文章目录
- Python面向对象基础
Python面向对象基础
今日内容介绍
- 知道类的概念
- 类是模板
- 知道对象的概念
- 对象就是通过模板创建出来的实体
- 知道使用class关键字定义一个类
- class 类名(object):
pass
- class 类名(object):
- 能够说出调用对象中的方法的语法格式。
- 对象名.方法名([参数列表])
- 能够说出私有权限的作用
我们可以用一个现实中的比喻来抽象地理解你的这四点。将 面向过程 和 面向对象 比作两种不同的工作方式，以完成一个复杂的大项目（比如建造城市）为例。
①: 面向过程和面向对象都可以实现代码重用和模块化编程，只不过面向对象的模块化更深，数据也更封闭和安全。
抽象理解：工具箱 vs 专属工具包
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面向过程：
- 就像一个工具箱，里面有很多通用工具，比如锤子、螺丝刀、钳子。每次做事情时，我们从工具箱里挑出工具来完成任务，但每次都需要手动组合这些工具来解决问题。
- 重用性体现在：工具是现成的，可以重复用，但它们是分散的，需要自己管理和安排。
-
面向对象：
- 就像为每个工人准备了一个专属工具包，这些工具包是按照不同工种（类）组织好的，工人使用工具包时，不需要关心细节，直接使用即可。
- 数据更封闭：工具包里面的东西是封装好的，工人只能通过特定方式取用工具（比如钥匙打开工具包）。
总结：
- 面向过程的模块化较浅，所有的工具（代码）都暴露在外。
- 面向对象则有更深的模块化和封装，工人（代码）只能通过“安全的接口”操作工具，避免了错误操作。
②: 面向对象的思维方式更加贴近现实生活，更容易解决大型的复杂的业务逻辑。
抽象理解：分工明确的团队 vs 零散的个人任务
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面向过程：
- 像一个人独自承担所有工作任务。这个人需要规划流程，并且按照步骤一步步完成工作，每个步骤是单独的，并没有分工明确的角色。
- 当任务简单时，这种方式很高效，但一旦任务变复杂，管理流程和维护逻辑会变得很难。
-
面向对象：
- 就像组建一个团队，每个人（对象）都有明确的分工和责任，比如设计师负责设计、工程师负责施工、财务负责预算。
- 每个人专注自己的部分，最后通过团队协作完成复杂的任务。这样，整个项目的逻辑更接近现实生活，职责划分清晰。
总结：
- 面向过程更像是流水线作业，适合小任务。
- 面向对象像现实中的团队合作，分工明确，易于处理复杂的大型项目。
③: 从前期开发的角度来看，面向对象比面向过程要更复杂；但是从维护和扩展的角度来看，面向对象要远比面向过程简单。
抽象理解：搭建积木城市 vs 临时手工拼装城市
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面向过程：
- 就像直接用手工搭建一座城市：材料（代码）很简单，流程（逻辑）直观，但整个城市是“固定的”，每一块拼接都紧密依赖。后期如果需要修改某个区域（比如拆掉一座大楼），就会很麻烦，甚至需要重新拆掉很多地方重建。
- 前期简单，后期维护复杂。
-
面向对象：
- 像使用“积木模块”搭建城市：每个模块（类和对象）都独立且功能明确，比如一块积木是医院模块，另一块是学校模块。如果需要修改，只需要替换或扩展相关模块。
- 前期设计模块时，需要花费更多时间，但后期维护和扩展更加简单，只需要调整相关模块即可。
总结：
- 面向过程适合快速搭建小城市（简单项目），但扩展维护困难。
- 面向对象适合搭建复杂的大城市（复杂项目），扩展维护轻松。
④: 面向过程的代码执行效率比面向对象高。
抽象理解：特定任务的单点直达 vs 通用任务的多次传递
-
面向过程：
- 就像你自己直接去完成某件事：你直接从 A 点到达 B 点，没有中间环节，也没有其他人参与，执行效率更高。
- 比如修灯泡，你直接爬上梯子换灯泡，过程简单快速。
-
面向对象：
- 像雇人来完成这件事：你需要联系电工，电工带着工具过来，检查问题，然后换灯泡。整个过程涉及沟通和工具封装，效率稍低，但流程更加安全和灵活。
- 如果是复杂的维修任务，面向对象会因为更好的管理和分工，体现出优势。
总结：
- 面向过程更适合高效完成简单任务。
- 面向对象因为分工和封装的特性，在效率上可能稍慢，但更适合复杂系统和灵活扩展。
最终抽象总结：
- 面向过程是单人直线任务：高效直接，但结构松散，复杂任务容易失控。
- 面向对象是团队模块协作：逻辑清晰，适合复杂任务，但初期设计需要更多时间和精力。
- 面向对象虽然在单次任务上不如面向过程高效，但它的长期维护性和扩展性让它在现代开发中成为主流。
什么是面向对象？
【了解】常见的编程思想
==目标：==了解常见的编程思想有哪些？
先来看看什么是思想？比如，乌鸦喝水、猴子吃椰子等。
说明：
我们会发现，有了思想，就能解决很多问题。
类似的，编程思想就是：利用计算机来解决实际编程问题的一种思维方式。
而编程思想是通用的，与计算机语言本身没有太大关系。
常见的编程思想有：
（1）面向过程
（2）面向对象
Python是同时支持面向过程和面向对象的编程语言！
总结：
（1）常见的编程思想有：面向过程、（）；A、面向对象；B、面向组件；
（2）注意：当有了编程思想后，学习不同编程语言都是相通的。
【了解】面向过程是什么
==目标：==了解什么是面向过程？
【官方解释】面向过程是一种以过程为中心的编程思想。
通俗地说，在解决编程问题时，我们会把需要的操作步骤都列出来，然后按照操作步骤写代码，这种思维就是面向过程思想。
说明：
比如，要产生一个随机数，步骤：（1）导入random模块；（2）产生随机数；（3）输出结果。
在实际生活中，为了更好理解面向过程。
使用面向过程思维来了解：使用ATM机取钱的过程。
（1）带上银行卡，去ATM机所在的地方；
（2）排队等待；
（3）轮到自己了，把银行卡插入ATM机；
（4）输入密码，取钱；
（5）取钱成功。
总结：
（1）在之前学习的Python知识，都是使用的面向过程思想；
（2）注意：面向过程思想强调的是（），按照步骤依次进行就能把事情完成。A、步骤或过程；B、对象。
【掌握】什么是面向对象？
==目标：==掌握什么是面向对象？
【官方解释】面向对象是软件开发方法，一种编程范式。面向对象是相对于面向过程来讲的，面向对象方法，把相关的数据和方法组织为一个整体来看待，从更高的层次来进行系统建模，更贴近事物的自然运行模式。
# 学生：姓名、年龄； 玩、学习
# a.先定义
class Student:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def play(self):
print(f"{self.age}岁的{self.name}还在玩泥巴...")
def study(self):
print("好好学习,天天向上!!")
# b.后调用
stu = Student("张三",16)
print(stu.name)
print(stu.age)
# 调用
stu.play()
stu.study()
# 总结:
# 1. 封装后的代码执行后不能立马有效果 ==抽象
# # 2. 一切皆对象：类 ==> 对象
# # 3. 类：包含两部分: 变量、方法
通俗地说，面向对象思想就是：当解决问题的视角不再是详细的操作步骤，而是另一个视角：操作对象。比如，操作手机打电话、操作电脑来看电影、操作冰箱来存储新鲜水果等。
【对象】可以理解为冰箱、手机、电脑等一切事物。
说明：面向对象听起来很抽象、模糊、不理解，暂时没关系，记住五个字：一切皆对象。
面向对象思想优势：
（1）在现实生活中，所有事物都被看作是对象；
（2）面向对象的宗旨：模拟现实世界中的一切事物；
（3）贴近实际生活，给所有对象都赋予属性和方法，更加人性化。
例如，一起来完成：
（1）使用面向对象思维分析：吃烤鱼；
（2）涉及对象：店铺老板、外卖小哥。
总结：
（1）可以简单的理解操作对象的过程，就是将面向过程的操作步骤再次封装处理；
（2）面向过程的身份：执行者，面向对象的身份：（）；A、指挥者；B、执行者；
（3）特别注意：学习面向对象知识，总结归纳就是5个字：一切皆对象。[思考]
==【思考】==例如，一起来完成：
（1）举两个现实生活中的案例；
（2）以面向过程思想分析；
（3）以面向对象思想分析。
吃饭
面向过程: 买菜、洗菜、做饭菜、吃
面向对象: 点外卖 [厨师、外卖员]
打水
面向过程: 拿水杯、去清洗、装水、盖盖子、拿到教室
面向对象: 叫方哥给你打杯水.
案例：
玩游戏
面向过程: [我]开机、打游戏、打、xxx、关机; -我玩游戏
面向对象: 我叫人帮我玩游戏. [关注结果]
【了解】封装
==目标：==了解什么是封装？
面向对象思想虽然比较复杂，但有一些特性有迹可循。
面向对象的三大特性：
（1）封装
（2）继承
（3）多态
说明：今天主要围绕着【封装】来讲解。
在现实生活中，也有很多与封装的案例。
比如，小明是一个IT公司的程序员。
| 小明身边的人 | 了解小明的隐私内容项 |
|---|---|
| 银行柜员 | 身份证号、联系方式、银行卡号等。 |
| 同事 | 姓名、职位、性别、年龄等。 |
| 爸妈 | 血型、身份证号、女朋友姓名、性别等。 |
类似的，在Python面向对象中也有封装。
简单地说，封装就是把对象的属性和方法放在一个整体中，并限制对属性和方法的访问操作。而这里说的整体，就是【类】。
class 类名:
def 方法名():
属性1 = 值1
属性2 = 值2
...
def 方法名2():
执行代码1
执行代码2
...
例如，在下图日常生活中常见的画面，哪些可以封装成一个类？
说明：一切皆对象。
电脑
手机
数据线
...
你的理解很接近！封装（Encapsulation） 的确可以看作是一种“入口”，它将对象的内部实现隐藏起来，外界只能通过公开的“入口”（方法或属性）来与它交互。我们可以更详细地解释这个想法：
封装的核心思想
-
隐藏内部细节：
- 类的内部细节（如属性和方法）是封装好的，外界（其他代码）无法直接访问这些细节。
- 你只能通过公开的“入口”（方法或特定允许访问的属性）与对象交互。
-
控制访问权限：
- 封装可以通过公开（public）、保护（protected）、**私有（private）**的机制，控制哪些信息或功能可以被外部使用，哪些只能在类内部使用。
- 你可以选择对外“暴露”什么，隐藏什么。
-
安全性和灵活性：
- 通过封装，可以保护对象的内部状态，防止外界直接修改（或破坏）。
- 你可以用方法（入口）对外提供一个安全的方式来改变对象状态，同时确保合理性。
生活中的类比：入口的例子
例子1：房子的门
-
房子是封装好的内部世界：
房子里面可能有很多房间、家具和隐私。外界的人不能直接进入房子。 -
门是唯一的入口：
如果你想进房子，你必须经过“门”（方法），敲门、输入密码或刷卡，门会决定你是否有权限进入。 -
门的规则是类的封装规则：
- 如果你是家人（类的内部方法），你可以用钥匙自由进出。
- 如果你是外人（类外部的方法），你必须通过允许的方式（公开方法）进入。
例子2：ATM机
-
ATM机是一个封装：
它封装了银行账户信息、转账、取款的逻辑。 -
公开的“入口”：
如果你想取钱，不能直接从银行金库取出现金，必须通过ATM机的界面操作（公开的方法），并提供正确的信息（密码）。 -
控制访问权限：
ATM机会根据输入的信息决定是否允许你取钱。比如：- 你输入正确的卡号和密码：可以取钱。
- 你输错密码：无法取钱。
在编程中的封装
封装就是把对象的属性和方法“封装”起来，让外部不能直接访问，必须通过特定的接口（方法）来使用或修改它们。
封装的代码示例
class BankAccount:
def __init__(self, owner, balance):
self.owner = owner # 公共属性
self.__balance = balance # 私有属性
def deposit(self, amount): # 公共方法（入口）
if amount > 0:
self.__balance += amount
print(f"{amount} 元存入账户。当前余额：{self.__balance} 元")
else:
print("存款金额必须大于0")
def withdraw(self, amount): # 公共方法（入口）
if amount > 0 and amount <= self.__balance:
self.__balance -= amount
print(f"{amount} 元已取出。当前余额：{self.__balance} 元")
else:
print("余额不足或取款金额无效")
def get_balance(self): # 提供访问私有属性的接口
return self.__balance
# 创建银行账户
account = BankAccount("小明", 1000)
# 存款
account.deposit(500) # 输出: 500 元存入账户。当前余额：1500 元
# 取款
account.withdraw(300) # 输出: 300 元已取出。当前余额：1200 元
# 查看余额
print(f"账户余额为：{account.get_balance()} 元") # 输出: 账户余额为：1200 元
# 直接访问私有属性会报错
# print(account.__balance) # 报错: AttributeError: 'BankAccount' object has no attribute '__balance'
总结你的想法：
你的理解完全正确！我们可以简单概括为：
- 封装像是一个入口，外界只能通过入口访问类内部的内容。
- 封装控制了谁能进入，怎么进入，以及是否允许修改内部的状态。
- 对外公开的是“安全”的接口，对内隐藏了复杂的细节。
这个设计不仅保护了内部逻辑，还让类更加易用和安全。
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