《Python编程基础》课件-5.1.3面向对象高阶

面向对象高阶教学目标1.掌握

封装原理

2.掌握抽象类和接口

3.了解property装饰器和getter/setter

4.了解魔法方法

5.了解OOP设计模式封装隐藏内部实现，只暴露必要接口。核心概念：在Python中使用_(保护)或__(私有)前缀实现名称改写。getter/setter控制访问。这提高安全性和维护性，如银行账户隐藏余额细节。1、封装原理classBankAccount:#类定义def__init__(self,balance):self.__balance=balance#私有属性defdeposit(self,amount):#方法访问私有self.__balance+=amountproperty装饰器创建托管属性，实现getter/setter。核心概念：允许属性访问如变量，但添加逻辑，从而实现封装。2.property装饰器和getter/setter

classTemperature:#类定义def__init__(self,celsius):self._celsius=celsius@propertydeffahrenheit(self):#getterreturnself._celsius*1.8+32@fahrenheit.setterdeffahrenheit(self,value):#setterself._celsius=(value-32)/1.8抽象类定义必须实现的模板，使用abc模块。核心概念：抽象方法无实现，子类必须覆盖。模拟接口，如形状必须有area方法。这强制设计一致性。3.抽象类和接口

fromabcimportABC,abstractmethod#导入abcclassShape(ABC):#抽象基类@abstractmethoddefarea(self):pass#抽象方法classSquare(Shape):#实现子类def__init__(self,side):self.side=sidedefarea(self):returnself.side**2魔法方法如__init__、str__自定义对象行为。核心概念：允许对象支持运算符重载，如__add。这使类更像内置类型，如自定义向量加法。4.魔法方法classVector:#类定义def__init__(self,x,y):self.x,self.y=x,ydef__add__(self,other):#加法重载returnVector(self.x+other.x,self.y+other.y)def__str__(self):#字符串表示returnf"Vector({self.x},{self.y})"设计模式是常见问题的可重用解决方案，如单例、工厂。核心概念：在Python中，单例确保唯一实例，使用__new__实现。在项目中使用，如配置管理。这是高阶OOP的应用。5.OOP设计模式简介classSingleton:#单例模式_instance=Nonedef__new__(cls):#控制实例创建ifcls._instanceisNone:cls._instance=super().__new__(cls)returncls._instance装饰器动态添加行为，使用类包装对象。在Python中，类似函数装饰器但用于对象。核心概念：装饰器扩展而不修改原类。6.装饰器模式在OOP中应用#装饰器模式classComponent:#基类defoperation(self):print("Base")classDecorator(Component):#装饰器def__init__(self,component):#包装ponent=componentdefoperation(self):#扩展print("Decorated")ponent.operation()d=Decorator(Component())#使用d.operation()#输出DecoratedBase调试OOP使用printself或pdb设置断点。在Python中，__debug__检查。核心概念：pdb交互调试方法调用。7.OOP调试技巧importpdb#导入pdbclassDebug:#类defmethod(self):#方法pdb.set_trace()#设置断点print("Debugging")d=Debug()#实例d.method()#进入调试小结1.封装原理通过隐藏内部实现细节，提高安全性和维护性，使用私有属性和方法实现