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認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

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IP屬地：山東 上傳時間：2024-12-15 格式：PPTX 頁數(shù)：70 大小：1.18MB 積分：15 舉報(bào) 版權(quán)申訴

第7章類與面向?qū)ο蟆禤ython程序開發(fā)案例教程（第2版））》學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target了解面向?qū)ο蟮乃枷?，能夠說出面向?qū)ο笈c面向過程的區(qū)別熟悉面向?qū)ο蟮幕靖拍?，能夠歸納封裝、繼承和多態(tài)的概念熟悉類和對象的關(guān)系，能夠歸納類和對象之間的關(guān)系掌握類的定義，能夠通過關(guān)鍵字class定義類學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target掌握對象的創(chuàng)建與使用，能夠使用對象訪問屬性或調(diào)用方法掌握訪問限制，能夠通過私有成員來限制類外部對成員的訪問掌握構(gòu)造方法的使用，能夠在構(gòu)造方法中定義實(shí)例屬性掌握類方法和靜態(tài)方法的定義，能夠在類中定義類方法和靜態(tài)方法并使用學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target掌握單繼承、多繼承的語法，能夠在類中實(shí)現(xiàn)單繼承和多繼承掌握方法重寫的方式，能夠在子類中重寫從父類繼承的方法掌握super()函數(shù)的使用，能夠通過super()函數(shù)調(diào)用父類被重寫的方法悉多態(tài)的特性，能夠在程序中以多態(tài)的形式調(diào)用類中定義的方法章節(jié)概述/Summary面向?qū)ο笫怯?jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的重要思想，它模擬了人類對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知邏輯，被廣泛應(yīng)用于軟件工程領(lǐng)域。類是面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍钪?，它在Python中也是一種重要的編程手段。由于Python最初就是作為一門面向?qū)ο蟮恼Z言設(shè)計(jì)的，因此掌握面向?qū)ο缶幊虒τ趯W(xué)習(xí)Python至關(guān)重要。本章將針對面向?qū)ο蟮戎R進(jìn)行詳細(xì)介紹。目錄/Contents010203面向?qū)ο箢惻c對象構(gòu)造方法04類方法和靜態(tài)方法目錄/Contents050607實(shí)例1：航天器信息查詢工具繼承實(shí)例2：人機(jī)猜拳游戲08多態(tài)面向?qū)ο?.1

先定一個小目標(biāo)！了解面向?qū)ο蟮乃枷?，能夠說出面向?qū)ο笈c面向過程的區(qū)別7.1.1面向?qū)ο蟾攀雒嫦驅(qū)ο蟾攀雒嫦驅(qū)ο螅∣bject-Oriented）是一種軟件開發(fā)的編程范式和方法論，通過將數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作組織為一個整體，從更高的層次進(jìn)行軟件建模，使得軟件的設(shè)計(jì)更加貼近事物的自然運(yùn)行模式。7.1.1面向?qū)ο蟾攀雒嫦驅(qū)ο蟾攀?.1.1面向?qū)ο蟾攀雒嫦蜻^程編程會將問題分解為一系列的步驟，然后使用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)每個步驟對應(yīng)的功能，按照步驟的順序依次調(diào)用函數(shù)。面向過程的編程方式主要關(guān)注解決當(dāng)前問題，更加注重問題本身。面向過程編程面向?qū)ο缶幊趟枷虢鉀Q問題時，開發(fā)人員首先會從問題中識別出涉及的對象，然后將每個對象的特征和行為進(jìn)行封裝。面向?qū)ο缶幊痰暮诵氖菍ο螅ㄟ^描述對象的行為來描述解決問題的過程。面向?qū)ο缶幊?.1.1面向?qū)ο蟾攀雒嫦驅(qū)ο蟾攀龇诸愅婕移灞P規(guī)則系統(tǒng)特征棋子(黑或白子)棋盤數(shù)據(jù)無

行為落子顯示棋盤、更新棋盤判定輸贏五子棋游戲（面向過程編程）五子棋游戲（面向?qū)ο缶幊蹋┟嫦驅(qū)ο缶幊瘫ＷC了功能的統(tǒng)一性，基于面向?qū)ο缶幊虒?shí)現(xiàn)的程序更容易維護(hù)。

先定一個小目標(biāo)！7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍钍煜っ嫦驅(qū)ο蟮幕靖拍?，能夠歸納封裝、繼承和多態(tài)的概念對象繼承對象是現(xiàn)實(shí)世界中可描述的事物，它可以是有形的也可以是無形的，從一本書到一家圖書館，從簡單的整數(shù)到復(fù)雜的列表都可以稱為對象。對象是構(gòu)成世界的一個獨(dú)立單位，它由數(shù)據(jù)和作用于數(shù)據(jù)的操作構(gòu)成一個獨(dú)立整體。對象既可以是具體的物理實(shí)體的對象，也可以是人為的概念，或者是任何有明確邊界和意義的東西。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο罄^承俗話說“物以類聚”，從具體的事物中把共同的特征抽取出來，形成一般的概念稱為“歸類”，忽略事物的非本質(zhì)特牲，關(guān)注與目標(biāo)有關(guān)的本質(zhì)特征，找出事物間的共性，抽象出一個概念模型，就是定義一個類。在面向?qū)ο蟮姆椒ㄖ?，類是具有相同屬性和行為的一組對象的集合，它提供一個抽象的描述，其內(nèi)部包括屬性和方法兩個主要部分，它就像一個模具，可以用它鑄造一個個具體的鑄件。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο罄^承抽象是抽取特定實(shí)例的共同特征，形成概念的過程，例如蘋果、香蕉、梨、葡萄等，抽取出它們共同特性就得出“水果”這一類，那么得出水果概念的過程，就是一個抽象的過程。抽象主要是為了使復(fù)雜度降低，它強(qiáng)調(diào)主要特征，忽略次要特征，以得到較簡單的概念，好讓人們能控制其過程或以綜合的角度來了解許多特定的事態(tài)。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο罄^承封裝是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)最重要的特征之一。封裝的核心是隱藏，它將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理過程封裝成一個整體，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性很強(qiáng)的模塊，避免了外界直接訪問對象屬性而造成耦合度過高及過度依賴，同時也阻止了外界對對象內(nèi)部數(shù)據(jù)的修改而可能引發(fā)的不可預(yù)知錯誤。封裝是面向?qū)ο蟮暮诵乃枷?，將對象的屬性和行為封裝起來，不需要讓外界知道具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，這就是封裝思想。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο罄^承繼承描述的是類與類之間的關(guān)系，通過繼承，新生類可以在無需贅寫原有類的情況下，對原有類的功能進(jìn)行擴(kuò)展。繼承不僅增強(qiáng)了代碼復(fù)用性，提高了開發(fā)效率，也為程序的擴(kuò)充提供了便利。在軟件開發(fā)中，類的繼承性使所建立的軟件具有開放性、可擴(kuò)充性，這是數(shù)據(jù)組織和分類行之有效的方法，它減少了創(chuàng)建對象、類的工作量。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο罄^承多態(tài)指同一個屬性或行為在父類及其各派生類中具有不同的語義，面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)特性使得開發(fā)更科學(xué)、更符合人類的思維習(xí)慣，能有效地提高軟件開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期，提高軟件可靠性。抽象封裝類7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)面向?qū)ο蟮幕靖拍铑惻c對象7.2

先定一個小目標(biāo)！熟悉類和對象的關(guān)系，能夠歸納類和對象之間的關(guān)系7.2.1類和對象的關(guān)系類和對象的關(guān)系面向?qū)ο缶幊趟枷肓η笤诔绦蛑袑κ挛锏拿枋雠c該事物在現(xiàn)實(shí)中的形態(tài)保持一致。為此，面向?qū)ο蟮乃枷胫刑岢隽藘蓚€概念，分別是類和對象。類是對多個對象共同特征的抽象描述，是對象的模板；對象用于描述現(xiàn)實(shí)中的個體，它是類的實(shí)例。7.2.1類和對象的關(guān)系類和對象的關(guān)系7.2.1類和對象的關(guān)系汽車是人類出行所使用的交通工具之一，廠商在生產(chǎn)汽車之前會先分析用戶需求，設(shè)計(jì)汽車模型，制作設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)圖紙描述了汽車的各種屬性與功能，比如汽車應(yīng)該有方向盤、發(fā)動機(jī)、加速器等功能部件，也應(yīng)能執(zhí)行開車、剎車、加速、倒車等功能。

先定一個小目標(biāo)！掌握類的定義，能夠通過關(guān)鍵字class定義類7.2.2類的定義類的定義在程序中創(chuàng)建對象之前需先定義類。類是對象的模板，它用于描述一組對象的共同特征和行為。類中可以定義數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，數(shù)據(jù)成員用于描述對象特征，成員函數(shù)用于描述對象行為，其中數(shù)據(jù)成員也被稱為屬性，成員函數(shù)也被稱為方法。7.2.2類的定義類的定義7.2.2類的定義Python中使用關(guān)鍵字class來定義一個類。classCar:wheels=4 #屬性defdrive(self): #方法drive()print('開車方式')defstop(self): #方法stop()

print('停車方式')class類名:

屬性名=屬性值

def方法名(self):方法體語法格式

先定一個小目標(biāo)！掌握對象的創(chuàng)建與使用，能夠使用對象訪問屬性或調(diào)用方法7.2.3對象的創(chuàng)建與使用對象的創(chuàng)建與使用7.2.3對象的創(chuàng)建與使用類定義完成后不能直接使用。這就好比畫好了一張房屋設(shè)計(jì)圖紙，此圖紙只能幫助人們了解房屋的結(jié)構(gòu)，但不能提供居住場所。為滿足人們的居住需求，需要根據(jù)房屋設(shè)計(jì)圖紙搭建實(shí)際的房屋。同理，程序中的類需要實(shí)例化為對象才能實(shí)現(xiàn)其意義。7.2.3對象的創(chuàng)建與使用（1）對象的創(chuàng)建my_car=Car()對象名=類名()語法格式（2）訪問對象成員print(my_car.wheels)my_car.drive()my_car.stop()對象名.屬性名對象名.方法名(參數(shù)1,參數(shù)2,...)

語法格式對象的創(chuàng)建與使用

先定一個小目標(biāo)！7.2.4訪問限制掌握訪問限制，能夠通過私有成員來限制類外部對成員的訪問訪問限制類中定義的屬性和方法默認(rèn)為公有屬性和公有方法，這意味著類外部的代碼可以自由地訪問或調(diào)用這些屬性和方法。然而，這種方式違反了封裝思想的初衷，并可能導(dǎo)致屬性的安全性問題。為此Python可以將公有成員設(shè)置為私有成員，這在一定程度上能夠限制類外部對成員的訪問或調(diào)用。7.2.4訪問限制7.2.4訪問限制（1）定義私有成員classPersonInfo:__weight=55#定義私有屬性def__info(self):#定義私有方法__屬性名__方法名語法格式（2）使用私有成員person=PersonInfo()person.__weight#直接訪問會出現(xiàn)AttributeErrorperson.__info()實(shí)例對象=類()#在類外部訪問私有屬性類.__屬性名/方法名()語法格式訪問限制程序在類外部無法直接訪問私有屬性或私有方法。不過，我們可以先在類內(nèi)部的公有方法中通過關(guān)鍵字self訪問私有屬性，再在類外部調(diào)用公有方法來間接獲取私有屬性。7.2.4訪問限制訪問限制classPersonInfo:__weight=55#定義私有屬性def__info(self):#定義私有方法print(f'我的體重是{self.__weight}kg')defget_weight(self):print(f'我的體重是{self.__weight}kg')#在類內(nèi)部訪問私有屬性self.__info()#在類內(nèi)部調(diào)用私有方法構(gòu)造方法7.3

先定一個小目標(biāo)！掌握構(gòu)造方法的使用，能夠在構(gòu)造方法中定義實(shí)例屬性7.3構(gòu)造方法構(gòu)造方法構(gòu)造方法即__init__()方法，該方法負(fù)責(zé)在創(chuàng)建對象時進(jìn)行初始化操作，比如給屬性賦初始值等。每個類中默認(rèn)都有一個的__init__()方法，如果在定義類時顯式地定義了__init__()方法，則創(chuàng)建對象時Python解釋器會調(diào)用顯式定義的__init__()方法；如果定義類時沒有顯式定義__init__()方法，那么Python解釋器會調(diào)用默認(rèn)的__init__()方法。7.3構(gòu)造方法無參構(gòu)造方法有參構(gòu)造方法classMyClass:def__init__(self):="Default"defprint_name(self):print("Name:",)無參構(gòu)造方法中可以為屬性設(shè)置初始值，此時使用該構(gòu)造方法創(chuàng)建的所有對象都具有相同的初始值。classPerson(object):def__init__(self,name,sex):=nameself.sex=sexdefintroduce(self):print(f'姓名：{}')print(f'性別：{self.sex}')若希望每次創(chuàng)建的對象都有不同的初始值，則可以使用有參構(gòu)造方法實(shí)現(xiàn)，在有參構(gòu)造方法中將參數(shù)賦值給屬性。構(gòu)造方法7.3構(gòu)造方法類方法和靜態(tài)方法7.4

先定一個小目標(biāo)！掌握類方法的定義，能夠在類中定義類方法并使用7.4.1類方法類方法類方法與實(shí)例方法有以下幾點(diǎn)區(qū)別：（1）類方法使用裝飾器@classmethod修飾；（2）類方法的第一個參數(shù)為cls而非self，它代表類本身；（3）類方法既可由對象調(diào)用，亦可直接由類調(diào)用；（4）類方法可以修改類屬性，實(shí)例方法無法修改類屬性。7.4.1類方法1.定義類方法7.4.1類方法classTest:@classmethod#定義類方法defuse_classmet(cls):print("我是類方法")示例@classmethoddef類方法名(cls,參數(shù)1,參數(shù)2,...):

方法體語法格式類方法是定義在類內(nèi)部、使用裝飾器@classmethod修飾的方法。2.調(diào)用類方法7.4.1類方法test=Test()#通過對象名調(diào)用類方法test.use_classmet()#通過類名調(diào)用類方法Test.use_classmet()示例類名.類方法名(參數(shù)1,參數(shù)2,...)對象名.類方法名(參數(shù)1,參數(shù)2,...)語法格式類方法可以通過類名或?qū)ο竺M(jìn)行調(diào)用，其語法格式如下：3.修改類屬性7.4.1類方法classApple(object):count=0#定義類屬性@classmethoddefadd_two(cls):cls.count=2#在類方法中修改類屬性的值apple=Apple()print(Apple.count)Apple.add_two()print(Apple.count)示例在類方法中，可以通過參數(shù)cls訪問或修改類屬性的值。例如，定義一個Apple類，該類中包含一個類屬性和一個類方法，在類方法中修改類屬性的值，示例代碼如下。

先定一個小目標(biāo)！掌握靜態(tài)方法的定義，能夠在類中定義靜態(tài)方法并使用7.4.2靜態(tài)方法靜態(tài)方法靜態(tài)方法與實(shí)例方法有以下不同：（1）靜態(tài)方法沒有self參數(shù)，它需要使用裝飾器@staticmethod修飾；（2）靜態(tài)方法中需要以“類名.方法/屬性名”的形式訪問類的成員；（3）靜態(tài)方法即可由對象調(diào)用，亦可直接由類調(diào)用。7.4.2靜態(tài)方法靜態(tài)方法classExample:num=10#類屬性@staticmethod#定義靜態(tài)方法defstatic_method():print(f"類屬性的值為：{Example.num}")print("---靜態(tài)方法")example=Example()#創(chuàng)建對象example.static_method()#通過對象名調(diào)用靜態(tài)方法Example.static_method()#通過類名調(diào)用靜態(tài)方法示例定義一個包含屬性num與靜態(tài)方法static_method()的類Example，示例代碼如下。7.4.2靜態(tài)方法類方法和靜態(tài)方法的區(qū)別腳下留心：類方法和靜態(tài)方法的區(qū)別類方法和靜態(tài)方法最主要的區(qū)別在于類方法有一個cls參數(shù)，使用該參數(shù)可以在類方法中訪問類的成員；靜態(tài)方法沒有任何默認(rèn)參數(shù)（如cls），它無法使用默認(rèn)參數(shù)訪問類的成員。因此，靜態(tài)方法更適合與類無關(guān)的操作，例如一些工具類，用戶只需要根據(jù)傳入?yún)?shù)進(jìn)行操作即可。實(shí)例1：航天器信息查詢工具7.5

先定一個小目標(biāo)！7.5實(shí)例1：航天器信息查詢工具根據(jù)任務(wù)分析實(shí)現(xiàn)實(shí)例1：航天器信息查詢工具本實(shí)例要求利用所學(xué)的面向?qū)ο蟮闹R，設(shè)計(jì)一個航天器信息查詢工具類，該類提供了查詢功能，用于根據(jù)用戶輸入的航天器或火箭的名稱輸出其對應(yīng)的詳細(xì)信息。航天器和火箭的簡介信息如表所示。7.5實(shí)例1：航天器信息查詢工具函數(shù)時間簡介天問一號2020年天問一號是我國自行研制的探測器，負(fù)責(zé)執(zhí)行我國第一次自主火星探測任務(wù)長征十一號海射運(yùn)載火箭2022年長征十一號是我國自主研制的一型四級全固體運(yùn)載火箭，該火箭主要用于快速機(jī)動發(fā)射應(yīng)急衛(wèi)星，滿足自然災(zāi)害、突發(fā)事件等應(yīng)急情況下微小衛(wèi)星發(fā)射需求長征五號B運(yùn)載火箭2020年長征五號B運(yùn)載火箭是專門為我國載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型新型運(yùn)載火箭，以長征五號火箭為基礎(chǔ)改進(jìn)而成，是我國近地軌道運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭使用列表保存價格信息。定義空列表用于保存用戶選購商品的價格。接收輸入的最大價格和最小價格。從價格列表中獲取每個商品價格。判斷商品價格區(qū)間。將商品價格進(jìn)行排序。實(shí)現(xiàn)思路7.5實(shí)例1：航天器信息查詢工具在Chapter07項(xiàng)目中創(chuàng)建01_info_search.py文件。在01_info_search.py中編寫代碼。運(yùn)行01_info_search.py文件。實(shí)現(xiàn)步驟7.5實(shí)例1：航天器信息查詢工具繼承7.6

先定一個小目標(biāo)！掌握單繼承的語法，能夠在類中實(shí)現(xiàn)單繼承7.6.1單繼承單繼承7.6.1單繼承單繼承指的是子類只繼承一個父類，子類在繼承父類的同時，會自動擁有父類中的公有方法和公有屬性。若在定義類時沒有顯式指定該類的父類，那么該類默認(rèn)繼承基類object。其語法格式如下：

class子類名(父類名):……語法格式classAmphibian:name="兩棲動物"deffeatures(self):print("幼年用鰓呼吸")print("成年用肺兼皮膚呼吸")classFrog(Amphibian):#Frog類繼承自Amphibian類defattr(self):print("我會呱呱叫")示例1.isinstance()函數(shù)（1）isinstance()函數(shù)isinstance()函數(shù)用于判斷對象所屬的類型，它有2個參數(shù)o和t，其中參數(shù)o表示要判斷類型的對象，第二個參數(shù)t表示類型，如果o是類型為t的對象，則isinstance()函數(shù)返回True，否則返回False。示例代碼如下。isinstance(frog,Frog)多學(xué)一招：isinstance()函數(shù)與issubclass()函數(shù)2.issubclass()函數(shù)（2）issubclass()函數(shù)issubclass()函數(shù)用于檢查類的繼承關(guān)系，它也有2個參數(shù)cls和classinfo，其中參數(shù)cls表示要判斷的子類類型，參數(shù)classinfo表示要判斷的父類類型，如果類型cls是類型classinfo的子類，則issubclass()函數(shù)返回True，否則返回False。示例代碼如下。issubclass(Frog,AmphAnimal)多學(xué)一招：isinstance()函數(shù)與issubclass()函數(shù)

先定一個小目標(biāo)！掌握多繼承的語法，能夠在類中實(shí)現(xiàn)多繼承7.6.2多繼承多繼承多繼承指的是一個子類繼承多個父類，其語法格式如下：class子類（父類A,父類B,...）:……語法格式classEnglish:defreceive_eng_know(self):print('具備英語知識。')classMath:defreceive_math_know(self):print('具備數(shù)學(xué)知識。')classStudent(English,Math):defstudy(self):print('學(xué)生的任務(wù)是學(xué)習(xí)。')示例7.6.2多繼承stu=Student()stu.receive_eng_know()stu.receive_math_know()stu.study()

先定一個小目標(biāo)！掌握方法重寫的方式，能夠在子類中重寫從父類繼承的方法7.6.3方法的重寫方法的重寫7.6.3方法的重寫Python中實(shí)現(xiàn)方法重寫的方式非常簡單，只要在子類中定義與父類方法同名的方法，在方法中按照子類需求重新編寫功能代碼即可。classFelines:

defspeciality(self):

print("貓科動物善于奔跑")classCat(Felines):

name=“貓”

defspeciality(self):

print(f'{}愛吃魚')

print(f'{}會爬樹')示例cat=Cat()cat.speciality()

先定一個小目標(biāo)！掌握super()函數(shù)的使用，能夠通過super()函數(shù)調(diào)用父類被重寫的方法7.6.4super()函數(shù)super()函數(shù)如果子類重寫了父類的方法，但仍希望調(diào)用父類中的方法，該如何實(shí)現(xiàn)呢？Python中提供了一個super()函數(shù)，通過該函數(shù)可以調(diào)用父類中的方法。例如，使用super()函數(shù)在Cat類中調(diào)用Felines類中的spciality()方法，具體代碼如下。classCat(Felines):name="貓"defspeciality(self):print(f'{}愛吃魚')print(f'{}會爬樹')print('-'*20)super().speciality()示例cat=Cat()cat.speciality()