《Python大数据基础与实战》课件-Python大数据基础与实战（第7章 面向对象编程）

第七章面向对象编程7.5继承7.4封装7.2属性和方法7.6多态7.3构造方法和析构方法7.1类和对象7.7案例实战7.1类和对象7.1类和对象

面向对象编程（OOP）是一种编程方式，此编程方式的需要使用“类”和“对象”来实现，所以，面向对象编程实质就是对“类”和“对象”的使用。

类：就是一个模板，模板里可以包含多个方法和属性。

对象：根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的方法。7.1类和对象7.1.1类的定义类由三部分组成：类名：类的名称，它的首字母一般大写。属性：用于描述类的特征，也称为数据成员。例如：人有姓名、年龄等。方法：用于描述类的行为，也称为方法成员。例如：人具有运动、说话等行为。类的定义语法如下：class

<类名>():

<类的属性> <类的方法>7.1类和对象7.1.2创建对象创建好了类之后，就可以创建实例对象了。创建对象的语法格式如下：对象名=类名()Python中可以动态为类和对象添加成员，这一点和很多面向对象程序设计语言不同。要想给对象添加属性，可以通过如下方式：对象名.新的属性名=值7.1类和对象classPerson(): #定义类 defeat(self): #定义方法 print("吃肉夹馍...真香呀...") defrun(self): print("8百米体测达标...呼哧...")person=Person() #定义对象，并用person变量保存它的引用="张三" #添加表示姓名的属性person.age=18 #添加表示年龄的属性person.eat() #调用方法person.run()print(,person.age) #打印属性值7.1类和对象7.1.3self参数类的所有实例方法都必须至少有一个名为self的参数，并且必须是方法的第一个形参（如果有多个形参）。self参数表示对象本身。在类的实例方法中访问实例属性时需要以self为前缀，但在方法外通过对象名调用对象方法时并不需要传递这个参数。如果在外部通过类名调用对象方法则需要显式为self参数传递值。7.2属性和方法7.2属性和方法7.2.1属性属性分为两种：类属性和实例属性。类属性是在类中所有方法之外定义的数据成员；实例属性一般是指在构造函数__init__()中定义的，定义和使用时必须以self作为前缀；在类的外部，实例属性属于实例对象，只能通过对象名访问；而类属性属于类，可以通过类名或者对象名访问。类属性被所有类的实例对象(实例方法)所共有，在内存中只存在一个副本。7.2属性和方法默认情况下，Python中的成员函数和成员变量都是公开的（public），在Python中没有类似public，private等关键词来修饰方法成员和数据成员。在Python中定义私有成员只需要在属性名或方法名前加上

“__”双下划线，那么这个属性或方法就是私有的了。私有属性在类外不能直接访问，需要通过调用对象的公有方法来访问，或者通过Python支持的特殊方式来访问，可以对象名.类名__xxx方式来访问私有的类属性。7.2属性和方法>>>classPerson():

name="Tom" #公有的类属性

__age=12 #私有的类属性>>>p=Person() >>>print() #通过对象访问公有类属性Tom>>>print(P)#通过类访问公有类属性Tom >>>print(p.__age)#错误，不能在类外通过实例对象访问私有的类属性Traceback(mostrecentcalllast):AttributeError:'Person'objecthasnoattribute'__age'>>>print(p._Person__age) #访问类的私有属性，一般不推荐127.2属性和方法7.2.2方法Python类的方法分为实例方法，类方法和静态方法。实例方法第一个参数必须是实例对象，该参数名一般约定为“self”，通过它来传递实例的属性和方法（也可以传递类的属性和方法）；只能由实例对象调用。类方法使用装饰器@classmethod来修饰一个方法，此时该方法就是类方法。类方法的第一个参数必须是当前类对象，该参数名一般约定为“cls”，通过它来传递类的属性和方法（不能传实例的属性和方法）；实例对象和类对象都可以调用。7.2属性和方法静态方法使用装饰器@staticmethod来修饰一个方法，此时该方法就是静态方法。静态方法的参数随意，没有“self”和“cls”参数，但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法；实例对象和类对象都可以调用。实例方法只能被实例对象调用，类方法和静态方法可以被类或类的实例对象调用。7.2属性和方法>>>classFoo(object):definstance_method(self): #定义实例方法 print("这是类{}的普通实例方法，只能被实例对象调用".format(Foo))@classmethod #定义类方法defclass_method(cls): print("这是类方法")@staticmethod #定义静态方法defstatic_method():print("这是静态方法")>>>foo=Foo()>>>foo.instance_method() #通过对象名来调用实例方法这是类<class'__main__.Foo'>的普通实例方法，只能被实例对象调用7.3构造方法和析构方法7.3构造方法和析构方法Python提供了两种特殊的方法：__init__()和__del__()，分别用于初始化对象属性和释放类所占用的资源，即构造方法和析构方法。7.3.1构造方法在上一节的案例中，我们给person引用的对象动态的添加了name和age属性，如果要创建多个Person类的对象，采用同样的“对象名.属性名称”的方式就显得繁琐了。可不可以在创建对象的时候就设置好属性，Python提供了一个特殊的方法__init__()，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法。7.3构造方法和析构方法>>>classPerson(): #定义类

def__init__(self): #构造方法 ="张三" self.age=18 defrun(self): print("%d岁的%s进行8百米体测达标...呼哧..."%(self.age,))>>>person=Person() #定义对象，并用person变量保存它的引用无论创建多少个Person对象，name和age属性值初始默认都为“张三”和18。如果要在对象创建完成后修改属性的默认值，可以在构造方法中传入参数设定属性的值。7.3构造方法和析构方法>>>classPerson():

def__init__(self,name,age): #带参数的构造方法

=name

self.age=age>>>person1=Person("张三",18) #定义对象，同时传入实参>>>person1.run()18岁的张三进行8百米体测达标...呼哧...>>>person2=Person("李四",20)>>>person2.run()20岁的李四进行8百米体测达标...呼哧...7.3构造方法和析构方法7.3.2析构方法创建对象后，python解释器默认调用__init__()方法；当删除一个对象时，python解释器也会默认调用一个方法，这个方法为__del__()方法。在python中，对于开发者来说很少会直接销毁对象(如果需要，应该使用del关键字销毁)。Python的内存管理机制能够很好的胜任这份工作。也就是说，不管是手动调用del还是由python自动回收都会触发__del__方法执行。7.3构造方法和析构方法。>>>classPerson():

def__init__(self,name,age):

=name

self.age=age

def__del__(self): #定义析构方法

print("调用del方法删除对象")>>>mickey=Person("米老鼠",18) #定义对象，同时传入实参>>>delmickey #显式调用__del__()方法调用del方法删除对象7.4封装

7.4封装在面向对象的程序设计中，封装（Encapsulation）是对具体对象的一种抽象，即将某些部分隐藏起来，在程序外部看不到，其含义是其他程序无法调用。要了解封装，离不开“私有化”，就是将类或者是函数中的某些属性限制在某个区域之内，外部无法调用。封装数据的主要原因是保护隐私，封装方法的主要原因是隔离复杂度。

7.4封装classPerson():def__init__(self,name,age): =name self.__age=age #私有属性defsetAge(self,age): #给私有属性赋值 self.__age=agedefgetAge(self): #获得私有属性的值 returnself.__agelaosun=Person("悟空",18)print(laosun.__age)

7.4封装运行程序后，输出如下错误信息：AttributeError:'Person'objecthasnoattribute'__age‘为了能在外部访问私有属性的值，需要用到该类提供的用于设置和获取属性值的方法。把print(laosun.__age)代码改为setAge和getAge方法，分别对私有属性进行赋值和取值的操作。laosun.setAge(20)print(laosun.getAge())输出结果：207.5

继承

7.5继承面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。通过继承创建的新类称为子类或派生类，被继承的类称为基类、父类或超类。语法格式如下：class子类名(父类名):

语句块如果类定义时，没有基类列表，等同于继承自object，在Python3中，object类是所有对象的根基类。例如classPerson等同于classPerson(object)。

7.5继承7.5.1单继承

所谓单继承，就是子类继承了一个父类（基类）

。>>>classAnimal(object): #定义一个动物类

def__init__(self,color):

self.color=color

defrun(self):

print("Animalisrunning...")>>>classDog(Animal): #定义一个动物的子类－狗类pass#空语句

7.5继承>>>classCat(Animal): #定义一个动物的子类－猫类 pass#空语句>>>dog=Dog("黑色")>>>print("狗的颜色",dog.color)狗的颜色黑色>>>dog.run()Animalisrunning...>>>cat=Cat("白色")>>>print("猫的颜色",cat.color)猫的颜色白色>>>cat.run()Animalisrunning...

7.5继承该例定义了一个动物类，该类中有color属性和run方法，然后定义了继承自Animal类的子类Dog和Cat，子类内部没有添加任何属性和方法。从结果可以看出，子类继承了父类的color属性和run方法，子类在创建类实例的时候，使用的是继承自父类的构造方法。注意：父类的私有属性和私有方法是不会被子类继承的，更不能被子类访问。

7.5继承7.5.2多继承多继承，顾名思义就是子类继承了多个父类（基类）。多继承可以看作是对单继承的扩展，通过在子类名称的括号中标注出要继承的多个父类，使用逗号进行分割，多继承的语法格式如下：class子类名(父类名1，父类名2，…):

语句块>>>classKungFu: #定义一个父类

defprintKungfu(self):

print('----功夫----')

7.5继承>>>classPanda: #定义另一个父类

defeat(self):

print('----吃竹子----')

def__init__(self,color):

self.color=color>>>classKungFuPanda(KungFu,Panda): #定义一个子类

defeat(self):#重写父类的方法

print('----吃包子----')

def__init__(self,color,duan): #重写父类的方法

super().__init__(color) #调用父类的init方法

self.duan=duan#增加段位属性

7.5继承>>>Po=KungFuPanda('黑白',"六段") #定义功夫熊猫阿宝>>>Po.eat()----吃包子---->>>print("%s颜色的功夫熊猫阿宝的武功段位是%s"%(Po.color,Po.duan))黑白颜色的功夫熊猫阿宝的武功段位是六段

7.5继承子类同时继承了多个父类的方法并可调用，也可以调用自己创建的方法；调用重写父类的方法eat时，只会调用子类重写的方法，不再调用父类的方法eat，即优先调用子类中重载过的方法；使用super调用父类的构造方法__init__。7.6

多态

7.6多态多态是指不同的子类对象调用相同的父类方法，产生不同的

执行结果，可以增加代码外部调用的灵活性。多态的特征是以继承和重写父类方法为前提，是调用方法的技巧，不会影响到类的内部设计。下面通过一个案例演示多态的使用。>>>classAnimal(): #定义一个动物类

def__init__(self,name):

=name

deftalk(self): #抽象方法，仅由约定定义

print(,'叫！') #当子类没有重写talk方法的时候调用

defanimal_talk(obj): #多态

obj.talk()

7.6多态>>>classDog(Animal): #定义一个动物的子类－狗类

deftalk(self): #重写父类的talk方法

print('%s:汪！汪！汪！'%)>>>classCat(Animal): #定义一个动物的子类－猫类

deftalk(self):#重写父类的talk方法

print('%s:喵喵喵!'%)>>>animal=Animal('动物')>>>dog=Dog('狗狗')>>>cat=Cat('猫咪')>>>Animal.animal_talk(animal) 动物叫！>>>dog.animal_talk() #多态调用狗狗:汪！汪！汪！>>>Animal.animal_talk(cat) #多态调用猫咪:喵喵喵!

7.6多态从结果