Py程序基础教程- 7

《Python程序设计基础项目化教程》课程教案课题：项目六 面向对象编程入门教学目的：1.学习将现实事物抽象为程序中的“类”，引导学生建立系统性思维，培养化繁为简、解决复杂问题的能‍力。2.通过学习“封装”与“多态”，理解规则与接口在系统协作中的重要性，培养学生在团队协作中的责任感和规范意‍识。3.通过学习“继承”，引导学生认识到创新应建立在继承优秀成果的基础上，树立正确的守正创新观‍念。4.理解类（class）与对象（object）的概‍念。5.理解__init__构造方法和self参数的核心作‍用。6.掌握定义一个基本类的方法，包括属性和方法的创‍建。7.初步掌握面向对象的三大特性：封装、继承与多‍态。课型：新授课课时：本章安排6个课时。教学重点：重点：理解类（class）与对象（object）的概‍念。教学难点：难点：初步掌握面向对象的三大特性：封装、继承与多‍态。教学过程：教学形式：采用课堂讲授、案例研讨与随堂习题相结合的混合式教学形式，兼顾理论讲解与互动思考。教学媒体：依托多媒体课件、线上学习平台以及素材开展直观化教学，辅助知识点理解。板书设计：本课标题面向对象编程入门课次3授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排6学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《Python程序设计基础项目化教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境在之前的学习中，编写程序更像是一系列步骤的清单，告诉计算机“先做什么，再做什么”。这种方式在处理简单任务时很有效。但是，当程序需要处理复杂的事情时，比如管理一个班级的学生信息，这种“清单式”的写法就会变得混‍乱。面向对象程序设计（Object-OrientedProgramming，简称OOP）提供了一种更符合我们日常思维的编程方式。它的核心很简单：把程序看作是不同“事物”的组合，而不是步骤的组合。这不仅能让代码结构更清晰、更易于管理，也是编写大型、复杂程序的必备技‍能。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式任务一类与对象的基础一、类与对象在之前的编程中，使用的变量和函数是分开的。例如，要记录一个学生的信息，可能需要定义多个变量：student_name="张三"、student_age=18、student_score=95。学生数量越多，管理这些零散的变量就会越麻‍烦。面向对象编程可以解决这个问题，它的核心是将相关的数据与操作这些数据的功能组织在一起，这就需要用到类与对‍象。1. 类（Class）类是一种自定义的数据类型结构，作用是规定一类事物包含的数据项以及可对这些数据执行的操‍作。例如，可以定义一个Student类，规定“学生”这类数据必须包含“姓名”“年龄”和“成绩”等信‍息。类本身只是一种结构定义，不包含任何具体的数据。它是一个抽象模板，用于描述具有共同特征和行为的一类实‍体。以“学生”为例，可以将其抽象成一个Student类：● 共同特征（属性）：所有学生都有姓名、年龄、成绩等信息，将这些信息定义为类的属‍性。● 共同行为（方法）：所有学生都能进行“自我介绍”或“查询成绩”等操作，将这些操作定义为类的方‍法。一旦定义了Student这个抽象的类，就可以根据它创建无数个具体的“学生”对象，如“张三”对象、“李四”对象，每个对象都拥有自己独立的属性‍值。2. 对象（Object）对象是根据类的规定创建的具体实例。如果说Student类是一种我们自定义的数据类型，那么一个具体的学生，比如“张三”，就是这个类型的一个变量，这个变量就叫作对‍象。二、类的定义在Python中，使用class关键字来定义一个类。类定义了创建的数据类型的结构和功‍能。三、创建对象（实例‍化）定义类之后，就相当于有了一种新的数据类型。接下来，要学习如何使用这个类来创建具体的变量，也就是对‍象。四、构造方法_init_和self在案例2中，我们创建了两个“空”的学生对象，它没有任何具体信息，如姓名、年龄等。为了在创建对象的同时就赋予它初始数据，需要使用一个特殊的方法—构造方‍法。1. 构造方法__init__2. self参数3. 在__init__中定义属性五、属性和方法类是属性和方法的集合。对象被创建后，就拥有了这些属性和方法。这种将数据和操作数据的功能打包在一起的组织方式，是面向对象编程的核心，它能让程序结构更加清晰、易维‍护。1. 属性属性是存储在对象内部、用于描述对象具体特征的数据。例如，对于一个Student对象，它的属性可以包括姓名、年龄、学号、成绩等。对于一个Car对象，它的属性可以包括颜色、品牌、型号等。使用属性最大的好处是，所有与某个对象相关的数据都被集中存储在对象自身。例如，student1对象包含了全部信息（姓名、年龄等），无须额外管理一堆分散的变量‍。2. 方法前面已经学习了属性，它负责存储对象的数据。但光有数据，程序还是不够强大。还需要定义一些功能，来操作和处理这些数‍据。任务二面向对象的三大特性一、封装封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。封装是把客观事物封装成抽象的类，类可以只让可信的类或对象操作自己的数据和方法，并对不可信的类或对象进行信息隐藏。例如，你的银行账户里有多少钱（数据），银行是不会让任何人直接修改的。必须通过银行提供的固定操作，如“存款”或“取款”（功能），才能安全地改变余额。这两个操作就类似于面向对象编程中的封‍装。封装的最大好处是提高了代码的安全性。就像银行的制度保护了资金安全一样，封装也保护了程序中的数据不被意外地弄‍乱。在Python中，通过一个简单的命名约定即可实现封装和信息隐‍藏。1. 类的私有属‍性如果希望某个属性不被外部直接访问，可以在定义它时，在属性名前加上两个下画线__。格式为self.__private_attribute。声明该属性为私有。在类的外部，你无法通过对象名.__private_attribute的方式来访问它。在类的内部，其他方法仍然可以通过self.__private_attribute来正常使用这个属‍性。2. 类的私有方‍法同理，如果某个方法只希望在类的内部被其他方法调用，不希望外部直接使用，可以在方法名前加上两个下画线__。格式为def__private_method(self)。声明该方法为私有。在类的外部，你无法通过“对象名.__private_method()”的方式来调用它。在类的内部，其他方法可以通过“self.__private_method()”来调用这个私有方法。私有方法通常用来辅助完成某个公开方法内部的、比较复杂的子任‍务。二、继承继承的核心是将子类共有的属性和行为抽象到父类中，子类仅定义自身特有的属性和行为，以此实现代码的复用，从而提高开发效率。Python同样支持类的继承，即便一种语言不支持继承，类本身也依然具备封装等价值，并非没有意‍义。1. 派生类是利用继承机制从已有的类中派生出的新类，用于派生的原有类，则被称为该派生类的基类（或父类）。2. 多继承三、多态在面向对象编程（OOP）中，多态是指不同类的对象可以通过统一的接口进行操作，而这些对象各自的逻辑响应同一消息或方法调用。多态性使程序具有更好的灵活性和扩展性，可以在不修改现有代码的情况下新增同类型的对‍象。在Python中，多态通常是通过继承和子类重写父类的方法来实现的。实现多态的步骤如‍下。（1）定义一个基类（父类），其中包含需要被继承的方‍法。（2）定义多个子类（派生类），每个子类都继承自基类，并重写基类中的方‍法。（3）创建一个函数或方法，该函数或方法接受基类作为参数，并在函数内部调用基类的方‍法。（4）将不同的子类实例传递给该函数或方法，实现多态‍性。（1）启动PyCharm，打开名为“yuanwenjian”的项目，在该项目下的ch_06中新建一个名为“python06_08.py”的Python文‍件。1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习面向对象编程入门的基本内容。2．整个教学过程中，