第8章 面向对象之类和对象
8.1面向对象和面向过程
8.1.1 程序设计的思路
面向对象，是软件开发中的一类编程风格、开发范式。除了面向对象，还有面向过程。在所有的编程范式中，我们接触最多的还是面向过程和面向对象两种。
类比：史书类型
- 纪传体：以人物传记为中心，“本纪”叙述帝王，“世家”记叙王侯封国和特殊人物，“列传”记叙民间人物。
- 编年体：按年、月、日顺序编写。
- 国别体：是一部分国记事的历史散文，分载多国历史。
早期先有面向过程思想，随着软件规模的扩大，问题复杂性的提高，面向过程的弊端越来越明显，出现了面向对象思想并成为目前主流的方式。
1. 面向过程的程序设计思想（Process-Oriented Programming），简称POP
- 关注的焦点是
过程：过程就是操作数据的步骤。如果某个过程的实现代码重复出现，那么就可以把这个过程抽取为一个函数。这样就可以大大简化冗余代码，便于维护。 - 典型的语言：C语言
- 代码结构：以
函数为组织单位。 - 是一种“
执行者思维”，适合解决简单问题。扩展能力差、后期维护难度较大。
2. 面向对象的程序设计思想（ Object Oriented Programming），简称OOP
- 关注的焦点是
类：在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，用类来表示。 - 典型的语言：Java、C#、C++、Python、Ruby和PHP等
- 代码结构：以
类为组织单位。每种事物都具备自己的属性和行为/功能。 - 是一种“
设计者思维”，适合解决复杂问题。代码扩展性强、可维护性高。
8.1.2 由实际问题考虑如何设计程序
思考1：如何开车？
面向过程思想思考问题时，我们首先思考“怎么按步骤实现？”并将步骤对应成方法，一步一步，最终完成。 这个适合简单任务，不需要过多协作的情况。针对如何开车，可以列出步骤：
面向过程适合简单、不需要协作的事务，重点关注如何执行。
思考2：如何造车？
造车太复杂，需要很多协作才能完成。此时我们思考的是“车怎么设计？”，而不是“怎么按特定步骤造车的问题”。这就是思维方式的转变，前者就是面向对象思想。所以，面向对象(Oriented-Object)思想更契合人的思维模式。
用面向对象思想思考“如何设计车”：
自然地，我们就会从“车由什么组成”开始思考。发现，车由如下结构组成：
我们找轮胎厂完成制造轮胎的步骤，发动机厂完成制造发动机的步骤，…；这样，大家可以同时进行车的制造，最终进行组装，大大提高了效率。但是，具体到轮胎厂的一个流水线操作，仍然是有步骤的，还是离不开面向过程思维！
因此，面向对象可以帮助我们从宏观上把握、从整体上分析整个系统。但是，具体到实现部分的微观操作（就是一个个方法），仍然需要面向过程的思路去处理。
注意：
我们千万不要把面向过程和面向对象对立起来。他们是相辅相成的。面向对象离不开面向过程！
8.1.3 面向过程示例
想象一下，你要做一顿美味的晚餐。在面向过程编程的思维下，你会把整个做饭的过程拆分成一系列的步骤。
defbuy():print("去超市购买食材。")defwash():print("清洗蔬菜。")defcut():print("切菜。")defcook():print("开始烹饪。")defserve():print("上菜啦！")buy()wash()cut()cook()serve()上面就是一个典型的面向过程的程序，我们把整个做饭的过程分解成了一个个函数，每个函数完成一个特定的任务，然后按照顺序依次调用这些函数，就可以完成做晚餐的任务啦。这种方式非常直接，适合一些简单的任务，它注重的是程序的流程和步骤。
但是呢，当我们的程序变得越来越复杂，会出现什么问题呢？比如说，我们现在想做不同类型的菜，有些菜可能不需要洗菜，有些菜可能不需要切菜，或者你要同时做几道菜，那我们的代码就会变得越来越长，越来越乱，而且上面的代码步骤是没有通用性的。
8.1.4 面向对象示例
用面向对象的思想实现上面的做菜功能。
""" 面向对象编程 """classDish:def__init__(self,name):self.name=namedefprepare(self):passclassSalad(Dish):defprepare(self):print(f"为{self.name}购买食材。")print(f"清洗{self.name}的蔬菜。")print(f"切{self.name}的蔬菜。")print(f"将{self.name}装盘。")classSoup(Dish):defprepare(self):print(f"为{self.name}购买食材。")print(f"煮{self.name}。")salad=Salad("蔬菜沙拉")soup=Soup("紫菜鸡蛋汤")salad.prepare()print()soup.prepare()print()在这里，我们创建了一个 Dish 类，它就像是一个菜的模板。然后我们创建了 Salad、Soup 这些子类，它们都继承自 Dish 类。每个子类都有自己的 prepare 方法，这个方法描述了如何准备这道菜。
这样，我们可以看到面向对象编程的优势啦 首先，我们把相关的数据（比如菜的名字）和操作（比如准备菜的过程）都封装在了一个类里面，这叫做 “封装”。而且，不同类型的菜可以有自己独特的准备方法，我们可以根据需要去修改或扩展这些方法，而不会影响其他类。这就像是每个菜都有自己的制作过程。
还有，当我们想要添加新的菜品时，我们只需要创建一个新的子类，定义它自己的 prepare 方法就好，不需要修改原来的代码。
8.1.5 面向对象编程思想的历史
对象作为编程实体最早是于1960年代由Simula 67语言引入思维。Simula这一语言是奥利-约翰·达尔和克利斯登·奈加特在奥斯陆的挪威计算中心为模拟环境而设计的。（据说，他们是为了模拟船只而设计的这种语言，并且对不同船只间属性的相互影响感兴趣。他们将不同的类型船只归纳为不同的类，而每一个对象，基于它的类，可以定义它自己的属性和行为。）
这种办法是分析式程序的最早概念体现。在分析式程序中，我们将真实世界的对象映射到抽象的对象，这叫做“模拟”。Simula不仅引入了“类”的概念，还应用了实例这一思想，这可能是这些概念的最早应用。
8.2 类和对象
人认识世界，其实就是面向对象的。比如，我们认识一下美人鱼（都没见过）
经过“仔细学习”，发现美人鱼通常具备一些特征：
- 女孩
- 有鱼尾
- 美丽
这个总结的过程，其实是抽象化的过程。
抽象出来的美人鱼的特征，可以归纳为一个美人鱼类。
而图片中的都是这个类呈现出来的具体的对象。
8.2.1 类和对象概述
类(Class)和对象(Object)是面向对象的核心概念。
1、什么是类
类：具有相同特征的事物的抽象描述，是抽象的、概念上的定义。
2、什么是对象
对象：实际存在的该类事物的每个个体，是具体的，因而也称为实例(instance)。
可以理解为：类 => 抽象概念的人；对象 => 实实在在的某个人
类描述了所创建的对象共同的属性（是什么）和方法（能做什么），属性和方法统称为类的成员。
- 类是对大量对象共性的抽象
- 类是创建对象的模板
- 类是客观事物在人脑中的主观反映
对象是类的具体实例，拥有类定义的属性和方法。
- 在自然界中，只要是客观存在的事物都是对象
- 类是抽象的，对象是类的实例（Instance），是具体的。
- 一个对象有自己的状态（属性）、行为（方法）和唯一的标识（本质上指内存中所创建的对象的地址）。
8.2.2 定义类
定义类的语法格式：
class类名:"""类说明文档"""类体- 类名一般使用大驼峰命名法。
- 类体中可以包含类属性（也叫类变量）、方法、实例属性（也叫实例变量）等。
示例：定义一个人的类，包含
__init__()方法、eat()方法和drink()方法。
classPerson:"""人的类"""home="earth"def__init__(self):self.age=0defeat(self):print("eating...")defdrink(self):print("drinking...")8.2.3 类的操作之一：成员引用
语法格式：
类名.成员名示例
# 获取类的成员print("类的文档说明：",Person.__doc__)print("类变量home：",Person.home)# print("实例变量age：",Person.age) # 报错，注意age前面有self，所以是实例变量，不是类变量，不能通过类名获取print("类的成员：",Person.__init__)print("类的方法：",Person.eat)# 注意eat后面没有()，否则就是调用eat方法了print("类的方法：",Person.drink)# 注意drink后面没有()，否则就是调用drink方法了类的文档说明： 人的类 类变量home： earth 类的成员： <function Person.__init__ at 0x0000017C8CABB7E0> 类的方法： <function Person.eat at 0x0000017C8CB35B20> 类的方法： <function Person.drink at 0x0000017C8CB35DA0>8.2.4 类的操作之二：实例化
创建类的对象的过程称为实例化。
创建对象的语法格式：
变量名=类名()变量名=类名(实参列表)示例代码：
# 创建对象p=Person()# 创建一个对象print
