面向过程编程:
特性:
模块化 流程化
优点:
性能比面向对象高, 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源;
单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发,性能是最重要的因素。
缺点:
没有面向对象易维护、易复用、易扩展
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函数式编程:
函数式编程是种编程方式,它将电脑运算视为函数的计算。函数编程语言最重要的基础是λ
演算(lambda calculus),而且λ演算的函数可以接受函数当作输入(参数)和输出(返回值)。
主要思想: 把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。
面向对象编程
面向对象是按人们认识客观世界的系统思维方式,把构成问题事务分解成各个对象,建立对
象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为
面向对象编程
特性: 抽象 封装 继承 多态
优点: 易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,
可以设计出低耦合 的系统,使系统更加灵活、更加易于维护
缺点:
性能比面向过程低
01_面向对象理解.py
class Student(object):
"""封装学生类"""
def __init__(self, sid, name, score1, score2):
"""封装了学生属性信息"""
self.sid = sid
self.name = name
self.score1 = score1
self.score2 = score2
def show(self):
pass
def compute_sum_score(self):
return self.score1 + self.score2
def compute_avg_score(self):
return (self.score1 + self.score2)/2
stu1 = Student(sid='001', name='张三', score1=100, score2=90)
print(stu1.compute_sum_score())
stu2 = Student(sid='002', name='张三', score1=100, score2=100)
print(stu2.compute_avg_score())"""
类(Class) 是现实或思维世界中的实体在计算机中的反映,它将数据以及这些数
据上的操作封装在一起。
对象(Object) 是具有类类型的变量。类和对象是面向对象编程技术中的最基本的概
念。
对象和类
- 如何定义类?
class 类(): pass - 如何将类转换成对象?
实例化 是指在面向对象的编程中,把用类创建对象的过程称为实例化。是将一个抽象的概
念类,具体到该类实物的过程。实例化过程中一般由类名 对象名 = 类名(参数1,参数2...参数n)
构成。
对象和类
类(Class) 是是创建实例的模板
对象(Object) 是一个一个具体的实例
02_类的定义.py
#class 类名称: 定义类的方式
class Person:
#占位关键字， 什么也不做
pass
print(Person) # 存储于当前脚本的Person类
#对象：将类实例化/具体化产生的值
personObj = Person()
#<__main__.Person object at 0x7f28164b04d0>
#当前脚本的Person类实例化出来的对象存储的内存地址是0x7f28164b04d0
print(personObj)
#Python自带的类
from datetime import datetime
from datetime import date
from collections import defaultdict
03_构造方法的理解.py
#构造方法__init__与其他普通方法不同的地方在于,当一个对象被创建后(实例化),会立即调
#用构造方法。自动执行构造方法里面的内容。
class Student:
# 实例化对象的过程中自动执行的函数
def __init__(self): # self是形参还是实参? - 形参
# self是什么? self实质上实例化出来的对象。系统自动将实例化的对象传递给构造方法。
print("self: ", self)
print("正在运行构造方法........")
print(Student) #
#实例化产生对象的过程
stu1 = Student()
print("stu1: ", stu1)
封装特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态
封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。
所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:
1). 将内容封装到某处
2). 从某处调用被封装的内容
1). 通过对象直接调用被封装的内容: 对象.属性名
2). 通过self间接调用被封装的内容: self.属性名
3). 通过self间接调用被封装的内容:
self.方法名()
构造方法init与其他普通方法不同的地方在于,当一个对象被创建后,会立即调
用构造方法。自动执行构造方法里面的内容。
对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过
对象直接或者self间接获取被封装的内容
04_如何实现数据的封装.py
class Student:
def __init__(self, name, score1, score2):
# 将对象和属性封装在一起
self.name = name
self.score1 = score1
self.score2 = score2
#print("self.name: ", self.name)
def compute_sum_score(self):
#获取封装的属性信息方法一: ， 通过对象名.属性名的方式获取。
return self.score1 + self.score2
stu1 = Student(name="张三", score1=100, score2=100)
#获取封装的属性信息方法二: ， 通过对象名.属性名的方式获取。
print("学生姓名: ", stu1.name)
sum_scores = stu1.compute_sum_score()
print("总分数: ", sum_scores)
创建一个类People,拥有的属性为姓名, 性别和年龄, 拥有的方法为购物,玩游戏,学习;实例化
对象,执行相应的方法。 显示如下:
小明,18岁,男,去西安赛格购物广场购物
小王,22岁,男,去西安赛格购物广场购物
小红,10岁,女,在西部开源学习
05_封装练习题目.py
class People:
print("正在创建类对象..........")
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def shopping(self):
print("%s,%d岁,%s,去西安赛格购物广场购物" %(self.name, self.age, self.gender))
def playGame(self):
pass
def learning(self):
pass
#当定义类的时候， 类内容是否会执行? 会执行
#stu1 = People('xx', 10, 'xxx')"""
继承特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态
- 继承
- 多继承
- 私有属性与私有方法
继承描述的是事物之间的所属关系,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class
继承,新的class称为子类、扩展类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Baseclass、
Superclass)
重写父类方法: 就是子类中,有一个和父类相同名字的方法,在子类中的方法
会覆盖掉父类中同名的方法。
06_单继承特性.py
问题一: 如何让实现继承?
子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字
问题二: 继承的工作机制是什么?
父类的属性、方法,会被继承给子类。
举例如下:
如果子类没有定义__init__方法,父类有,那么在子类继承父类的时候这个方法就被继承了,
所以只要创建对象,就默认执行了那个继承过来的__init__方法
#在Python代码中，没有指定父类， 默认继承object类。
#父类: object 子类: Student
class Student(object):
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def learn(self):
print("%s正在学习编程......." %(self.name))
#父类: Student 子类: MathStudent
class MathStudent(Student):
# 重写父类的learn方法
#重写父类方法: 就是子类中,有一个和父类相同名字的方法,在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法。
def learn(self):
# 方法一: 调用父类的方法
#Student.learn(self)
#方法二: 调用父类的方法, 自动帮当前类寻找父类的名称
super(MathStudent, self).learn()
print("%s正在学习英语四级....." %(self.name))
#父类: Student 子类: EnglishStudent
class EnglishStudent(Student):
pass
s1 = Student("粉条", 10, 'male')
print(s1.name)
#当实例化对象， 子类没有构造方法， 自动调用并执行父类的构造方法。
s2 = MathStudent("拉格朗日", 100, 'male')
#当子类调用的方法没有的时候， 自动去父类里面寻找并执行。
s2.learn()
07_单继承特性.py
问题一: 如何让实现继承?
子类在继承的时候,在定义类时,小括号()中为父类的名字
问题二: 继承的工作机制是什么?
父类的属性、方法,会被继承给子类。
举例如下:
如果子类没有定义__init__方法,父类有,那么在子类继承父类的时候这个方法就被继承了,
所以只要创建对象,就默认执行了那个继承过来的__init__方法。
#在Python代码中，没有指定父类， 默认继承object类。
#父类: object 子类: Student
class Student(object):
def __init__(self, name, age, gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def learn(self):
print("%s正在学习编程......." %(self.name))
#父类: Student 子类: MathStudent
class MathStudent(Student):
pass
#父类: Student 子类: EnglishStudent
class EnglishStudent(Student):
pass
s1 = Student("粉条", 10, 'male')
print(s1.name)
#当实例化对象， 子类没有构造方法， 自动调用并执行父类的构造方法。
s2 = MathStudent("拉格朗日", 100, 'male')
#当子类调用的方法没有的时候， 自动去父类里面寻找并执行。
s2.learn()
默认情况下,属性在 Python 中都是“public”, 大多数 OO 语言提供“访问控
制符”来限定成员函数的访问。
在 Python 中,实例的变量名如果以 开头,就变成了一个私有变量/属性
(private),实例的函数名如果以 开头,就变成了一个私有函数/方法(private)只
有内部可以访问,外部不能访问。
08_私有属性和私有方法.py
#私有属性和私有方法：
class Student(object):
需求： 学生成绩保密， 外部不可以访问分数， 只可以访问分数的等级
def __init__(self, name, age, score):
self.name = name
self.age = age
#self.__score是私有属性， 只能在类的内部访问， 类的外部不可以访问。
self.__score = score
#__get_level是私有方法，只能在类的内部访问， 类的外部不可以访问。
def __get_level(self):
if 90 <= self.__score <= 100:
return "优秀"
elif 80 <= self.__score < 90:
return "良好"
elif 60 <= self.__score < 80:
return "及格"
else:
return "不及格"
stu1 = Student("粉条", 10, 59)
#print(stu1.__score) # 调用私有属性失败
#print("学生分数的等级: ", stu1.__get_level()) # 调用私有方法失败
#Python解释器自动将私有属性和私有方法重命名了， 命名方式一般是_类名__属性名、_类名__方法名
print(stu1._Student__score)
print(stu1._Student__get_level())
在Python 2及以前的版本中,由任意内置类型派生出的类,都属于“新式
类”,都会获得所有“新式类”的特性;反之,即不由任意内置类型派生出的类,
则称之为“经典类
“新式类”和“经典类”的区分在Python 3之后就已经不存在,在Python 3.x
之后的版本,因为所有的类都派生自内置类型object(即使没有显示的继承
object类型),即所有的类都是“新式类”。
最明显的区别在于继承搜索的顺序不同,即:
经典类多继承搜索顺序(深度优先算法):先深入继承树左侧查找,然后再返回,开始查找右侧。
新式类多继承搜索顺序(广度优先算法):先在水平方向查找,然后再向上查找,
09_多继承.py
class TeacherMajor(object):
def __init__(self, students_count):
self.student_count = students_count
class DoctorMajor(object):
def __init__(self, patients_count):
self.patients_count = patients_count
#子类Student拥有2个父类TeacherMajor和DoctorMajor
class Student(TeacherMajor, DoctorMajor):
def __init__(self, name, students_count, patients_count):
self.name = name
TeacherMajor.__init__(self, students_count)
DoctorMajor.__init__(self, patients_count)
##继承的顺序如何查看?
#print(Student.__mro__)
stu1 = Student("粉条", 0, 0)
print(stu1.patients_count)
print(stu1.student_count)
#coding:utf-8
#注意： Python2环境中做实验
#类D新式类.
class D(object):
def hello(self):
print("D...... hello")
class C(D):
def hello(self):
print("C...... hello")
class B(D):
pass
class A(B, C):
pass
#新式类多继承搜索顺序(广度优先算法):先在水平方向查找,然后再向上查找,
a = A()
a.hello()
#C...... hello
#coding:utf-8
#注意： Python2环境中做实验
#类D经典类.
class D:
def hello(self):
print("D...... hello")
class C(D):
def hello(self):
print("C...... hello")
class B(D):
pass
class A(B, C):
pass
#经典类多继承搜索顺序(深度优先算法):先深入继承树左侧查找,然后再返回,开始查找右侧。
a = A()
a.hello()
#D...... hello
多态特性
多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,只需要继承父类就可以了,而方法既可以直接
不重写(即使用父类的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管
细节,而当我们新增一种的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著
名的“开闭”原则:
对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数
栈的封装
栈是限制在一端进行插入操作和删除操作的线性表(俗称堆栈),允许进行操作的一端称为“栈顶”,
另一固定端称为“栈底”,当栈中没有元素时称为“空栈”。向一个栈内插入元素称为是进栈,push;
从一个栈删除元素称为是出栈,pop。特点 :后进先出(LIFO)。
队列的封装
队列是限制在一端进行插入操作和另一端删除操作的线性表,允许进行插入操作的一端称为“队尾”,
允许进行删除操作的一端称为“队头”,,当队列中没有元素时称为“空队”。特点 :先进先出(FIFO)
12_stack.py
class Stack(object):
"""
根据列表的数据结构封装栈的数据结构
属性: 栈元素stack
方法:
get_top()
get_bootom()
push()
pop()
"""
def __init__(self):
self.stack = [] # [1, 2, 3]
def top(self):
return self.stack[-1]
def bootom(self):
return self.stack[0]
def push(self, item):
"""
:param item: 入栈元素
:return:
"""
self.stack.append(item)
return True
def pop(self):
item = self.stack.pop()
return item
def show(self):
return self.stack
#魔术方法, 使得代码运行更加简洁
def __len__(self):
return len(self.stack)
if __name__ == '__main__':
stack = Stack()
print(stack.show())
#print(stack.top())
#stack.push(1)
#stack.push(2)
#stack.push(3)
#print("入栈后: ", stack.show())
#item = stack.pop()
#print("出栈元素为: ", item)
#print("出栈后: ", stack.show())
#print('栈元素个数: ', stack.__len__())
print('栈元素个数: ', len(stack))
13_二叉树节点的封装.py
class Node(object):
def __init__(self, data, lchild=None, rchild=None):
self.data = data
self.lchild = lchild
self.rchild = rchild
#魔术方法: len(), __len__. str(), __str__
def __str__(self): # 友好的字符串显示信息
return 'Node<%s>' % (self.data)
def pre_view( root):
"""
先序遍历: 根节点-左子树节点-右子树节点
传递根节点
:param root:
:return:
"""
if root == None:
return
print(root.data)
pre_view(root.lchild)
pre_view(root.rchild)
def last_view(root):
"""
后序遍历: -左子树节点-右子树节点-根节点
传递根节点
:param root:
:return:
"""
if root == None:
return
last_view(root.lchild)
last_view(root.rchild)
print(root.data)
def mid_view(root):
"""
中序遍历: -左子树节点--根节点-右子树节点
传递根节点
:param root:
:return:
"""
if root == None:
return
mid_view(root.lchild)
print(root.data)
mid_view(root.rchild)
if __name__ == '__main__':
D = Node('D')
B = Node('B', D)
C = Node('C')
A = Node('A', B, C)
#print("A-left: ", str(A.lchild))
#print("A-right: ", str(A.rchild))
#先序遍历(根左右)、中序遍历(左根右)、后序遍历(左右根)
print("先序遍历:")
pre_view(A)
print("后序遍历:")
last_view(A)
print("中序遍历:")
mid_view(A)
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