Python-面向对象编程

今日目标理解 OOP 思想掌握类与对象、封装、继承、多态完成愤怒的小鸟案例设计一、面向过程 vs 面向对象面向过程面向对象OOP按步骤组织代码按对象组织代码函数是核心类是核心适合简单任务适合复杂系统面向对象三大特性封装、继承、多态类比面向过程做菜的步骤洗菜→切菜→炒菜面向对象做菜的角色厨师、锅、食材每个角色有自己的属性和行为二、类与对象2.1 基本概念类Class对象的模板/蓝图如汽车设计图对象Object类的实例如一辆具体的红色 Tesla2.2 定义类与创建对象class Student: 学生类 def __init__(self, name, age): 构造方法创建对象时自动调用 self.name name # 实例属性 self.age age def introduce(self): 实例方法 print(f我是{self.name}{self.age}岁) # 创建对象实例化 s1 Student(张三, 20) s2 Student(李四, 22) s1.introduce() # 我是张三20岁 s2.introduce() # 我是李四22岁2.3 self 是什么self代表当前对象本身。调用方法时 Python自动把对象传给 self。s1.introduce() # 等价于 Student.introduce(s1)2.4init构造方法创建对象时自动调用用于初始化属性。2.5 类属性 vs 实例属性class Dog: species 犬科 # 类属性所有实例共享 def __init__(self, name): self.name name # 实例属性每个对象独有 d1 Dog(旺财) d2 Dog(来福) print(d1.species, d2.species) # 犬科 犬科 print(d1.name, d2.name) # 旺财 来福2.6 三种方法类型第一个参数调用方式用途实例方法self对象.方法()操作实例属性类方法cls类.方法()操作类属性静态方法无类.方法()与类相关但不访问属性class MyClass: count 0 def instance_method(self): print(实例方法) classmethod def class_method(cls): cls.count 1 staticmethod def static_method(): print(静态方法)2.7 动态添加属性和方法s Student(王五, 21) s.score 90 # 动态添加属性 print(s.score)三、封装封装 把数据和对数据的操作包装在一起隐藏内部细节。3.1 访问控制约定前缀含义实际效果无公开可任意访问_name受保护约定仍可访问但不建议__name私有名称改写外部不可直接访问class BankAccount: def __init__(self, balance): self.__balance balance def deposit(self, amount): if amount 0: self.__balance amount def get_balance(self): return self.__balance acc BankAccount(1000) acc.deposit(500) print(acc.get_balance()) # 1500 # print(acc.__balance) # AttributeError3.2 property 装饰器class Circle: def __init__(self, radius): self._radius radius property def radius(self): return self._radius radius.setter def radius(self, value): if value 0: raise ValueError(半径必须为正) self._radius value property def area(self): return 3.14159 * self._radius ** 2 c Circle(5) print(c.area) # 78.54 c.radius 10 # 通过 setter 修改四、继承继承 子类自动获得父类的属性和方法。4.1 单继承class Animal: def __init__(self, name): self.name name def speak(self): print(f{self.name} 发出声音) class Dog(Animal): def speak(self): # 方法重写 print(f{self.name}汪汪汪) class Cat(Animal): def speak(self): print(f{self.name}喵喵喵) dog Dog(旺财) dog.speak() # 旺财汪汪汪4.2 super() 调用父类class Person: def __init__(self, name, age): self.name name self.age age class Student(Person): def __init__(self, name, age, school): super().__init__(name, age) self.school school s Student(张三, 20, 清华大学) print(s.name, s.school)4.3 多继承了解class A: def func(self): print(A) class B: def func(self): print(B) class C(A, B): pass c C() c.func() # A按 MRO 顺序查找五、多态多态 同一方法调用不同类有不同表现。def make_sound(animal): animal.speak() # 不关心具体是什么动物 make_sound(Dog(旺财)) # 汪汪汪 make_sound(Cat(咪咪)) # 喵喵喵好处新增子类无需修改调用方代码。六、案例愤怒的小鸟设计思路6.1 游戏背景弹弓发射小鸟击倒障碍物上的猪。6.2 类设计Bird父类 ├── RedBird红鸟普通 ├── YellowBird黄鸟加速冲刺 └── BlueBird蓝鸟分裂为三只 Obstacle障碍物 Pig猪 Slingshot弹弓 Game游戏主控6.3 核心代码框架class Bird: def __init__(self, x, y): self.x, self.y x, y def fly(self): print(f鸟从({self.x},{self.y})飞出) class RedBird(Bird): def fly(self): print(f红鸟直线飞行) class YellowBird(Bird): def fly(self): print(f黄鸟加速冲刺) class Pig: def __init__(self, hp): self.hp hp def hit(self, damage): self.hp - damage if self.hp 0: print(猪被击倒) def launch(bird): bird.fly() # 多态 launch(RedBird(0, 0)) launch(YellowBird(10, 5))七、练习题基础题1.定义Rectangle类属性 width/height方法 area() 和 perimeter()。2.定义Book类用 property 实现 price 的 getter/setter价格不能为负。3.定义Vehicle父类和Car、Bike子类子类重写 move()。4.用多态定义Shape父类和Circle、Rectangle子类统一调用 area()。进阶题5.设计Employee父类和Manager子类Manager 的 get_salary() 含 20% 奖金。6.实现Stack栈类push、pop、peek、is_empty。参考答案点击展开参考答案class Rectangle: def __init__(self, w, h): self.width, self.height w, h def area(self): return self.width * self.height def perimeter(self): return 2 * (self.width self.height) class Book: def __init__(self, title, price): self.title title self._price price property def price(self): return self._price price.setter def price(self, v): if v 0: raise ValueError(价格不能为负) self._price v class Shape: def area(self): raise NotImplementedError class Circle(Shape): def __init__(self, r): self.r r def area(self): return 3.14 * self.r ** 2 class Stack: def __init__(self): self._data [] def push(self, item): self._data.append(item) def pop(self): return self._data.pop() if self._data else None def peek(self): return self._data[-1] if self._data else None def is_empty(self): return len(self._data) 0