Python进阶 面向对象基础

Python进阶 面向对象基础与封装

一. 什么是面向对象

1. [了解]常见的编程思想

• 面向过程 (Process Oriented)：关注“步骤”。解决问题时，把需要的步骤列出来，按步骤一步步实现代码。
  • 生活类比：把大象装进冰箱，分三步（开门、装大象、关门）。适合简单微型项目。
• 面向对象 (Object Oriented)：关注“对象”。把现实事物抽象成对象，关注对象具备的功能和属性。
  • 注：Python是同时支持面向过程和面向对象的编程语言！

2. [理解]什么是面向对象

• 核心理念：万物皆对象！宗旨在于模拟现实世界，使编程与实际世界更加接近，让代码更富有人性化。

二. 面向对象基本概念

1. [掌握]类和对象

• 类 (Class)：对一系列具有相同特征（属性）和行为（方法）的事物的统称。
  • 特点：它是抽象的，不能直接使用。（相当于一张汽车设计图纸）
• 对象 (Object)：由类创建出来的一个具体存在。
  • 特点：它是具体的，可以直接使用。（相当于根据图纸造出来的、停在楼下的那辆真车）
• 核心关系：先有类，再有对象。

2. [掌握]类的定义和对象的创建

• 定义类：使用class关键字。

  class类名():def方法名(self):print("执行行为...")

  [规范提醒]：类名推荐使用大驼峰命名法（如 MyClass、SweetPotato）。

• 创建对象：

  对象名=类名()

3. [掌握]self 关键字

• 本质：self 指向的是调用该方法的对象本身。
• 白话解释：谁调用这个方法，self 就代表谁。
• [例]：比如stu1.introduce()时，self指向stu1；stu2.introduce()时，self指向stu2

三. 对象的属性

1. [掌握]添加和获取对象属性

• 类外部操作：
  • 添加属性：对象名.属性名 = 值
  • 获取属性：print(对象名.属性名)
• 类内部操作：
  • 获取/使用属性：self.属性名
• [避坑指南]：强烈不推荐在类外部强行给对象添加属性！这会导致不同对象之间的属性结构不统一，极易引发 Bug。推荐在类的内部（init方法中）统一定义。

四. 魔法方法

1. [掌握]init魔法方法

• 概念：Python 中具有特殊功能、以双下划线开头和结尾的方法叫魔法方法。
• 触发时机：创建对象时自动调用。
• 作用：专门用于给对象初始化属性（就像婴儿一出生自带性别、血型一样）。

2. [掌握]带参数的init方法

• 场景说明：如果全班同学都用同一个类创建，怎么保证每个人创建出来名字不一样呢？就需要传参。
• 作用：让不同的对象在创建时，就能拥有自己特有的属性值。
• 代码演示：

  classStudent:def__init__(self,name):self.name=name# 把外部传入的name参数，保存为当前对象的属性

3. [掌握]str魔法方法

• 触发时机：当使用 print(对象) 时自动调用。
• 作用：返回一个字符串，用于描述对象的信息,必须要有return。
• [面试点]：如果不写str，直接 print(对象) 会输出什么？（答：会输出该对象在内存中的十六进制地址空间）。

4. [了解]del魔法方法

• 触发时机：对象被销毁（从内存中删除，如执行del 对象名或程序运行结束释放内存）时自动调用。

五. 面向对象综合案例

1. [掌握]案例一：减肥案例（对象属性的动态变化）

• (1) 基本需求
  定义一个学生类（姓名，体重）。学生具备跑步（减重）和吃东西（增重）的行为。要求调用行为后，打印出当前的体重状态。
• (2) 步骤分析 (SOP)
  1. 定义 Student 类，写init接收姓名和初始体重。
  2. 写 run 方法：每次跑步，体重减小 (-=)1kg。
  3. 写 eat 方法：每次吃喝，体重增加 (+=)2kg。
• (3) 代码实现

  classStudent:def__init__(self,name,weight):self.name=name self.current_weight=weightdefrun(self):self.current_weight-=1# 状态改变print(f"{self.name}去跑步了，减重1kg，当前体重为：{self.current_weight}kg。")defeat(self):self.current_weight+=2# 状态改变print(f"{self.name}大吃大喝一顿，增加2kg，当前体重为：{self.current_weight}kg。")# 测试验证student=Student("小明",75)student.run()student.eat()

2. [掌握]案例二：烤地瓜综合案例

• (1) 基本需求
  用户按意愿设定烤制时间，系统判断状态（0-3分生的，3-7分半生不熟，7-12分熟，>12分糊）；用户可添加调料。要求能直接打印地瓜状态。
• (2) 步骤分析 (SOP)
  1. 定义 SweetPotato 类。
  2. init初始化：被烤总时间 cook_time=0，状态 cook_state=‘生的’，调料列表 condiments=[]。
  3. cook 方法：传入时间，必须使用 += 累加时间，再用 if…elif 更新状态。
  4. add_condiment 方法：使用列表的 append 添加调料。
  5. str方法：格式化返回对象信息。
• (3) 代码实现

  classSweetPotato:def__init__(self):self.cook_time=0self.cook_state='生的'self.condiments=[]defcook(self,time):# [教学重难点]：这里必须是累加，而不是直接赋值！self.cook_time+=timeif0<=self.cook_time<3:self.cook_state='生的'elif3<=self.cook_time<7:self.cook_state='半生不熟'elif7<=self.cook_time<=12:self.cook_state='熟了'else:self.cook_state='已烤焦，糊了'defadd_condiment(self,condiment):self.condiments.append(condiment)def__str__(self):returnf"总时长：{self.cook_time}分钟 | 状态：{self.cook_state}| 调料：{self.condiments}"# 测试验证potato=SweetPotato()potato.cook(2)# 烤2分钟print(potato)potato.cook(6)# 再烤6分钟，总时间应该是8分钟potato.add_condiment("辣椒面")print(potato)