day17 面向对象基础

第三模块 面向对象&网络&并发编程

从今天开始，我们将进入系列课程第3个模块的的学习，此模块包含如下三大部分知识：

• 面向对象，Python中支持两种编程方式来写代码，分别是：​​函数式编程​​、​​面向对象式编程​​。

• 函数式

# 定义函数，在函数中实现功能
def func():
print("一个NB的功能")

# 执行函数
func()

• 面向对象

# 定义类
class Foo(object):
# 在类中定义方法
def func(self):
print("一个NB的功能")

# 实例化类的对象
obj = Foo()
# 执行类中的方法
obj.func()

Python支持两种编程方式（其他很多语言只支持一种），所以初学者在刚开始学习往往不知道应如何选择，并且行业内对于 函数式编程 vs 面向对象编程 之间谁更好的讨论也是难分胜负，其实在开发中无论要实现什么样的功能，两种编程模式都能实现，那种让我们能更好实现就选择谁？不必非纠结于那种方式更好，编程语言支持工具，最重要的是把功能实现。

初学者在选择编程方式时候，可以遵循如下规则：

• 函数式，推荐初学者使用。理由：上手快且逻辑简单清晰。
• 面向对象，推荐有一些代码经验后使用。理由：面向对象的思想需要有一定的项目积累之后（写多了&看的多）才能真正理解其精髓，基于面向对象可以编写出扩展性更强的代码（在一定程序上也可以简化代码）。

现阶段，大家在学习面向对象时更重要的是：掌握相关知识点 & 读懂源码 & 编写简单的基于面向对象的程序。

• 网络编程，学习网络知识后，可以让我们的程序通过网络来进行数据交互和传输 并 掌握其本质。
• 并发编程，一个程序想要执行的速度更快是必须要掌握并发编程的相关知识。

例如：下载10个抖音视频，每个需要2分钟。
- 按照以前的思路，逐一下载就需要20分钟。
- 按照并发的思路，创建10个线程/进程来实现，大概需要2分钟就可以完成。

day17 面向对象基础

课程目标：了解面向对象并可以根据面向对象知识进行编写代码。

课程概要：

• 初识面向对象
• 三大特性（面向对象）

• 封装
• 继承
• 多态

• 再看数据类型

文章目录

• ​​第三模块 面向对象&网络&并发编程​​
• ​​day17 面向对象基础​​

• ​​1. 初识面向对象​​

• ​​1.1 对象和self​​
• ​​1.2 常见成员​​
• ​​1.3 应用示例​​

• ​​2. 三大特性​​

• ​​2.1 封装​​
• ​​2.2 继承​​
• ​​练习题​​
• ​​2.3 多态​​

• ​​3. 扩展：再看数据类型​​
• ​​总结​​
• ​​作业​​

1. 初识面向对象

想要通过面向对象去实现某个或某些功能时需要2步：

• 定义类，在类中定义方法，在方法中去实现具体的功能。
• 实例化类并的个一个对象，通过对象去调用并执行方法。

class Message:

def send_email(self, email, content):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email,content)
print(data)


msg_object = Message() # 实例化一个对象 msg_object，创建了一个一块区域。
msg_object.send_email("wupeiqi@live.com","注册成功")

注意：1.类名称首字母大写&驼峰式命名；2.py3之后默认类都继承object；3.在类种编写的函数称为方法；4.每个方法的第一个参数是self。

类中可以定义多个方法，例如：

class Message:

def send_email(self, email, content):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, content)
print(data)

def send_wechat(self, vid, content):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, content)
print(data)


msg_object = Message()
msg_object.send_email("wupeiqi@live.com", "注册成功")
msg_object.send_wechat("武沛齐", "注册成功")

你会发现，用面向对象编程写的类有点像归类的意思：将某些相似的函数划分到一个类中。

但，这种编写方式让人感觉有些鸡肋，直接用 函数 写多好呀。对吧？

别着急，记者往下看。

1.1 对象和self

在每个类中都可以定义个特殊的：​​__init__ 初始化方法​​​，在实例化类创建对象时自动执行，即：​​对象=类()​​。

class Message:

def __init__(self, content):
self.data = content

def send_email(self, email):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, self.data)
print(data)

def send_wechat(self, vid):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, self.data)
print(data)

# 对象 = 类名() # 自动执行类中的 __init__ 方法。

# 1. 根据类型创建一个对象，内存的一块 区域 。
# 2. 执行__init__方法，模块会将创建的那块区域的内存地址当self参数传递进去。 往区域中(data="注册成功")
msg_object = Message("注册成功")

msg_object.send_email("wupeiqi@live.com") # 给wupeiqi@live.com发邮件，内容是：注册成功
msg_object.send_wechat("武沛齐") # 给武沛齐发微信，内容是：注册成功

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5g9rstYK-1614253096657)(assets/image-20210123195714019.png)]

通过上述的示例，你会发现：

• 对象，让我们可以在它的内部先封装一部分数据，以后想要使用时，再去里面获取。
• self，类中的方法需要由这个类的对象来触发并执行（ 对象.方法名 ），且在执行时会自动将对象当做参数传递给self，以供方法中获取对象中已封装的值。

注意：除了self默认参数以外，方法中的参数的定义和执行与函数是相同。

当然，根据类也可以创建多个对象并执行其中的方法，例如：

class Message:

def __init__(self, content):
self.data = content

def send_email(self, email):
data = "给{}发邮件，内容是：{}".format(email, self.data)
print(data)

def send_wechat(self, vid):
data = "给{}发微信，内容是：{}".format(vid, self.data)
print(data)


msg_object = Message("注册成功")
msg_object.send_email("wupeiqi@live.com") # 给wupeiqi@live.com发邮件，内容是：注册成功
msg_object.send_wechat("武沛齐")


login_object = Message("登录成功")
login_object.send_email("wupeiqi@live.com") # 给wupeiqi@live.com发邮件，内容是：登录成功
login_object.send_wechat("武沛齐")

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YRsPLm2I-1614253096660)(assets/image-20210123195714019.png)]

面向对象的思想：将一些数据封装到对象中，在执行方法时，再去对象中获取。

函数式的思想：函数内部需要的数据均通过参数的形式传递。

• self，本质上就是一个参数。这个参数是Python内部会提供，其实本质上就是调用当前方法的那个对象。
• 对象，基于类实例化出来”一块内存“，默认里面没有数据；经过类的​​__init__​​方法，可以在内存中初始化一些数据。

1.2 常见成员

在编写面向对象相关代码时，最常见成员有：

• 实例变量，属于对象，只能通过对象调用。
• 绑定方法，属于类，通过对象调用 或 通过类调用。

注意：还有很多其他的成员，后续再来介绍。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qnYAxy3h-1614253096661)(assets/image-20210126140807446.png)]

class Person:

def __init__(self, n1, n2):
# 实例变量
self.name = n1
self.age = n2

# 绑定方法
def show(self):
msg = "我叫{}，今年{}岁。".format(self.name, self.age)
print(msg)

def all_message(self):
msg = "我是{}人，我叫{}，今年{}岁。".format(Person.country, self.name, self.age)
print(msg)

def total_message(self):
msg = "我是{}人，我叫{}，今年{}岁。".format(self.country, self.name, self.age)
print(msg)# 执行绑定方法
p1 = Person("武沛齐",20)
p1.show()
# 或
# p1 = Person("武沛齐",20)
# Person.show(p1)


# 初始化，实例化了Person类的对象叫p1
p1 = Person("武沛齐",20)

1.3 应用示例

将数据封装到一个对象，便于以后使用。

class UserInfo:
def __init__(self, name, pwd,age):
self.name = name
self.password = pwd
self.age = age


def run():
user_object_list = []
# 用户注册
while True:
user = input("用户名：")
if user.upper() == "Q":
break
pwd = input("密码")

# user_object对象中有：name/password
user_object = UserInfo(user, pwd,19)
# user_dict = {"name":user,"password":pwd}

user_object_list.append(user_object)
# user_object_list.append(user_dict)

# 展示用户信息
for obj in user_object_list:
print(obj.name, obj.password)

总结：
- 数据封装到对象，以后再去获取。
-

注意：用字典也可以实现做封装，只不过字典在操作值时还需要自己写key，面向对象只需要 ​​.​​ 即可获取对象中封装的数据。

将数据分装到对象中，在方法中对原始数据进行加工处理。

user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1,3000)]

# 分页显示，每页显示10条
while True:
page = int(input("请输入页码："))

start_index = (page - 1) * 10
end_index = page * 10

page_data_list = user_list[start_index:end_index]
for item in page_data_list:
print(item)class Pagination:
def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
self.per_page_num = per_page_num

if not current_page.isdecimal():
self.current_page = 1
return
current_page = int(current_page)
if current_page < 1:
self.current_page = 1
return
self.current_page = current_page

def start(self):
return (self.current_page - 1) * self.per_page_num

def end(self):
return self.current_page * self.per_page_num


user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]

# 分页显示，每页显示10条
while True:
page = input("请输入页码：")

# page，当前访问的页码
# 10，每页显示10条数据
# 内部执行Pagination类的init方法。
pg_object = Pagination(page, 20)
page_data_list = user_list[ pg_object.start() : pg_object.end() ]
for item in page_data_list:
print(item)

还有这个示例：将数据封装到一个对象中，然后再方法中对已封装的数据进行操作。

import os
import requests


class DouYin:
def __init__(self, folder_path):
self.folder_path = folder_path

if not os.path.exists(folder_path):
os.makedirs(folder_path)


def download(self, file_name, url):
res = requests.get(
url=url,
headers={
"user-agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.88 Safari/537.36 FS"
}
)
file_path = os.path.join(self.folder_path, file_name)
with open(file_path, mode='wb') as f:
f.write(res.content)
f.flush()

def multi_download(self, video_list):
for item in video_list:
self.download(item[0], item[1])


if __name__ == '__main__':
douyin_object = DouYin("videos")

douyin_object.download(
"罗斯.mp4",
"https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f240000buuer5aa4tij4gv6ajqg"
)

video_list = [
("a1.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0300fc20000bvi413nedtlt5abaa8tg"),
("a2.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0d00fb60000bvi0ba63vni5gqts0uag"),
("a3.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f240000buuer5aa4tij4gv6ajqg")
]
douyin_object.multi_download(video_list)

根据类创建多个对象，在方法中对对象中的数据进行修改。

class Police:
"""警察"""

def __init__(self, name, role):
self.name = name
self.role = role
if role == "队员":
self.hit_points = 200
else:
self.hit_points = 500

def show_status(self):
""" 查看警察状态 """
message = "警察{}的生命值为:{}".format(self.name, self.hit_points)
print(message)

def bomb(self, terrorist_list):
""" 投炸弹，炸掉恐怖分子 """
for terrorist in terrorist_list:
terrorist.blood -= 200
terrorist.show_status()

"""
p1 = Police("武沛齐","队员")
p1.show_status()
p1.bomb(["alex","李杰"])

p2 = Police("日天","队长")
p2.show_status()
p2.bomb(["alex","李杰"])
"""



class Terrorist:
""" 恐怖分子 """

def __init__(self, name, blood=300):
self.name = name
self.blood = blood

def shoot(self, police_object):
""" 开枪射击某个警察 """
police_object.hit_points -= 5
police_object.show_status()

self.blood -= 2

def strafe(self, police_object_list):
""" 扫射某些警察 """
for police_object in police_object_list:
police_object.hit_points -= 8
police_object.show_status()

def show_status(self):
""" 查看恐怖分子状态 """
message = "恐怖分子{}的血量值为:{}".format(self.name, self.blood)
print(message)

"""
t1 = Terrorist('alex')
t2 = Terrorist('李杰',200)
"""

def run():
# 1.创建3个警察
p1 = Police("武沛齐", "队员")
p2 = Police("苑昊", "队员")
p3 = Police("于超", "队长")

# 2.创建2个匪徒
t1 = Terrorist("alex")
t2 = Terrorist("eric")


# alex匪徒射击于超警察
t1.shoot(p3)

# alex扫射
t1.strafe([p1, p2, p3])

# eric射击苑昊
t2.shoot(p2)

# 武沛齐炸了那群匪徒王八蛋
p1.bomb([t1, t2])

# 武沛齐又炸了一次alex
p1.bomb([t1])


if __name__ == '__main__':
run()

总结：

• 仅做数据封装。
• 封装数据 + 方法再对数据进行加工处理。
• 创建同一类的数据且同类数据可以具有相同的功能（方法）。

2. 三大特性

面向对象编程在很多语言中都存在，这种编程方式有三大特性：封装、继承、多态。

2.1 封装

封装主要体现在两个方面：

• 将同一类方法封装到了一个类中，例如上述示例中：匪徒的相关方法都写在Terrorist类中；警察的相关方法都写在Police类中。
• 将数据封装到了对象中，在实例化一个对象时，可以通过​​__init__​​初始化方法在对象中封装一些数据，便于以后使用。

2.2 继承

传统的理念中有：儿子可以继承父亲的财产。

在面向对象中也有这样的理念，即：子类可以继承父类中的方法和类变量（不是拷贝一份，父类的还是属于父类，子类可以继承而已）。

父类
子类

基类
派生类

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hfwQD09u-1614253096663)(assets/image-20210126182724313.png)]

class Base:

def func(self):
print("Base.func")

class Son(Base):

def show(self):
print("Son.show")

s1 = Son()
s1.show()
s1.func() # 优先在自己的类中找，自己没有才去父类。

s2 = Base()
s2.func()class Base:
def f1(self):
pass

class Foo(Base):

def f2(self):
pass

class Bar(Base):

def f3(self):
pass

o1 = Foo()
o1.f2()
o1.f1()

练习题

class Base:
def f1(self):
print('base.f1')

class Foo(Base):
def f2(self):
print('foo.f2')

obj = Foo()
obj.f1()
obj.f2()class Base:
def f1(self):
print('base.f1')

class Foo(Base):
def f2(self):
print('before')
self.f1() # 调用了f1方法 obj.f1()
print('foo.f2')

obj = Foo()
obj.f2()

>>> before
>>> base.f1
>>> foo.f2class Base:
def f1(self):
print('base.f1')

class Foo(Base):
def f2(self):
print("before")
self.f1() # obj,Foo类创建出来的对象。 obj.f1
print('foo.f2')
def f1(self):
print('foo.f1')

obj = Foo()
obj.f1() # obj对象到底是谁？优先就会先去谁里面找。
obj.f2()

>>> before
>>> foo.f1
>>> foo.f2class Base:
def f1(self):
print('before')
self.f2() # slef是obj对象（Foo类创建的对象） obj.f2
print('base.f1')

def f2(self):
print('base.f2')

class Foo(Base):
def f2(self):
print('foo.f2')

obj = Foo()
obj.f1() # 优先去Foo类中找f1，因为调用f1的那个对象是Foo类创建出来的。


>>> before
>>> foo.f2
>>> base.f1

b1 = Base()
b1.f1()

>>> before
>>> base.f2
>>> base.f1class TCPServer:
def f1(self):
print("TCPServer")

class ThreadingMixIn:
def f1(self):
print("ThreadingMixIn")

class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer):
def run(self):
print('before')
self.f1()
print('after')

obj = ThreadingTCPServer()
obj.run()

>>> before
>>> ThreadingMixIn
>>>class BaseServer:
def serve_forever(self, poll_interval=0.5):
self._handle_request_noblock()
def _handle_request_noblock(self):
self.process_request(request, client_address)

def process_request(self, request, client_address):
pass

class TCPServer(BaseServer):
pass

class ThreadingMixIn:
def process_request(self, request, client_address):
pass

class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer):
pass

obj = ThreadingTCPServer()
obj.serve_forever()

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3gkktDab-1614253096666)(assets/image-20210126192330261.png)]

小结：

• 执行对象.方法时，优先去当前对象所关联的类中找，没有的话才去她的父类中查找。
• Python支持多继承：先继承左边、再继承右边的。
• self到底是谁？去self对应的那个类中去获取成员，没有就按照继承关系向上查找 。

2.3 多态

多态，按字面翻译其实就是多种形态。

• 其他编程语言多态
• Python中多态

其他编程语言中，是不允许这样类编写的，例如：Java

class Cat{
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}

class Dog {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}


public class Test {
public static void main(String[] args) {
obj1 = Cat()
obj2 = Cat()
show(obj1)
show(obj2)

obj3 = Dog()
show(obj3)
}

public static void show(Cat a) {
a.eat()
}
}abstract class Animal {
abstract void eat();
}

class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}

class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}


public class Test {
public static void main(String[] args) {
obj1 = Cat()
show(obj1)

obj2 = Dog()
show(obj2)
}

public static void show(Animal a) {
a.eat()
}
}

在java或其他语言中的多态是基于：接口 或 抽象类和抽象方法来实现，让数据可以以多种形态存在。

在Python中则不一样，由于Python对数据类型没有任何限制，所以他天生支持多态。

def func(arg):
v1 = arg.copy() # 浅拷贝
print(v1)

func("武沛齐")
func([11,22,33,44])class Email(object):
def send(self):
print("发邮件")


class Message(object):
def send(self):
print("发短信")



def func(arg):
v1 = arg.send()
print(v1)


v1 = Email()
func(v1)

v2 = Message()
func(v2)

在程序设计中，鸭子类型（duck typing）是动态类型的一种风格。在鸭子类型中，关注点在于对象的行为，能作什么；而不是关注对象所属的类型，例如：一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟可以被称为鸭子。

小结：

• 封装，将方法封装到类中 或 将数据封装到对象中，便于以后使用。
• 继承，将类中的公共的方法提取到基类中去实现。
• 多态，Python默认支持多态（这种方式称之为鸭子类型），最简单的基础下面的这段代码即可。

def func(arg):
v1 = arg.copy() # 浅拷贝
print(v1)

func("武沛齐")
func([11,22,33,44])

3. 扩展：再看数据类型

在初步了解面向对象之后，再来看看我们之前学习的：str、list、dict等数据类型，他们其实都一个类，根据类可以创建不同类的对象。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gIlhDRWD-1614253096668)(assets/image-20210118203012874.png)]

# 实例化一个str类的对象v1
v1 = str("武沛齐")

# 通过对象执行str类中的upper方法。
data = v1.upper()

print(data)

总结

类和对象的关系。

面向对象编程中常见的成员：

• 绑定方法
• 实例变量

self到底是什么？

面向对象的三大特性。

面向对象的应用场景

数据封装。

封装数据 + 方法再对数据进行加工处理。

创建同一类的数据且同类数据可以具有相同的功能（方法）。

补充：在Python3中编写类时，默认都会继承object（即使不写也会自动继承）。

class Foo:
pass

class Foo(object):
pass

这一点在Python2是不同的：

• 继承object，新式类
• 不继承object，经典类

作业

简述面向对象三大特性?

将以下函数改成类的方式并调用 :

def func(a1):
print(a1)

面向对象中的self指的是什么?

以下代码体现 向对象的什么特性?

class Person(object):
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender


obj = Person('武沛齐', 18, '男')

以下代码体现 向对象的 么特点?

class Message(object):
def email(self):
"""
发送邮件
:return:
"""
pass

def msg(self):
"""
发送短信
:return:
"""
pass

def wechat(self):
"""
发送微信
:return:
"""
pass

看代码写结果

class Foo:
def func(self):
print('foo.func')

obj = Foo()
result = obj.func()
print(result)

看代码写结果

class Base1:
def f1(self):
print('base1.f1')

def f2(self):
print('base1.f2')

def f3(self):
print('base1.f3')
self.f1()


class Base2:
def f1(self):
print('base2.f1')


class Foo(Base1, Base2):
def f0(self):
print('foo.f0')
self.f3()


obj = Foo()
obj.f0()

看代码写结果:

class Base:
def f1(self):
print('base.f1')

def f3(self):
self.f1()
print('base.f3')


class Foo(Base):
def f1(self):
print('foo.f1')

def f2(self):
print('foo.f2')
self.f3()


obj = Foo()
obj.f2()

补充代码实现

user_list = []
while True:
user = input("请输入用户名:")
pwd = input("请输入密码:")
email = input("请输入邮箱:")

"""
# 需求
1. while循环提示 户输 : 户名、密码、邮箱(正则满足邮箱格式)
2. 为每个用户创建一个个对象，并添加到user_list中。
3. 当列表中的添加 3个对象后，跳出循环并以此循环打印所有用户的姓名和邮箱
"""

补充代码:实现 户注册和登录。

class User:
def __init__(self, name, pwd):
self.name = name
self.pwd = pwd


class Account:
def __init__(self):
# 用户列表，数据格式：[user对象，user对象，user对象]
self.user_list = []

def login(self):
"""
用户登录，输入用户名和密码然后去self.user_list中校验用户合法性
:return:
"""
pass

def register(self):
"""
用户注册，没注册一个用户就创建一个user对象，然后添加到self.user_list中，表示注册成功。
:return:
"""
pass

def run(self):
"""
主程序
:return:
"""
pass


if __name__ == '__main__':
obj = Account()
obj.run()