掌握 Python 面向对象编程 (OOP)：带有示例的综合指南

百变鹏仔 4天前 #Python

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介绍

面向对象编程（oop）是现代软件开发中最流行的编程范例之一。它允许您使用类和对象对现实世界的实体进行建模，使代码可重用、模块化和可扩展。在这篇博文中，我们将使用单个用例示例从基础到高级探索 python 的 oop 概念：为在线商店构建库存管理系统。

为什么使用面向对象编程？

基本概念：类和对象

什么是类和对象？

示例：库存项目类别

让我们首先创建一个类来表示我们在线商店库存中的商品。每件商品都有名称、价格和数量。

class inventoryitem:    def __init__(self, name, price, quantity):        self.name = name        self.price = price        self.quantity = quantity    def get_total_price(self):        return self.price * self.quantity# creating objects of the classitem1 = inventoryitem("laptop", 1000, 5)item2 = inventoryitem("smartphone", 500, 10)# accessing attributes and methodsprint(f"item: {item1.name}, total price: ${item1.get_total_price()}")

说明：

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封装：控制对数据的访问

什么是封装？

封装限制对对象属性的直接访问，以防止意外修改。相反，您通过方法与对象的数据进行交互。

示例：使用 getter 和 setter

我们可以通过将属性设置为私有并使用 getter 和 setter 方法控制访问来改进 inventoryitem 类。

class inventoryitem:    def __init__(self, name, price, quantity):        self.__name = name  # private attribute        self.__price = price        self.__quantity = quantity    def get_total_price(self):        return self.__price * self.__quantity    # getter methods    def get_name(self):        return self.__name    def get_price(self):        return self.__price    def get_quantity(self):        return self.__quantity    # setter methods    def set_price(self, new_price):        if new_price > 0:            self.__price = new_price    def set_quantity(self, new_quantity):        if new_quantity >= 0:            self.__quantity = new_quantity# example usageitem = inventoryitem("tablet", 300, 20)item.set_price(350)  # update price using the setter methodprint(f"updated price of {item.get_name()}: ${item.get_price()}")

说明：

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继承：在新类中重用代码

什么是继承？

继承允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法。这促进了代码的可重用性和层次结构建模。

示例：扩展库存系统

让我们扩展我们的系统来处理不同类型的库存物品，例如 perishableitem 和 nonperishableitem。

class inventoryitem:    def __init__(self, name, price, quantity):        self.__name = name        self.__price = price        self.__quantity = quantity    def get_total_price(self):        return self.__price * self.__quantity    def get_name(self):        return self.__nameclass perishableitem(inventoryitem):    def __init__(self, name, price, quantity, expiration_date):        super().__init__(name, price, quantity)        self.__expiration_date = expiration_date    def get_expiration_date(self):        return self.__expiration_dateclass nonperishableitem(inventoryitem):    def __init__(self, name, price, quantity):        super().__init__(name, price, quantity)# example usagemilk = perishableitem("milk", 2, 30, "2024-09-30")laptop = nonperishableitem("laptop", 1000, 10)print(f"{milk.get_name()} expires on {milk.get_expiration_date()}")print(f"{laptop.get_name()} costs ${laptop.get_total_price()}")

说明：

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多态性：可互换的对象

什么是多态性？

多态性允许不同类的对象被视为公共超类的实例。它使您能够在父类中定义在子类中重写的方法，但您可以在不知道确切的类的情况下调用它们。

示例：多态行为

让我们修改我们的系统，以便我们可以根据项目类型显示不同的信息。

class inventoryitem:    def __init__(self, name, price, quantity):        self.__name = name        self.__price = price        self.__quantity = quantity    def display_info(self):        return f"item: {self.__name}, total price: ${self.get_total_price()}"    def get_total_price(self):        return self.__price * self.__quantityclass perishableitem(inventoryitem):    def __init__(self, name, price, quantity, expiration_date):        super().__init__(name, price, quantity)        self.__expiration_date = expiration_date    def display_info(self):        return f"perishable item: {self.get_name()}, expires on: {self.__expiration_date}"class nonperishableitem(inventoryitem):    def display_info(self):        return f"non-perishable item: {self.get_name()}, price: ${self.get_total_price()}"# example usageitems = [    perishableitem("milk", 2, 30, "2024-09-30"),    nonperishableitem("laptop", 1000, 10)]for item in items:    print(item.display_info())  # polymorphic method call

说明：

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高级概念：装饰器和类方法

类方法和静态方法

示例：使用类方法管理库存

让我们添加一个类级别的方法来跟踪库存中的商品总数。

class inventoryitem:    total_items = 0  # class attribute to keep track of all items    def __init__(self, name, price, quantity):        self.__name = name        self.__price = price        self.__quantity = quantity        inventoryitem.total_items += quantity  # update total items    @classmethod    def get_total_items(cls):        return cls.total_items# example usageitem1 = inventoryitem("laptop", 1000, 5)item2 = inventoryitem("smartphone", 500, 10)print(f"total items in inventory: {inventoryitem.get_total_items()}")

说明：

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oop 中的装饰器

oop 中的装饰器通常用于修改方法的行为。例如，我们可以创建一个装饰器来自动记录库存系统中的方法调用。

def log_method_call(func):    def wrapper(*args, **kwargs):        print(f"Calling method {func.__name__}")        return func(*args, **kwargs)    return wrapperclass InventoryItem:    def __init__(self, name, price, quantity):        self.__name = name        self.__price = price        self.__quantity = quantity    @log_method_call    def get_total_price(self):        return self.__price * self.__quantity# Example usageitem = InventoryItem("Tablet", 300, 10)print(item.get_total_price())  # Logs the method call

结论

python 中的面向对象编程提供了一种强大而灵活的方式来组织和构建代码。通过使用类、继承、封装和多态性，您可以对复杂系统进行建模并增强代码的可重用性。在这篇文章中，我们介绍了关键的 oop 概念，逐步构建一个库存管理系统来演示每个原则。

python 中的 oop 使您的代码更具可读性、可维护性，并且随着应用程序复杂性的增长而更易于扩展。快乐编码！

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什么是继承？

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什么是多态性？

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高级概念：装饰器和类方法

类方法和静态方法

示例：使用类方法管理库存

oop 中的装饰器

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