Python面向對象基礎

1.程式設計思想

面向過程程式設計、函數式程式設計、面向對象程式設計

# 程式設計實作功能：1*2*3*..*10
# 面向過程程式設計:
s = 1
for x in range(1, 11):
    s *= x
print(s)

# 函數式程式設計:
from math import factorial
print(factorial(10))


# 面向對象程式設計
class Math:
    @staticmethod
    def factorial(num: int):
        s = 1
        for x in range(1, num+1):
            s *= x
        return s

print(Math.factorial(10))

2.類和對象

什麼是類、什麼是對象

類：擁有相同功能相同屬性的對象的集合（抽象的概念）

對象：對象是類的執行個體（具體的事物）

從生活的角度了解類和對象：

人是類，小紅就是對象、小明是另外一個對象

杯子是類，我桌上這個杯子就是對象
建立類和建立對象

1）建立類 - 就是用代碼描述清楚這個類是擁有哪些相同功能(函數)和哪些相同屬性(變量)的對象的集合

文法：

class 類名:

類的說明文檔

類的内容

說明：

class - 關鍵字；固定寫法

類名 - 程式員自己命名；

要求：辨別符、不是關鍵字

規範：見名知義；駝峰式命名，并且第一個字母大寫；不使用系統的函數名、類名、子產品名

: - 固定寫法

類的說明文檔 - 多行注釋

類的内容 - 包含屬性和方法

屬性：類屬性(類的字段)、對象屬性

方法：對象方法、類方法、靜态方法

注：方法是定義在類中的函數
1. 建立對象
文法：

類名()
```
# 建立類
class Person:
    """類的說明文檔"""
    # 屬性
    # 方法
    pass

# 建立對象
p1 = Person()
print(p1)

p2 = Person()
print(p2)
           
```

3.方法

方法 - 定義在類中的函數

1）對象方法

a.怎麼定義：直接定義在類中

b.怎麼調用：對象.

c.特點：有個預設參數self，self不用傳參，誰調用self就指向誰

d.什麼時候用：如果實作函數的功能需要用到對象屬性，就将定義成對象方法

2）類方方法

a.怎麼定義：定義函數前加裝飾 @classmethod

b.怎麼調用：類.

c.特點：有個預設參數cls，調用時候不用傳參，系統自動将目前類傳給cls

d.什麼時候用：在不需要對象屬性的前提下，需要類

3）靜态方法

a.怎麼定義：定義函數前加裝飾器 @staticmethod

b.怎麼調用：類.

c.特點：沒有預設參數

d.什麼時候用：在不需要對象屬性的前提下，也不需要類
```
class A:
    def func1(self):
        print('對象方法')
        print(A)

    @classmethod
    def func2(cls):
        print(f'cls:{cls}')
        print('類方法')
        b = cls()
        print(f'b:{b}')

    @staticmethod
    def func3():
        print('靜态方法')


a = A()   # 對象方法
a.func1()  # <class '__main__.A'>

print(f'A:{A}')  # A:<class '__main__.A'>
A.func2()   
'''
cls:<class '__main__.A'>
類方法
b:<__main__.A object at 0x000001B5B7098FD0>
'''

A.func3()   #靜态方法
           
```
__init__方法 - 初始化方法

1）構造方法：函數名和類名相同，用來建立對象的函數就是構造函數（構造方法）

python的構造函數，需要程式員自己寫，建立類的時候系統會自動建立這個類的構造函數

2）初始化方法：

a. 當通過類建立對象的時候系統會自動調用__init__方法

b. 在調用調用構造函數建立對象的時候，需不需要參數需要幾個參數看對應的__init__除了self以外有

沒有額外的參數，有幾個額外的參數。

c. 程式員在類中添加__init_方法的時候隻需要保證方法名是__init__有預設參數self就可以。

形參和函數體可以根據情況随便添加

補充：前後都有兩個下劃線的方法又叫魔法方法，這類方法不需要程式員去調用，在特定情況下會被自動調用

class Dog:
    def __init__(self, x=9):
        print('初始化方法')


p1 = Dog(10)  #初始化方法
p2 = Dog(x=20)  # 初始化方法
p3 = Dog()   # 初始化方法

4.屬性

屬性 - 定義在類中的變量
1. 類屬性
a.怎麼定義: 直接定義類中的變量

b.怎麼使用: 通過 ‘類.’ 的方式來使用

c.什麼時候用: 屬性值不會因為對象不同而不一樣
1. 對象屬性
a.怎麼定義：以 ‘self.屬性名 = 值’ 的形式定義在__init__方法中

b.怎麼使用：以 '對象.'的方式來使用

c.什麼時候用：屬性值會因為對象不同而不一樣的時候就使用對象屬性
```
class Circle:
    # a 是類屬性
    a = 10
    # pi 是類屬性
    pi = 3.1415926

    # radius是對象屬性
    def __init__(self):
        self.radius = 1


# 使用類屬性
print(Circle.a)

c1 = Circle()
# 使用對象屬性
print(c1.radius)
           
```

對象屬性的初始值

class Person:
    def __init__(self, name, gender='男'):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.age = 0


p1 = Person('小明')
p2 = Person('張三')
p3 = Person('小花', '女')

print(p1.name, p1.gender)
print(p2.name, p2.gender)
print(p3.name, p3.gender)

在對象方法中對象屬性的使用

class Circle:
    pi = 3.1415926

    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        # 如果在實作對象方法的功能的時候需要用到對象屬性，由self來提供這個對象屬性
        # return 圓周率 x 圓半徑的平方
        return Circle.pi * self.radius ** 2

c1 = Circle(2)
c2 = Circle(4)

print(c1.area())
print(c2.area())

練習

定義一個狗類和一個人類：

狗擁有屬性：姓名、性别和品種擁有方法：叫喚

人類擁有屬性：姓名、年齡、狗擁有方法：遛狗

class Dog:
    def __init__(self, name, gender, breed):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.breed = breed

    def func1(self):
        return (f'{self.name}在叫喚')


class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.dog = None

    def func2(self):
        if self.dog:
            return (f'{self.name}在遛{self.dog.name}')
        else:
            return ('沒有狗，自己散步')


p1 = Person('小米', '11')
p1.dog =Dog('七七', '公', '柯基')
print(p1.func2())

定義一個矩形類，擁有屬性：長、寬擁有方法：求周長、求面積

class rectangle:
    def __init__(self,length, width):
        self.lenget =length
        self.width =width
    def perimeter(self):
        return (self.width +self.lenget)*2
    def ares(self):
        return self.width *self.lenget

    
p1 =rectangle(5,6)
print(p1.ares())
print(p1.perimeter())

定義一個二維點類，擁有屬性：x坐标、y坐标擁有方法：求目前點到另外一個點的距離

class TwoDimension:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def distance(self, other):
        return ((self.x - other.x) ** 2 + (self.y - other.y) ** 2) ** 0.5


p2 = TwoDimension(3, 4)
p3 = TwoDimension(0, 0)
print(p2.distance(p3))

定義一個圓類，擁有屬性：半徑、圓心擁有方法：求圓的周長和面積、判斷目前圓和另一個圓是否外切

class Circle:
    pi = 3.14

    def __init__(self, radius,center=TwoDimension(0,0)):
        self.radius = radius
        self.center =center

    def ares(self):
        return Circle.pi * self.radius ** 2

    def perimeter(self):
        return 2 * Circle.pi * self.radius

    def excircle(self,other):
         return self.radius+other.radius ==self.center.distance(other.center)

p1 =Circle(8,center=TwoDimension(3, 4))
p2 =Circle(5,center=TwoDimension(3, 4))
print(p1.excircle(p2))

定義一個線段類，擁有屬性：起點和終點，擁有方法：擷取線段的長度

class Segment:

    def __init__(self, start=TwoDimension(0,0), end=TwoDimension(0,0)):
        self.start = start
        self.end = end

    def length(self):
        return self.start.distance(self.end)

p1 =Segment(start=TwoDimension(0,0),end=TwoDimension(9,9))
print(p1.length())

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Python面向對象基礎

1.程式設計思想

2.類和對象

3.方法

4.屬性

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