5.1 引子

人狗大战的实例

需求：

• 多条狗，每个狗有名字，品种，攻击力

• 可以有多个人

• 狗可以咬人，人可以打狗

我们可能会这样写：

那我们如果有多条狗，我就需要写多个字典，而且还是要手动创建的，所以我们想到了函数，创建一个dog(name, d_type)，这样我们要创建就调用这个函数即可，eg：dog('zs', 'big')，就不用手动创建了。

那随着产品的功能升级，现在需要狗不能调用人打狗的动作，人不能调用狗咬人的动作，我们可以加一个判断来实现；人又分男人和女人，女人可以生孩子，男人不可以，我们就又要讲男人和女人的定义函数分开定义，而且又要新加判断使生孩子只能女人调用。。。。。。

可以看出，很麻烦。所以我们需要换一个思路。

5.2 编程范式——面向过程

简单介绍

面向过程，核心是“过程”这两个字。我们之前写的代码都是面向过程的编程方式（编程范式），就是我们一步一步确定先干什么在什么，然后用函数一个一个功能的实现，最后实现了我们的大目标。

总结一下，面向过程就是将一个大问题分解成多个小问题然后一一解决。

优点

解决问题的流程简单化，知道一步一步该干嘛，比如Python入门要输出只需一个print()就好，但如果是Java的话，你得先写个public static void main这样的框架。eg：我们要实现修改文件，很容易想到步骤：读取文件数据 -> 判断数据 -> 数据写入 -> 文件替换。

缺点

通过我们前面写出来的代码我们应该可以感觉的到，这样写出来的程序扩展性不是很强。很多函数都是与其他函数牵扯在一起的。函数一旦写多，找都找的不方便，也不便于维护，特别是那些需要功能需要经常变动，而且需要不断更新迭代和维护的场景。

应用场景

面向过程一般用在代码更新迭代很少的场景，其他场景最好用面向对象的编程范式。eg：Linux内核、git等等

5.3 编程范式——面向对象

简单介绍

编程范式最常用的就是面向过程和面向对象。面向对象的核心就是类与对象。面向对象就是将实际需求抽象成一个个对象，什么是对象？

说对象之前我们要说说类（class），我们可以类似理解为种类，比如人就是一个对象，包括男人、女人、老人、小孩等等等等；动物也是一个对象，包括大象、狮子、兔子等等。

和对象这样泛指的概念相对应的就是对象（object）。对象就是一个指定的一个东西，可以说类是由很多的对象构成的。eg：男人是由zm、wzw、yz、zk等等千千万万的对象组成的。

然后对象到实例的转化过程就叫做实例化，代码就和上面提到的代码很像。eg：Dog('zs', 'big')。

PS：如果不理解可以类比数学中集合和构成集合的每个数来理解。一个类就是一个集合，集合里装的许多数就是类下实例化出来的一个个对象。

优点

解决了面向过程可扩展性较差的问题，扩展性大大提高。后面的学习过程中我们还会再说。

缺点

编程的复杂度远高于面向过程，如果不了解面向对象就上手，再基于面向对象设计程序，就极容易会出现过度设计的问题。

应用场景

因为面向对象的难度，我们在管理Linux系统的shell脚本程序中就会应用面向过程的方法。在软件开发等方向中面向对象应用广泛。

5.4 类与对象

定义语法

我们先写一个简单的类与对象的语法实例：

需要注意的点有：

• 类中可以写任何的python代码，这些代码在类定义的阶段便会执行，因而会产生新的名称空间，用来存放类的变量名与函数名，可以通过类名.__dict__来查看

• 类中定义的名字都是类的属性，.是访问属性的语法

• 对于经典类来说我们可以通过盖子点操作类名称空间的名字，但新式类有限制（经典类和新式类的区别）

类的使用

• 引用类的属性：

• 实例化类，得到一个对象：

• __init__方法：

对象的使用

对象的增删改查和类的增删改查很类似。

关于类的设置

• 每个程序员考虑的角度不同时，对于同一个需求定义的类可能截然不同

• 现实中的类并不完全等于程序中的类，比如人这个类，在程序中可能需要分成老师类、学生类等等

• 程序中创建的类可能在现实生活中不存在，比如策略类这个很常用的类，还比如MapReduce中的Mapper和Reducer这两个核心抽象类

经典类和新式类

经典类

 class A: # 经典类
     pass

新式类

 class B(object): # 新式类
     pass

Python中创建的一切都是对象，object可以理解为Python最原始的类，所有对象都是它衍生出来的。

我们一般写的都是经典类，在多继承那里我们会详细说它们两个的区别。

5.5 实例属性&公共属性

我们将上面的Student类修缮一下：

我们创建两个对象

stu1 = Student('zm', 19, 'male')

stu2 = Student('wzw', 23, 'male')

我们输出比较id(stu1.school)和id(stu2.school)，我们会发现两个对象调用的school属性的id都是一样的，我们就称school这样的属性是公有属性（类属性）。

那我们在__init__()中也定义了一些属性，这里面的属性我们就称它们为实例属性（也称成员属性），原因前面我们提过，__init__()是对象创建过后才将数据赋值到属性上的。

类里面的函数之间的数据是不相关的，要想实现有相互调用的数据，就需要把函数里面的值存到实例里，那就要将两个值与实例进行绑定，那我们就用到了self。

self代表实例（一个创建的对象，不是类！）本身，在stu1.hello()调用实例方法时，他默认的就执行stu1.hello(stu1)，然后函数中的self.school就是stu2.school。那这样的解释也可以用来解释__init__(self)里面的self.name = name这样的语句就是将自己内部的数据和实例进行绑定，这样hello()里面就可以调用__init__()里面的name参数了。

应用情况

一般的，很多对象的属性都一样，那就可以用公共属性。而且公共属性如果被实例化以后，单独的实例修改后，就变成了给该实例创建一个新的实例属性，不会影响到公共属性的值。常见的属性有国籍、所属学校等等。

像姓名、年龄、性别这些基本每个对象都不一样的属性，我们一般用实例属性。

下面就用上面的Student类做eg：

5.6 类之间的依赖关系

就像人和人之间存在很多种关系，类与类之间也有关系，类与类之间的关系一般分为下面5种：

1. 依赖关系：你每个月都找父母要生活费的时候，你和父母的关系；

2. 关联关系：你和你基友或者闺蜜；

3. 组合关系：比聚合关系更加紧密的关系，比如大脑和心脏，人死了，所有器官都会死；

4. 聚合关系：比如电脑的各个部件，电脑坏了有的部件还是正常的；

5. 继承关系：类的三大特性之一，子承父业。

依赖关系

关联关系

那我们可以实现一次就双向关联嘛？

答案是可以的，我们可以将关联关系单独放在一个类中，如这一段代码：

组合关系

我们接着一开始说的人狗大战，我们增加一个武器类，然后实现武器与人捆绑。

这里武器和人就是组合关系，武器自己单独不会被使用，只有创建一个人的对象时，才会被捆绑创建。

可以说，如果两个对象之间有什么数据的交互，那这两个对象就是组合关系。

5.7 面向对象三大特性之继承

继承就是子承父业，目的就是减少重复的代码。具体怎么减少，那我们在代码中就可以感觉的到。有了继承的概念就有了派生类的概念，派生类就是子类，只是必须既有父类特性又有自己的一些私有特性。

比如现在我们有人、猪、狗三个类，他们都属于动物这个类，那我们就可以将人、猪、狗的一些共性写到动物类的属性中，这样就不用写三遍重复的代码了。

继承的语法是括号：

上面的代码中，Person和Dog是继承了Animal类的，这样Person和Dog就可以不用各自单独定义__init__()等相关重复代码了，直接调用Animal的属性和方法即可。

在上面的基础上，子类也可以定义只属于自己的方法。

那除了这些，子类还可以重写父类的方法和属性，这样也不会影响到父类的方法和属性。

那我们可以重写父类的属性和方法，那父类的__init__()子类是否可以重写呢？这点我们单独放在一点里说，和刚才上面说的有点不一样。

重写父类的__init__()

直接上代码：

代码中都和大家说的很清楚了，我们只需要注意别忘了给父类的方法传入self就好了。

当然，父类__init__()的重写不止上面代码所示的一种方法，上面的方法在python2中经常使用，python3常用的方法是通过super()来重写。

还有一种super的写法：super().__init__(name, age, sex)，这个相对于第二种比较方便，所以也比较常用。

当然，super()不会只能调用父类的__init__()，父类的所有属性和方法都可以调用。调用的语法是和__init__()一样的，比如super().type_animal、super().say_info()。

我们可以发现，就是把Animal换成super()而已。super()还有其他的一些应用，super()的用处还在下面要说的多继承中有所体现。

多继承

所谓多继承就是一个类有多个父类，比如如下的代码：

MonkeyKing这个类在代码中就是多继承，同时可以调用Immortal和Monkey两个父类的属性和方法。

在各类主流语言中，C++、Python是支持多继承的，Java是不支持的。因为多继承有时可能会使程序调试变的复杂。

那多继承就会引发一个问题，如果子类调用父类中有相同名字的方法或者属性时，到底运行哪一个？比如：

我们看输出是神仙在打架，我们换一下MonkeyKing后面括号里的继承顺序，就可以看出输出就会是猴子在打架。我们就可以得出继承顺序是从左到右。

但是多继承的顺序机制没有这么简单，我们再改变一下代码：

那关系就比较复杂了，我们该如何确定查找逻辑呢？

这个继承的关系我们用图画出来就会看出是类似一个树的结构。我们常见的树结构的查找逻辑，有深度优先算法和广度优先算法。

我们通过注释输出类的方法一遍一遍的输出，我们会发现继承顺序是Monkey->MonkeyBase->Immortal->Immortal。如果我们再让Animal作为MonkeyBase的父类，顺序就是Monkey->MonkeyBase->Animal->Immortal->Immortal。那我们就可以得出，Python类的继承顺序是按照深度优先算法来继承的。

不过，但这里还没有结束。我们再继续说说。

我们前面说了经典类和新式类。在Python2中，这两个类的查找法是不一样的：经典类采用深度优先查找，而新式类采用广度优先查找。不过到了Python3，无论是经典类还是新式类，都是按广度优先查找的。（和上面的结论冲突，继续看C3算法就好）

Python2默认都是经典类，Python3默认都是新式类，所以我们不用每次都写object，了解了就行。

多继承的C3算法

不过等等，我们实践证明出来了python3是深度优先，而上面又说是按广度优先，那到底是按照什么来查找？睁着眼说瞎话？

先别急，我们现在再改变一下代码，让ImmortalBase和MonkeyBase同时继承Base类。那我们再重复刚才的实践，我们就会发现，顺序变成了Monkey->MonkeyBase->Immortal->ImmortalBase->Base。

小朋友你是否有很多问号？？？？？这到底是深度还是广度？

其实，Python的继承算法是C3算法，比较复杂，接下来我们慢慢来介绍。

我们再给出一个继承关系复杂的一段代码：

我们可以看到输出的继承顺序是(<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B2'>, <class '__main__.C2'>, <class 'object'>)

为了较好理解，我们画成图来给大家理解：

嗯？？？？小朋友你是否又有很多问号？

到这里，我们只要知道反正肯定不是深度或者广度，清楚C3对于小白来说也没什么用，而且C3是Python比较底层的东西了，不用理解的太深入。在Python的官网以及其他的一些资料上都写了Python是深度优先查找，我们知道就好了。

总结

一般代码都继承都不会写到这么复杂，不然调式什么的都不好调试。

然后还需要提一下的就是，虽然python3默认都是新式类，但是官方的推荐还是要写object的，所以我们以后就写一下就好了，专业一点。

class A(object):

    pass

5.8 面向对象三大特性之封装

封装是什么

封装可以被认为是一个保护的屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。想要访问就必须通过严格的接口控制。

适当的封装可以让程序代码更容易被维护，也加强了代码数据的安全性。

封装的优点

1. 良好的封装能够减少耦合；

2. 类内部的结构可以自由修改；

3. 可以对成员变成进行更精确地控制；

4. 隐藏信息，实现细节。

封装的原则

• 将不需要向外部随意操作的数据进行封装。

举些栗子

比如人狗大战的人和狗的生命值这个属性，肯定是不能让外部的代码随便修改的，所以我们需要封装生命值，这些封装的了属性就叫私有属性。

私有属性不能直接调用，只能通过类内部的一些方法来调用，这些方法即是前面说到的一些访问封装（私有属性被封装的东西等）的接口。

外部只能通过接口来操作封装的东西，你能进行什么操作（删除、获取、修改等）全靠类给你提供了什么接口。

封装的不止可以有属性，还可以封装方法，比如我们我们增加一个呼吸。

如果在外部真的想获取被封装的东西，语法是实例名._类名+封装东西的名称，可以执行新增、修改、获取、删除等操作。

p._Person__breath() print(p._Person__life_val)

当然，pycharm可能会警告，但是输出还是会正常输出的，只是最好不要这么用，不然你封装也就没意义了。

5.9 面向对象三大特性之多态

什么是多态

现在有一个动物类Animal，子类有蛇、狗等，他们都继承Animal的eat()方法，但是蛇和狗的吃都是不一样的，比如蛇是吞，狗是一部分一部分的咬。那这种调用同一个接口，而表示形式不同的现象，就叫做多态。

统一函数接口实现多态

抽象类实现多态（最常用）

这里的代码除了raise那句代码我们下一章介绍，其他的代码我们应该都可以理解的。多态的应用在网络编程的原理普遍用到，虽然我们实际用到的不多，但是确实是一个很重点的点，毕竟面向对象三大特点之一。

末

有什么Python代码或者其他问题可以私信问我或者在下面留言，Python课程设计我也偶尔可以有偿帮做，祝大家变得更强[狗头]

剩下的就是和上一篇文章末尾一样要说的，我就当成套话了。

套话：因为小破站上的文本格式对演示代码极其不友好，而且自己平时的笔记是通过Markdown语法来记录的，在格式上和美观程度上不是很好看，如果你看的不习惯，就去下载一个Typora（或者支持markdown语法的应用），我这里给出md文件的迅雷和百度网盘链接，然后用Typora打开文件看就好了。

迅雷网盘

链接：https://pan.xunlei.com/s/VMXpt1TptGyPt3YPLs1fEA5eA1
提取码：s7ei

百度网盘

链接：https://pan.baidu.com/s/1jUYcrmv27e6VIO8kVGu9ng
提取码：1mtr