6.1 實驗介紹

6.1.1 關于本實驗

本實驗主要介紹了 Python 面向對象編程的相關知識點和簡單操作。

6.1.2 實驗目的

1.理解 Python 面向對象編程的含義。

2.掌握和 Python 面向對象編程相關的操作。

6.2 實驗任務配置

6.2.1 概念知識

1. 面向對象編程——Object Oriented Programming，簡稱 OOP，是一種程序設計思想。OOP

把對象作為程序的基本單元，一個對象包含了數據和操作數據的函數。

面向過程的程序設計把計算機程序視為一系列的命令集合，即一組函數的順序執行。為了簡化程序設計，面向過程把函數繼續切分為子函數，即把大塊函數通過切割成小塊函數來降低系統的復雜度。

而面向對象的程序設計把計算機程序視為一組對象的集合，而每個對象都可以接收其他對象發過來的消息，并處理這些消息，計算機程序的執行就是一系列消息在各個對象之間傳遞。

在 Python 中，所有數據類型都可以視為對象，當然也可以自定義對象。自定義的對象數據類型就是面向對象中的類（Class）的概念。

2. 面向對象技術簡介

類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。

類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作為實例變量使用。

數據成員：類變量或者實例變量, 用于處理類及其實例對象的相關的數據。

方法重寫：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對其進行改寫，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重寫。

實例變量：定義在方法中的變量，只作用于當前實例的類。

繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待。例如，有這樣一個設計：一個 Dog 類型的對象派生自 Animal 類，這是模擬"是一個（is-a）"關系（例圖，Dog 是一個 Animal）。

實例化：創建一個類的實例，類的具體對象。方法：類中定義的函數。

對象：通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員（類變量和實例變量）和方法。

6.2.2 實驗內容

步驟 1 創建和使用類

創建 Dog 類。

根據 Dog 類創建的每個實例都將存儲名字和年齡。我們將賦予了每條小狗蹲下（sit（））和打滾（roll_over（））的能力：

class Dog():

"""一次模擬小狗的簡單嘗試"""

def init (self,name,age):

"""初始化屬性 name 和 age"""

self.name = name self.age = age def sit(self):

"""模擬小狗被命令時蹲下"""

print(self.name.title()+"is now sitting")

def roll_over(self):

"""模擬小狗被命令時打滾"""

print(self.name.title()+"rolled over!")

步驟 2 訪問屬性

我們再來看一個完整的實例：

class Employee:

'所有員工的基類'

empCount = 0

def init (self, name, salary): self.name = name

self.salary = salary Employee.empCount += 1

def displayCount(self):

print("Total Employee %d" % Employee.empCount ) def displayEmployee(self):

print("Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary)

"創建 Employee 類的第一個對象"

emp1 = Employee("Zara", 2000)

"創建 Employee 類的第二個對象"

emp2 = Employee("Manni", 5000) emp1.displayEmployee()

emp2.displayEmployee()

print("Total Employee %d" % Employee.empCount)

執行以上代碼輸出結果如下：

Name : Zara ,Salary: 2000 Name : Manni ,Salary: 5000 Total Employee 2

步驟 3 類的繼承

面向對象的編程帶來的主要好處之一是代碼的重用，實現這種重用的方法之一是通過繼承機制。繼承完全可以理解成類之間的類型和子類型關系。

在 python 中繼承中的一些特點：

1：在繼承中基類的構造（  init  ()方法）不會被自動調用，它需要在其派生類的構造中親自專門調用。

2：在調用基類的方法時，需要加上基類的類名前綴，且需要帶上 self 參數變量。區別在于類中調用普通函數時并不需要帶上 self 參數。

3：Python 總是首先查找對應類型的方法，如果它不能在派生類中找到對應的方法，它才開始到基類中逐個查找。（先在本類中查找調用的方法，找不到才去基類中找）。

如果在繼承元組中列了一個以上的類，那么它就被稱作"多重繼承" 。

class Parent: # 定義父類

parentAttr = 100

def init (self):

print("調用父類構造函數")

def parentMethod(self):

print('調用父類方法')

def setAttr(self, attr):

Parent.parentAttr = attr def getAttr(self):

print("父類屬性 :", Parent.parentAttr)

class Child(Parent): # 定義子類

def init (self):

print("調用子類構造方法")

def childMethod(self):

print('調用子類方法')

c = Child() # 實例化子類c.childMethod() # 調用子類的方法c.parentMethod() # 調用父類方法

c.setAttr(200) # 再次調用父類的方法 - 設置屬性值

c.getAttr() # 再次調用父類的方法 - 獲取屬性值

以上代碼執行結果如下： 調用子類構造方法

調用子類方法調用父類方法父類屬性 : 200

步驟 4 類屬性和方法

類的私有屬性：

 private_attrs：兩個下劃線開頭，聲明該屬性為私有，不能在類的外部被使用或直接訪問。在類內部的方法中使用時 self. private_attrs。

類的方法

在類的內部，使用 def 關鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數 self,且為第一個參數。

類的私有方法

 private_method：兩個下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，不能在類地外部調用。在類的內部調用 self. private_methods。

class JustCounter:

 secretCount = 0 # 私 有 變 量

publicCount = 0 # 公開變量

def count(self):

self. secretCount += 1

self.publicCount += 1 print(self. secretCount)

counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print(counter.publicCount)

print(counter. secretCount) # 報錯，實例不能訪問私有變量