python入门基础(13)--类、对象、全局函数，类内部调用

2023-09-16 19:17 由 PursuitingPeak 发表于 #后端开发

面向过程的编程语言，如C语言，所使用的数据和函数之间是没有任何直接联系的，它们之间是通过函数调用提供参数的形式将数据传入函数进行处理。但可能因为错误的传递参数、错误地修改了数据而导致程序出错，甚至是崩溃。当需要修改或维护程序时要从程序提供的一堆数据中去寻找和修改它，要扩展函数的功能，只能重新建立一个函数或修改它，因此其开发效率较慢。

从现实世界得到的启发：任何事物都具有自己的属性或能力，比如一张桌子有高度、材质、颜色、重量等属性:但它无生命，不具备完成其他动作的能力。

再如一只狗，也有毛色、重量、年龄、体重、品种等属性，同时它还有生命，可以走路、奔跑、叫唤等，具有一定的能力。

人也有身高、重量、年龄、体重、学历、工作等属性，同时还有生命，可以走路、奔跑、唱歌、工作、旅游等能力。

在程序中我们可以模仿现实世界，对现实世界中的事物进行有目的抽象，即抽象出现实世界事物中对我们有用的属性和能力来建立一个关联在一起的模型，对于现实世界中事物没有的属性或能力，而程序中需要的，则可以在程序中进行添加:对于现实世界中事物具有的属性或能力，而程序中不需要关心的，则可以在程序中不进行表达。这种抽象出来的模型我们称之为对象或类。面向对象编程就是通过面向对象分析和设计，建立模型(类或对象)并完成最终程序的过程。因此，在面向对象编程中，编程的主体就是用类或对象构建模型，并使它们之间可以互相通信，解决实际问题。

下面就通过一个实例，来介绍一下类、对象及其应用

先创建一个类：人，具有名字、年龄、身高、重量、体重、学历、工作等属性，同时，具有吃、喝、走、跑、唱歌、工作等能力。

class Person:
    def __init__(self,new_name,new_age,new_hight,new_weight,edu_certification,new_job):
        #self.name = "Tom"
        self.name=new_name
        self.age=new_age
        self.hight=new_hight
        self.weight="70"
        self.edu_certif="bachelor"
        self.job="programmer"

    def eat(self):
           # 哪一个对象调用的方法，self就是哪一个对象的引用
           print("%s 爱吃鱼" % self.name)

    def drink(self):
           print("%s 要喝水" % self.name)           
    def walk(self):
        print("%s我去了"%self.name)        
    def run(self):        # 必须返回一个字符串
        return "[%s]跑了10公里，用时56分钟。" % self.name   
    def sing(self):        # 必须返回一个字符串
        return "%s唱了一首《我的中国心》" % self.name   
    def working(self):        # 必须返回一个字符串
        return "%s工作了很久！" % self.name  
// 以上是person类的全部定义。
    
tom = Person("Tom",23,173,75,"bachelor","writer")

#lucy=Person("Lucy")
#lily=Person("Lily")

print("%s的身高是%s cm" %(tom.name,tom.hight))
print("\n")
print("%s的体重是%sKG" %(tom.name,tom.weight))
print("\n")
print(tom.sing())

代码说明：class Person: 定义一个Person的类，

    def __init__(self,new_name,new_age,new_hight,new_weight,edu_certification,new_job):
        #self.name = "Tom"
        self.name=new_name
        self.age=new_age
        self.hight=new_hight
        self.weight="70" 
        self.edu_certif="bachelor" 
        self.job="programmer"

这几行定义了类的属性，其中def __init__后面括号中，表示的是类的参数，即，用类创建对象后，可以直接通过参数（如new_age）将数据传递给self.age。同时，最后三行，

        self.weight="70"
        self.edu_certif="bachelor"
        self.job="programmer" 中的数据相当于是固定值，即使在新建对象中，被赋新值，也不会被修改。

从def eat(self)到def working(self)，都是定义类Person的一些方法：吃、喝、走、跑、唱、工作等方法。
如何通过类来创建对象呢？

代码 tom = Person("Tom",23,173,70,"bachelor","writer") 就是通过类Person,创建了一个新对象tom，"Tom"对应__init__()中的new_name,23对应new_age……
因此,对象tom的名字叫Tom，年龄23、身高173、体重75，学历bachelor,工作为writer(注意最后 体重75、学历、工作这三项，在创建tom时，并没有发生变化，因为在定义类的时候，已设置了默认值，所以在程序运行时，也不会发生变化)

print("%s的身高是%s cm" %(tom.name,tom.hight))
print("\n")
print("%s的体重是%sKG" %(tom.name,tom.weight))
print("\n")
print(tom.sing())

上述第一行代码，打印出对象tom的身高，其中%s是输出字符串，%（tom.name,tom.hight）里两个按顺序输出tom的name和hight。中间一行是输出体重，会发现体重没有变成75，仍然是70，因为在def __init__下面中有一个 self.weight="70"，如若修改为

self.weight=new_weight，则新建对象tom会将75这一数据传递给self.weight。

最后一行代码，则是调用了Person类中的sing功能，目前些功能比较简单，只能够大打印出一句“**唱了一首《我的中国心》”这句话。

运行结果如下：

从上面可以看出，定义类的方法让类具有一定的能动性，为类的能力进行扩展。

在类外部调用该类的方法就可以完成相应的功能，或改变类的状态，或达到其他目的。
类中的方法定义和调用与面向过程的函数定义和调用的方式基本相同，但有以下区别:
1）方法的第一个参数必须是 self，而且不能省略:
2）方法的调用需要实例化类，并以实例名.方法名(参数列表)形式调用，如tom.sing()
3）整体进行一个单位的缩进，表示其属于类体中的内容。

我们重新建一个计算类Calc，如下代码：

class Calc:
    
    def calcadd(self,x,y):
        return x+y
    
    def calcreduce(self,x,y):
        return x-y
    
    def calcmultiply(self,x,y):
        return x*y
    
    def calcdeviate(self,x,y):
        return x/y

new_calc= Calc()
    
print("相加的结果是%s"%new_calc.calcadd(20, 50))
print("相乘的结果是%s"%new_calc.calcmultiply(23, 50))
print("相除的结果是%s"%new_calc.calcdeviate(30, 50))
print("相减的结果是%s"%new_calc.calcreduce(20, 50))

如上图这个类，没有特征属性，只有加减乘除四个运算。运行结果如下：

类中的方法既可以调用本类中的方法，也可调用全局函数来完成任务。调用全局函数和面向过程中的调用方式一样，而调用类自身的方法使用如下形式：

self.方法名（参数列表）注：调用本类方法时，参数列表中不包含"self"。如下实例：

def coord_chng(x,y):        #定义一个全局函数，模拟坐标值变换
    return (abs(x),abs(y))  #将x,y 值求绝对值后返回

class Cat:                        #定义一个类Cat
    def __init__ (self,x=0,y=0):  #定义一个构造方法，
        self.x=x
        self.y=y
        self.disp_point()      #构造函数中调用类中的方法disp_point()
    
    def move(self,x,y):        #定义一个方法move()
        x,y = coord_chng(x,y)  #调用全局函数，坐标变换
        self.edit_point(x,y)   #调用类中的方法edit_point()
        self.disp_point()      #调用类中的方法disp_point()
    
    def edit_point(self,x,y):  #定义一个方法
        self.x += x
        self.y += y

    def disp_point(self):      #定义一个方法
        print("当前位置:(%d,%d)"% (self.x,self.y))

cat_a= Cat()      #实例化Cat()类
cat_a.move(2,4)   #调用cat_a实例的方法move()
cat_a.move(-9,6)  #调用cat_a实例的方法move()
cat_a.move(12,-16)#调用cat_a实例的方法move()

如下图所示，coord_chng()是全局函数，主要作用是将输入的x，y转换成绝对值后输出；edit_point()和disp_point()是类自身的两个方法，被另一个方法move()调用。

cat_a=Cat() 即创建一个cat_a的对象，属于Cat类，即初始化x=0,y=0；在def __init__()中调用disp_point()方法，显示位置为0，0

cat_a,move(2,4) 即调用上图程序，先将2，4绝对值，再通过edit_point()方法，在原基础上加上x,y值，得到最新的x,y，再调用disp_point()方法打印出来位置。

最后两行一样，先求绝对值，再相加，最后显示位置。

代码运行如下：