第八章 面向对象编程 类 对象 继续 多态.

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1 第八章 面向对象编程 类 对象 继续 多态

2 学习目标 重点 了解 掌握 重点 了解 掌握 面向对象的编程思想 1 3 类和对象的概念 2 创建对象、定义类的方法 继承和多继承的方法

3 8.1 8.2 章节框架 使用面向对象的思想定义银行员工类 使用继承根据职位创建银行员工类的子类 ☞点击查看本小节知识架构
让IT教学更简单，让IT学习更有效 章节框架 8.1 使用面向对象的思想定义银行员工类 ☞点击查看本小节知识架构 8.2 使用继承根据职位创建银行员工类的子类 ☞点击查看本小节知识架构

4 8.1 定义银行员工类 让IT教学更简单，让IT学习更有效 什么是对象?

5 8.1 定义银行员工类 面向过程编程是先分析解决问题的步骤，然后用流程控制语句、函数把这些步骤一步一步实现出来，这种思想。

6 8.1 定义银行员工类 8.1.1 面向对象的编程思想 面向对象编程不再根据解决问题的步骤来设计程序，而是先分析谁参与了问题的解决，这些参与者就是对象。 面向对象编程具备三大特性一： 封装 继承 多态

7 8.1 定义银行员工类 [案例] 你现在是一家游戏公司的开发人员，现在需要开发一款《人狗大战》的游戏，你就思考，人狗作战，那至少需要2个角色，一个是人，一个是狗，且人和狗都有不同的技能，例如人拿棍打狗，狗可以咬人，怎么描述这种不同的角色和他们的功能呢？ 你写出了这两个角色 人和狗角色定制 游戏里的人和狗都有相同的属性，具体每条狗和每个人具体信息塑一个具体的人或狗 生成具体的人和狗 狗会咬人，人会打狗，调用咬人和打狗的函数，限制人只能做人的功能，狗只能调用狗的功能 狗和人都有不同的功能，每个功能写一个函数

8 类名通常使用单词首字母大写的驼峰命名法。类名后面是一个（）
8.1 定义银行员工类 8.1.2 类和对象 1、使用类创建实例对象 面向对象编程的基础是对象，对象是用来描述客观事物的。这些不同的角色对象之间还具备一些共同的特征。 在python中使用关键字class定义类。 【语法】 Class ClassName(): 定义类的属性和方法 类名通常使用单词首字母大写的驼峰命名法。类名后面是一个（）

9 8.1 定义银行员工类 8.1.2 类和对象 创建完类之后就可以使用这个类来创建实例对象。 【语法】 变量=类名（）
【样例1】创建一个银行员工类，创建两个银行员工实例对象employee_a和employee_b，然后在控制台输出这两个实例对象的类型。 class BankEmployee(): pass employee_a=BankEmployee() employee_b=BankEmployee() print(type(employee_a)) print(type(employee_b))

10 第一个参数必须 是self，这里的self代表是实例，类创建实例对象后对自身的引用。
8.1 定义银行员工类 8.1.2 类和对象 2、给类添加实例方法 完成了类的定义之后，就可以给类添加变量和方法了。 定义在类外的称为函数，定义在类内的称为类的方法。 【语法】 def 方法名（self，方法参数列表）： 方法体 第一个参数必须 是self，这里的self代表是实例，类创建实例对象后对自身的引用。

11 8.1 定义银行员工类 【样例2】在样例1的基础上给BankEmployee类添加两个实例方法，实现员工的打卡签到和领工资两种行为。使用新的BankEmployee类创建一个员工对象，并调用他的打卡签到和领工资的方法。 class BankEmployee(): def check_in(self): print('打卡签到') def get_salary(self): print('领到这个月的工资了') employee=BankEmployee() employee.check_in() employee.get_salary()

12 8.1 定义银行员工类 3、构造方法和析构方法 在类中有两个非常特殊的方法： __init__()和__del __()。__init__()方法会在创建实例对象的时候自动调用， __del __()方法会在实例对象被销毁的时候自动调用。因些__init__()称为构造方法，__del __()方法称为析构方法。

13 8.1 定义银行员工类 【样例3】在样例2的基础上给BankEmployee类添加构造方法和析构方法，在构造方法中向控制台输出“创建实例对象，__init__()被调用”，在析构方法中向控制台输出“实例对象”被销毁，__del__()被称为析构方法。“ class BankEmployee(): def __int__(self): print('创建实例对象，__int__()被调用') def __del__(self): print('实例对象被销毁，__del__()被调用') def check_in(self): print('打卡签到') def get_salary(self): print('领到这个月的工资了') employee=BankEmployee() employee.check_in() del employee

14 实例变量定义在构造方法中，这样实例对象被创建时，实例变量就会被定义、赋值，可以在类的任意方法中使用。
8.1 定义银行员工类 4、类的变量 对象的属性是以变量的形式存在的，在类中可以定义的变量类型分为实例变量和类变量两种。 （1）实例变量 实例变量是最常用的变量类型。 【语法】 self.变量名=值 实例变量定义在构造方法中，这样实例对象被创建时，实例变量就会被定义、赋值，可以在类的任意方法中使用。

15 8.1 定义银行员工类 4、类的变量 在python中的变量不支持 只声明不赋值，所以在定义类的变量时必须给变量赋初值。常用数据类型的初值如下表所示： 变量类型 初值 数值类型 value=0 字符串 value=“” 列表 value=[] 字典 value={} 元组 value=()

16 8.1 定义银行员工类 【样例4】在样例3的基础上给BankEmployee类添加3个实例变量：员工姓名、员工工号、员工工资。将员工姓名赋值为“李明”，员工工号赋值为“a2567”，员工工资赋值为5000，然后将员工信息输出到控制台上。 class BankEmployee(): def __init__(self): self.name="" self.emp_num="" self.salary=0 def check_in(self): print('打卡签到') def get_salary(self): print('领到这个月的工资了') employee=BankEmployee() employee.name="李明" employee.emp_num="a2567" employee.salary=5000 print('员工信息如下：') print('员工姓名：%s'%employee.name) print('员工工号：%s'%employee.emp_num) print('员工工资：%d'%employee.salary)

17 8.1 定义银行员工类 【课堂练习】在样例4先创建对象再进行实例变量赋值，比较麻烦，有其它方法可以实现 同样的效果吗？

18 8.1 定义银行员工类 （2）类变量 实例变量是必须在创建实例对象之后才能使用的变量。
在某些场景下，希望通过类名直接调用类中的变量或希望所有类能够公有某个变量。在这种情况下就可以使用类变量。类变量相当于类的一个全局变量。类变量与实例变量不同，不需要创建实例对象就可以使用。 【语法】 Class 类名（） 变量名=初始值

19 8.1 定义银行员工类 【样例5】创建一个可以记录自身被实例化次数的类。 class SelfCountClass():
obj_count=0 def __init__(self): SelfCountClass.obj_count+=1 def __del__(self): SelfCountClass.obj_count-=1 list=[] create_obj_count=5 destory_obj_count=2 for index in range(create_obj_count): obj=SelfCountClass() list.append(obj) print('一共创建了%d个实例对象'%(SelfCountClass.obj_count)) for index in range(destory_obj_count): obj=list.pop() del obj print('销毁部分实例对象后，剩余的对象个数是%d'%(SelfCountClass.obj_count))

20 8.1 定义银行员工类 总结: 类对象对应类名，是由python创建的对象，具有唯一性。 实例对象是通过类创建的对象，表示一个独立的个体。
实例变量是实例对象独有的，在构造方法内添加或在创建对象后使用、添加。 类变量是属于类对象的变量，通过类对象可以访问和修改类变量。 如果在类中类变量与实例变量不同名，也可以使用实例对象访问类变量。 如果在类中类变量与实例变量同名，那么无法使用实例对象访问类变量。 使用实例对象无法给类变量赋值，这种尝试将会创建一个新的与类变量同名的实例变量。

21 课堂作业 1、设计一个简单的购房商贷月供计算器类，按照以下公式计算总利息和每月还款金额： 总利息=贷款金额*利率
每月还款金额=（贷款金额+总利息）/贷款年限 贷款年限不同，利率也不同，这里假定只有如下表所示的3种年限和利率。 年限 利率 3年（36个月） 6.03% 5年（60个月） 6.12% 20年（240个月） 6.39% 要求根据输入的贷款金额和年限计算出每月的月供如下图所示。

22 课堂作业 2、设计Bird(鸟)类、 Fish(鱼)类，都继承来自Animal（动物）类，实现方法print_info()，输出信息，输出结果如下所示：

23 技能实训 《绝地求生》是现在非常热门的射击类游戏。根据面向对象的编程思想，模拟实现玩家战斗的场景。
在这个场景中，有玩家、敌人、武器3个对象，3个对象之间的关系如下： 玩家和敌人属于人类，他们的默认血量是100. 不同的武器属于不同的武器类型，杀伤力不同。玩家使用武器击中敌人后，敌人会出现掉血的行为，每次掉血量与武器的杀伤力相同。 实现玩家装备武器并使用武器攻击两次敌人的效果如下图所示。

24 课堂作业 1、CS游戏根据面向对象的编程思想，模拟实现一个战士开枪射击敌人的场景。在场景中，有战士（玩家）、敌人、枪三个对象，其中枪里面又包括弹夹、子弹夹共两个对象。场景中这几个对象间的关系如下： 战士和敌人均属于人类，他们默认的血量是100； 战士射击时必须保证所持枪的弹夹中有子弹，并且每射击一次，弹夹中的子弹数量就会减少一枚； 战士射出的子弹击中了敌人，敌人就会由于子弹的杀伤力而出现掉血的行为，即每击中敌人一次，敌人的血量就减少5。 战士开枪场景如下图所示。

25 课堂作业 创建战士对象 士兵再次开枪 创建弹夹对象 士兵开枪 创建子弹对象 士兵拿枪 弹夹上子弹 出现敌人 创建枪对象 枪安装弹夹

26 课堂作业 士兵和敌人类 属性：姓名、血量、枪 方法：安装子弹、安装弹夹、拿枪、开枪。 子弹类 属性：杀伤力 方法：伤害敌人（让敌人掉血）
弹夹类 属性：容量（子弹存储的最大值）、当前保存的子弹 方法：保存子弹（安装子弹）、弹出子弹（开枪的时候） 枪类 属性：弹夹（默认没有弹夹，需要安装） 方法：连接弹夹、射子弹

27 课堂作业 2、设计一个Circle（圆）类，包括圆心位置、半径、颜色等属性。编写构造方法和其他方法，计算周长和面积，请编写程序验证类的功能。
3、设计一个课程类，包括课程编号、课程名称、任课教师、上课地点等属性，增加构造方法和显示课程信息的方法。

28 8.2 使用继承创建子类 8.2.1 继承 【任务描述】本任务实现继承银行员工类，根据职位创建柜员和经理类两个子类，并给不同的子类添加对应的属性和方法。

29 8.2 使用继承创建子类 8.2.1 继承 继承与抽象（先抽象再继承） 抽象即抽取类似或者说比较像的部分。 抽象分成两个层次：
抽象分成两个层次：  1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；  2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。 抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度） 继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是 先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

30 8.2 使用继承创建子类 8.2.1 继承 抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类。

31 8.2 使用继承创建子类 1、继承 继承可以解决编程中的代码冗余问题，是实现代码重用的重要手段。继承的思想体现了软件的可重用性。
继承：新类可以在不增加代码的条件下，通过从已有的类中继承其属性和方法来充实自身，这种现象或行为称为继承。 【语法】 Class 子类名（父类类名） 定义子类的变量和方法

32 8.2 使用继承创建子类 【样例6】定义宠物类Pet和继承自Pet类的子类Cat类，使用Cat类创建实例对象并调用它的实例方法。Pet类定义如下： Pet包含一个实例变量：宠物主人owner。 Pet包含一个实例方法，输出宠物主人的名字。 class Pet(): def __init__(self,owner="李明"): self.owner=owner def show_pet_owner(self): print('这个宠物的主人是%s'%(self.owner)) class Cat(Pet): pass cat_1=Cat() cat_1.show_pet_owner() cat_2=Cat("赵敏") cat_2.show_pet_owner()

33 8.2 使用继承创建子类 【课堂练习】在样例4的基础上，根据职位创建银行员工类的两个子类——柜员类和经理类。

34 8.2 使用继承创建子类 子类中如何调用父类的构造方法？ 实现方式是使用super()显式调用父类的构造方法。
class BankEmployee(): def __init__(self,name,emp_num,salary): self.name=name self.emp_num=emp_num self.salary=salary def check_in(self): print('工号%s,%s打卡签到'%(self.emp_num,self.name)) def get_salary(self): print('领到这个月的工资了,%d元'%(self.salary)) class BankTeller(BankEmployee): def __init__(self,name,emp_num,salary): super().__init__(name,emp_num,salary) class BankManager(BankEmployee): pass bank_teller=BankTeller("邵兵","a008",10000) bank_teller.check_in() bank_teller.get_salary()

35 8.2 使用继承创建子类 2、子类的变量和方法 子类除了能够继承父类的变量和方法，作为父类的扩展，子类还可以定义属于自己的变量和方法。

36 8.2 使用继承创建子类 【样例7】银行给经理配备了指定品牌的公务车，经理可以在需要的时候使用。本例给BankManager类添加对应的变量和方法。 class BankEmployee(): def __init__(self,name,emp_num,salary): self.name=name self.emp_num=emp_num self.salary=salary def check_in(self): print('工号%s,%s打卡签到'%(self.emp_num,self.name)) def get_salary(self): print('领到这个月的工资了,%d元'%(self.salary)) class BankManager(BankEmployee): def __init__(self,name="",emp_num="",salary=0): super().__init__(name,emp_num,salary) self.offical_car_brand="" def use_offical_car(self): print("使用%s牌的公务车出行"%(self.offical_car_brand)) bank_manager=BankManager("李光","a008",10000) bank_manager.offical_car_brand="宝马" bank_manager.use_offical_car()

37 8.2 使用继承创建子类 3、封装 封装是一个隐藏属性、方法与方法实现细节的过程。在面向对象编程中，希望类中的变量或方法只能在当前类中调用。这样的需求可以采用将变量或方法设置成私有的方式实现。 【语法】 私有变量.__变量名 私有方法：__ 方法名（) 在变量名或方法名前加2个下划线。

38 8.2 使用继承创建子类 class BankEmployee(): def __init__(self,name="",emp_num="",salary=0): self.__name=name self.__emp_num=emp_num self.salary=salary def check_in(self): print('工号%s,%s打卡签到'%(self.emp_num,self.name)) def get_salary(self): print('领到这个月的工资了,%d元'%(self.salary)) def set_name(self,name): def get_name(self): return self.__name def set_emp_num(self,emp_num): if emp_num.startswith("a"): def get_emp_num(self): return self.__emp_num class BankTeller(BankEmployee): super().__init__(name,emp_num,salary) bank_teller=BankTeller("邵兵","a9607",6000) bank_teller.set_name("邵冰") bank_teller.set_emp_num("b9666") print("员工的姓名修改为%s"%(bank_teller.get_name())) print("员工的工号修改为%s"%(bank_teller.get_emp_num())) 【样例8】将银行员工类的员工工号和员工姓名两个变量改为私有，并为其添加访问/修改方法。要求员工的工号必须以字母a开头。

39 8.2 使用继承创建子类 4、多继承 继承能够解决代码重用的问题。但有些情况只继承一个父类仍无法解决所有的应用场景。例如：一个银行总经理同时还兼任公司董事，此时总经理就具备了经理和董事两个岗位职责。Python语言用多继承来解决这种问题。 前面所学的一个类只有一个父类的情况称为单继承。 【语法】 Class 子类类名（父类1，父类2） 定义子类的变量和方法

40 8.2 使用继承创建子类 【样例9】在银行中经理可以管理员工的薪资，董事可以在董事会上投票来决定公司的发展策略，总经理是经理的同时也是公司的董事。使用多继承来实现这3个类。 class BankManager(): def __init__(self): print("BankManage init") def manage_salary(self): print("管理员工薪资") class BankDirector(): def vote(self): print("董事会投票") print("BankDirector") class GeneralManager(BankManager,BankDirector): pass gm=GeneralManager() gm.manage_salary() gm.vote() 注意： 如果子类继承了多个父类且没有自己的构造 方法，则子类会按照继承列表中父类的顺序， 找到第一个定义了构造方法的父类，并继承 它的构造方法。

41 课堂作业 1、设计一个表示学生的(student)类，该类的属性有姓名（name）、年龄（age）、成绩（scores）（成绩包含语文、数学和英语三科成绩，每科成绩的类型为整数），另外有3个方法。 获取学生姓名的方法：get_name()，返回类型为string。 获取学生年龄的方法：get_age()方法，返回类型为int。 返回3门科目中最高的分数：get_course()，返回类型为int。 2、设计一个表示动物（Animal）的类，该类包括颜色（color）属性和叫（call）方法。再设计一个表示鱼（Fish）的类，包括尾巴（tail）和颜色（color）两个属性，及叫(call)方法。 提示：让Fish类继承自Animal类，重写__init__()和call()方法。

42 8.2 使用继承创建子类 8.2.2 多态 1、多态介绍 多态在编程术语中，是指一个变量可以引用不同类型的对象，并且能自动调用被引用对象的方法，根据不同的对象类型，响应不同的操作。 继承和方法重写是实现多态的技术基础。

43 8.2 使用继承创建子类 8.2.2 多态 2、方法重写 方法重写是当子类从父类中继承的方法不能满足子类的需求时，在子类中对父类的同名方法进行重写（覆盖），以符合需求。

44 8.2 使用继承创建子类 【样例10】在代码中定义狗类Dog，它有一个方法work()，代表其工作，狗的工作内容是“正在受训”；创建一个继承狗类的军犬类ArmyDog，军犬的工作内容是“追击军人”。 class Dog(): def work(self): print("正在受训") class ArmyDog(): print("追击敌人") dog=Dog() dog.work() army_dog=ArmyDog() army_dog.work()

45 8.2 使用继承创建子类 8.2.2 多态 3、实现多态 【样例11】在样例10的基础上，添加3个新类。
未受训的狗类UntrainedDog类，继承Dog类，不重写父类的方法。 缉毒犬类DrugDog，继承Dog类，重写work()方法，工作内容是“搜寻毒品”。 人类Person，有一个方法work_with_dog()，根据与其合作的狗的种类不同，完成不同的工作。

46 8.2 使用继承创建子类 class Dog(): def work(self): print("正在受训")
class UntrainedDog(Dog): pass class DrugDog(Dog): print("搜寻毒品") class ArmyDog(): print("追击敌人") class Person(): def work_with_dog(self,dog): dog.work() p=Person() p.work_with_dog(UntrainedDog()) p.work_with_dog(ArmyDog()) p.work_with_dog(DrugDog())

47 8.2 使用继承创建子类 多态的特点总结： 可替换性：多态对已存在的代码具有可替换性。
可扩充性：多态对代码具有可扩充性。新增子类更容易获得更多功能。 接囗性：多态是父类向子类提供的一个共同接囗，由子类来具体实现。 灵活性：多态在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。 简化性：多态简化了应用软件的代码编写和修改过程，尤其是在处理大量对象的运算和操作时，这个特点更为突出。

48 类方法可以通过对象名调用类方法，也可以通过类名调用类方法。
8.2 使用继承创建子类 8.2.3 类方法和静态方法 在python中，类方法和静态方法都属于类的方法。 1、类方法 【语法格式】 Class 类名： @classmethod def 类方法名(cls) 方法体 类方法的类，通过cls访问类的属性 类方法可以通过对象名调用类方法，也可以通过类名调用类方法。

49 8.2 使用继承创建子类 【样例12】类方法举例。 class Test(object): number=0 @classmethod
def set_number(cls,new_number): cls.number=new_number Test.set_number(300) print(Test.number) test=Test() print(test.number)

50 静态方法可以通过对象名调用类方法，也可以通过类名调用类方法。
8.2 使用继承创建子类 2、静态方法 【语法格式】 Class 类名： @staticmethod def 静态方法名() 方法体 静态方法可以通过对象名调用类方法，也可以通过类名调用类方法。

51 8.2 使用继承创建子类 【样例13】 静态方法举例。 class Test(object): @staticmethod #静态方法
def print_test(): print('我是静态方法') Test.print_test() test=Test() test.print_test()

52 课堂作业 1、利用多态特性，编程创建一个手机类Phones，定义打电话方法call()。创建手机类的两个子类：苹果手机类IPhone和Android手机类APhone，并在各自类中重写方法call()。创建一个人类Person，定义使用手机打电话的方法use_phone_call()。

53 技能实训 1、王者荣耀是一款非常流行的即时战类游戏，里面有非常多的游戏角色可供选择。所有的角色都具有以下操作：普通攻击，技能攻击。
创建两个英雄角色： 关羽：普通攻击10，技能攻击是“单刀赴会” 吕布：普通攻击15，技能攻击是“贪狼之握”，使用时播放旁白“谁敢战我”。 创建一个控制类，能够操纵英雄角色使用普通攻击或技能攻击。使用继承和多态的方式实现，运行效果如下图所示：

54 技能实训 2、股票提醒系统：设置一个买卖点，达到目标价格就提醒卖出或买入。
提醒：用到第三方接囗Tushare，安装方法：pip install tushare

55 技能实训 1、为学校人事部门设计一个简单的人事管理程序，满足如下管理要求： 学校人员分为三类：教师、学生、职员
三类人员的共同属性是姓名、性别、年龄、部门。 教师的特别属性是职称、主讲课程。 学生的特别属性是专业、入学日期。 职员的特别属性是部门、工资。 程序可以统计学校总人数和各类人员的人数，并随着新人进入注册和离校人员注销而动态变化。、 2、为交管部门设计一个机动车辆管理系统，功能如下： 车辆类型（大客、大货、小客、小货、摩托）、生产日期、牌照号、办证日期 车主姓名、年龄、性别、住址、身份证号。

56 本章小结 本章小结 本章主要讲解了类的定义及类的继承。通过本章的学习，希望大家熟练掌握类的定义、创建对象的方法、继承和多继承、多态的定义方法，为后期复杂面向对象提供有力的支持。