初識面向對象

本文來自於千鋒教育在阿里雲開發者社區學習中心上線課程《Python入門2020最新大課》，主講人姜偉。

面向對象的

面向對象與面向過程

面向過程：根據業務邏輯從上到下寫代碼。
面向對象：將變量與函數綁定到一起，分類進行封裝，每個程序只要負責分配給自己的分類，這樣能夠更快速的開發程序，減少了重複代碼。

面向過程編程易被初學者接受，其往往用一長段代碼來實現指定功能，開發過程的思路是將數據與函數按照執行的邏輯順序組織在一起，數據與函數分開考慮，面向過程基本是由函數組成的。

面向過程編程

面向過程編程的關注點在於怎麼做

把完成某一個需求的所有步驟從頭到尾逐步實現
根據開發需求，將某些功能獨立的代碼封裝成一個又一個函數
最後完成的代碼，就是順序地調用不同的函數

特點：

注重步驟與過程，不注重職責分工
如果需求複雜，代碼會變得很複雜
開發複雜項目，沒有固定的套路，開發難度很大！

面向對象基本概念

面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP，面向對象程序設計）和麵向過程編程，是兩種不同的編程方式。

面向對象編程的關注點在於誰來做

相比較函數，面向對象是更大的封裝，根據職責在一個對象中封裝多個方法

在完成某一個需求前，⾸首先確定職責 — 要做的事情（方法）
根據職責確定不同的對象，在對象內部封裝不同的方法（多個）
最後完成的代碼，就是順序地調用不同對象的相應⽅方法。

特點：

注重對象和職責，不同的對象承擔不同的職責。
更加適合應對複雜的需求變化，是專門應對複雜項目開發，提供的固定套路。
需要在面向過程基礎上，再學習一些面向對象的語法。

類和對象

類和對象是面向對象編程的兩個核心概念。

類

類是對一群具有相同特徵或者行為的事物的一個統稱，是抽象的。

特徵其實就是一個變量，在類里我們稱之為屬性。
行為其實就是一個函數，在類里我們稱之為方法。
類其實就是由屬性和方法組成的一個抽象概念。

類就相當於製造飛機時的圖紙，是一個模板。這個模板只規定了飛機的某些特徵(例如大小，顏色，型號等
等)和行為(例如起飛，降落，飛行等等)，它並不是一個具體的飛機，而是對飛機的一個抽象概念。它出現的目的，是為了讓我們的創建飛機對象。

對象

對象是由類創建出來的一個具體存在，可以直接使用。由哪一個類創建出來的對象，就擁有在哪一個類中定義的屬性和⽅方法。 對象就相當於用圖紙製造的飛機。在開發中，應該先有類，在類里定義好屬性和行為，再根據類來創建對象。

類和對象的關係

類是模板，對象是根據類這個模板創建出來的，應該先有類，再有對象。
使用同一個類，能夠創建出很多對象。
類中定義了什麼屬性和方法，對象中就有什麼屬性和方法。
不同對象對應的屬性值也會不同。

例如：定義了一個狗類，這個狗類有以下屬性：

品種
顏色
性別
名字

現在根據這個類創建出了兩條狗，這兩條狗分別是哈士奇、灰色、母、二哈和中華田園犬、黃色、公、旺財。我們發現，這兩條狗都具有品種、顏色、性別和名字這些屬性，但是每條狗對應的屬性值卻不一樣。

類的設計

在使用面向對象開發前，應該首先分析需求，確定一下，程序中需要包含哪些類！

在程序開發中，要設計一個類，通常需要滿足一下三個要素：

類名這類事物的名字，按照大駝峰命名法（每個單詞的首字母大寫）起名。
屬性這類事物具有什麼樣的特徵。
方法這類事物具有什麼樣的行為。

定義類名

名詞提煉法：分析整個業務流程，出現的名詞，通常就是找到的類。

屬性和方法的確定

對對象的特徵描述，可以定義成屬性
對象具有的行為（動詞）可以定義成方法

練習

需求1：

小明今年18 歲，身高 1.75，每天早上跑完步，會去吃東西
小美今年17 歲，身高 1.65，小美不不跑步，小美喜歡吃東西

需求2：

一隻黃顏色的狗狗叫大黃
看見生人汪汪叫
看見家人搖尾巴

針對於上面的練習，我們需要抽象理解成一個類。接著來介紹面向對象的基本語法。

面向對象基本語法

在Python中，對象幾乎是無處不在的，我們可以使用dir 內置函數來查看這個對象里的方法。

定義簡單的類（只包含方法）

面向對象是更大的封裝，在一個類中封裝多個方法，這樣通過這個類創建出來的對象，就可以直接調用這些方法了！

定義類
在Python中要定義一個只包含方法的類，語法格式如下：

class 類名:
    def 方法1(self,參數列表):
        pass
    def 方法2(self,參數列表):
        pass

1、方法的定義格式和之前學習過的函數一樣

2、方法里的第一個參數必須是self，大家暫時先記住，稍後介紹 self。
3、類名要遵守大駝峰命名法，每一個單詞的首字母都要大寫。類名定義的2種方法：
class <類名>:
class <類名>(object):

創建實例對象
當一個類定義完成之後，要使用這個類來創建對象，語法格式如下：

對象變量名 = 類名()

面向對象代碼

以上面的練習需求1為例：

class Student(object):        #關注這個類有哪些特徵和行為
    #在 __init__ 方法裡，以參數的形式定義特徵，我們稱之為屬性
    def __init__(self, name, age, height):           
        self.name = name
        self.age = age
        self.height = height

    #行為定義為一個個函數
    def run(self):
        print('正在跑步')

    def eat(self):
        print('正在吃東西')


# 使用 Student 類創建了兩個實例對象 s1 s2
# s1和s2都有name，age，height屬性，同時都有run和eat方法
s1 = Student('小明', 18, 1.75)  # Student()  ==> 會自動調用 __init__ 方法
s2 = Student('小美', 17, 1.65)

# 根據業務邏輯，讓不同的對象執行不同的行為
s1.run()
s1.eat()

s2.eat()

執行結果：

需求

小貓愛吃魚，小貓要喝水

分析

定義一個貓類 Cat
定義兩個方法 eat 和 drink
按照需求 —— 不需要定義屬性

class Cat:
    """這是個貓類"""

    def eat(self):
        print("小貓在吃東西")

    def drink(self):
        print("小貓在喝水")

tom = Cat() # 創建了一個Cat對象
tom.eat()
tom.drink()

hello_kitty = Cat() # 又創建了一個新的Cat對象
hello_kitty.eat()
hello_kitty.drink()

執行結果：

self的使用

給對象添加屬性

python支持動態屬性，當一個對象創建好了以後，直接使用 對象.屬性名 = 屬性值 就可以很方便的給對象添加一個屬性。

tom = Cat()
tom.name = 'Tom' # 可以直接給 tom 對象添加一個 name 屬性

這種方法很方便，但是，不建議使用這種方式給對象添加屬性。

self的概念

哪個對象調用了方法，方法里的self 指的就是誰。通過 self.屬性名 可以訪問到這個對象的屬性；通過 self.方法名() 可以調用這個對象的方法。

class Cat:
    def eat(self):
        print("%s愛吃魚" %self.name)

tom = Cat()
tom.name = 'Tom' # 給 tom 對象添加了一個name屬性
tom.eat() # Tom愛吃魚

lazy_cat = Cat()
lazy_cat.name = "大懶貓"
lazy_cat.eat() # 大懶貓愛吃魚

直接給對象添加屬性的缺點

上述代碼中，我們是先創建對象，然後再給對象添加 name 屬性，但是這樣做會有問題。

tom = Cat()
tom.eat()
tom.name = "Tom"

程序運行時會報錯：

AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'
錯誤提示：'Cat'對象沒有 'name' 屬性

在日常開發中，不推薦在類的外部直接給對象添加屬性這種方式。對象應該具有哪些屬性，我們應該封裝在類的內部。