本文档主要介绍如何使用 Python 进行面向对象编程，需要读者对 Python 语法和单片机开发具有基本了解。相比其他讲解 Python 面向对象编程的博客或书籍而言，本文档更加详细、侧重于嵌入式上位机应用，以上位机和下位机的常见串口数据收发、数据处理、动态图绘制等为应用实例，同时使用 Sourcetrail 代码软件对代码进行可视化阅读便于读者理解。

相关示例代码获取链接如下：https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo

正文

Python 异常处理原则“请求谅解，而非许可”

我们可能不难发现异常处理完全可以用 if...elif...else 结构来完成，那为什么还要使用异常呢？实际上，Python 程序员通常秉持着“请求谅解，而非许可”的原则，即他们首先执行代码，然后解决出现的错误。另一种与之相反的“三思而后行”的原则，实际上恰恰相反。

这样做有很多理由，但最主要的一点是，避免不必要的 CPU 资源消耗在检查极少出现的情况上。因此，对于极少数的例外情况，使用异常处理是明智之举。进一步探讨这一点，我们可以发现异常处理的语法在流程控制中同样非常有效。就像 if 语句一样，异常可以用于决策、分支和信息传递。在 Python 代码中，面对可能出现的错误情况，相比于各种各样的判断，使用异常处理结构更容易阅读和维护。

软件设计的六大原则

开放封闭原则(Open-Closed Principle, OCP)
- 软件实体(类、模块、函数等)应对扩展开放,对修改关闭
- 通过抽象和继承等机制实现
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)
- 子类可以透明地替换父类使用
- 子类与父类的参数和返回值应一致
依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle, DIP)
- 高层模块不应依赖低层模块,二者都依赖抽象
- 抽象不应依赖细节,细节应依赖抽象
接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)
- 客户端不应依赖它不需要的接口
- 接口应保持单一和最小粒度
迪米特法则(Law of Demeter, LoD)
- 一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用
- 高内聚,低耦合
单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)
- 一个类应该仅有一个引起它变化的原因
- 职责应该明确,避免重复

Python 六大编程原则

KISS (Keep It Simple, Stupid)
- 保持代码简单明了,尽量避免复杂的设计
- 简单易懂的代码更容易编写、维护和调试
DRY (Don't Repeat Yourself)
- 避免重复代码,利用函数、模块等特性进行抽象和封装
- 减少重复劳动,提高编码效率
Pythonic
- 充分利用 Python 的语法特性和标准库
- 遵循 PEP 8 等 Python 编码规范,编写优雅、高效的代码
Zen of Python
- 遵循 Python 的 20 条设计哲学原则,如"美胜于丑"、"明确胜于隐晦"等
  - Beautiful is better than ugly.
  - Explicit is better than implicit.
  - Simple is better than complex.
  - Complex is better than complicated.
  - Flat is better than nested.
  - Sparse is better than dense.
  - Readability counts.
  - Special cases aren't special enough to break the rules.
  - Although practicality beats purity.
  - Errors should never pass silently.
  - Unless explicitly silenced.
  - In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.
  - There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.
  - Although that way may not be obvious at first unless you're Dutch.
  - Now is better than never.
  - Although never is often better than right now.
  - If the implementation is hard to explain, it's a bad idea.
  - If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.
  - Namespaces are one honking great idea -- let's do more of those!
  - Python is designed to be readable, and, well, Pythonic.
- 体现 Python 崇尚简单、优雅的理念
Testing Is Important
- 重视测试驱动开发,编写全面的单元测试和集成测试
- 确保代码质量,方便重构和维护
Batteries Included
- 充分利用 Python 丰富的标准库和第三方库
- 减少重复造轮子,提高开发效率

PEP8 规范

PEP 8 是 Python 编程的事实标准代码风格指南,其主要内容包括:

命名约定
- 变量、函数、模块使用小写字母加下划线
- 类名使用驼峰式命名
- 常量全部大写
- 受保护的实例属性以单个下划线开头
- 私有的实例属性以两个下划线开头
缩进和空白
- 使用 4 个空格作为缩进单位
- 顶层函数和类定义之间空两行
- 二元运算符两侧各加一个空格
导入风格
- 每个 import 语句独占一行
- 导入顺序为:标准库、第三方库、自定义库
行长限制
- 每行不超过 79 个字符
- 如果超出可以使用括号换行
注释和文档化
- 使用英文编写注释和文档
- 函数使用 docstring 描述
其他建议
- 不要使用制表符进行缩进
- 避免使用单字母变量名
- 慎用 from module import *