象。它只能用于继承功能。

例子:

from abc import ABC,abstractmethod
class employee(ABC):
def emp_id(self,id,name,age,salary):    //Abstraction
pass
 
class childemployee1(employee):
def emp_id(self,id):
print("emp_id is 12345")
 
emp1 = childemployee1()
emp1.emp_id(id)

输出:emp_id 是 12345

说明: 正如你在上面的例子中看到的,我们导入了一个抽象方法,程序的其余部分有一个父类和一个派生类。为“childemployee”基类实例化了一个对象,并且正在使用抽象的功能。

Python 是 100% 面向对象的吗?

Python 没有像 java 中的“private”这样的访问说明符。除了强封装外,它支持大多数与“面向对象”编程语言相关的术语。因此它不是完全面向对象的。

这使我们结束了关于“面向对象的 Python 编程”的文章。我希望您已经了解了与 Python 中的类、对象和面向对象的概念相关的所有概念。确保您尽可能多地练习并恢复您的经验。

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