Python程序设计教程-第9章-面向对象编程课件.ppt

1、第9章 面向对象编程9.1.1 Python的类 Python类具有下列主要特点：类定义了新的命名空间，类中的变量和函数的作用域就是类的命名空间。类是对象的模板，对象是类的实例。一个类可以有多个实例对象，每个实例对象拥有自己的命名空间。类支持继承，通过继承对类进行扩展。支持运算符重载。通过内置的特定方法，可以使类的对象支持内置类型的各种运算。在Python 3.x中，类是一种数据类型，是内置的type类的实例对象。9.1.2 Python中的对象 在Python中一切都是对象，包括前面讲过的整数对象、小数对象、字符串对象、函数对象、模块对象等。在Python的对象模型中，有两种对象：类对象和实

2、例对象。类对象是在执行class语句时创建的，而实例对象是在调用类的时候创建的。每调用一次类，便创建一个实例对象。类对象只有一个，而实例对象可以有多个。类对象和每个实例对象都分别拥有自己的命名空间，在各自的命名空间内存储属于自己的数据。类对象 类对象具有以下主要特点：Python执行class语句时创建一个类对象和一个变量即类名称，变量引用类对象。与def类似，class也是可执行语句。导入类模块时，class语句被执行，创建类对象。类中的赋值语句创建的变量是类的数据属性。与模块类似，类中的顶层赋值语句创建的变量才属于类对象。类的数据用“对象名.属性名“格式来访问。类中的def语句定义的函数是

3、类的方法，用“对象名.方法名()“格式类访问。类的数据和方法由所有的实例对象共享。实例对象 实例对象的特点如下：实例对象通过调用类对象来创建，就像调用函数一样来调用类对象。每个实例对象继承类对象的属性，获得自己的命名空间。实例对象拥有“私有“属性。类的方法函数的第一个参数默认为self，表示引用方法的对象实例。在方法中对self的属性赋值才会创建属于实例对象的属性。9.2 定义和使用类 9.2.1 9.2.1 定义类定义类 类定义的基本格式如下：class 类名:赋值语句 赋值语句 def语句定义函数 def语句定义函数 9.2.2 9.2.2 使用类使用类 class语句执行后，类对象即被创

4、建，进一步可以使用类对象来访问类的属性、创建实例对象。9.3 类、对象的属性和方法 在C+和Java语言中，对属性和方法的公有和私有都是通过访问修饰符来区分的，例如公有属性和私有属性分别使用访问修饰符public和private。但在Python中，由于没有这些访问修饰符，所以Python中属性和方法的公有和私有是通过标识符的约定来区分的。9.3.1 9.3.1 属性属性 1根据所属的对象分为类属性和对象属性 在类内，且在方法外定义的，无特别声明的变量称为类属性，或者称为静态属性，相当于Java语言中用static关键字声明的变量。类属性既可以通过类名来访问，又可以通过对象名来访问。对象属性要

5、放在方法中声明，且有对象名（通常为self）.前缀时，只能通过对象名访问。2.根据访问的权限分为公有属性和私有属性 在C+和Java语言中，公有属性和私有属性分别使用访问修饰符public和private声明，而在Python中是通过标识符的约定来区分的。如果属性的标识符名称以两个下划线开头，则说明是私有属性，否则是公有属性。公有属性和前面例子中的访问一样，而私有属性则通过如下语法才能够访问：类（对象）名._类名_私有属性名 其中，类名前是一个下划线，类名后是两个下划线。下面通过一个例子来理解私有属性和公有属性。9.3.2 9.3.2 方法方法 方法也可以分为公有方法和私有方法、类方法和对象方

6、法。此外，还有静态方法。对象的方法：公有方法和私有方法 定义公有方法无需特别声明，而定义私有方法时，方法名要以两个下划线开头。调用时，无论是公有方法还是私有方法，都可以通过类或者对象的方式调用。但是如果通过类的方式调用，则必须要传入一个对象；而调用私有方法必须通过以下方法调用：类（对象）名._类名_私有方法名()可以看到，这和访问私有属性非常相似，只是把私有属性名改成私有方法名。下面通过一个例子来理解公有方法和私有方法。类方法和静态方法 定义类方法时可以通过classmethod指令的方式定义或者通过使用内建函数classmethod的方式将一个普通的方法转为类方法。类似的，定义静态方法时可以

7、通过staticmethod指令的方式定义或者通过内建函数staticmethod的方式将一个普通的方法转为静态方法。调用时，无论是类方法还是静态方法，都可以通过类或者对象的方式调用。9.4 类的组合 一个类被定义后，目的就是要把它当成一个模块来使用，并把它嵌入到我们的代码中。有两种方式可以利用这些已定义好的类，其中一种就是这里介绍的组合，这种方式就是让不同的类混合并入其它的类，形成更加复杂、更符合需求的类，从而增加功能和提高代码重用性。9.5 继承与派生 9.5.1 9.5.1 派生类的定义派生类的定义 定义派生类的一般形式：class 派生类类名(基类类名):def _init_(self

8、,args):#构造方法 基类类名._init_(self,args)#调用基类的构造方法 新增属性的赋值 在派生类类名后的括号内指定所要继承的基类类名，由于定义一个类通常都会包含_init_构造方法，所以在派生类中首先也会定义该方法，在该方法中先调用基类的构造方法，并传以必要的参数，用于初始化基类的属性。然后会通过赋值语句初始化派生类中新增加的属性。9.5.2 super9.5.2 super和方法重载和方法重载 使用super内建函数来调用基类中的方法，如果基类的名称改变或者派生类改为继承其它的类时，只需要修改派生类继承基类的名称即可。这样既可以将代码的维护量降到最低，又可以提高程序开发的

9、周期。因此，定义派生类更一般的形式为：class 派生类类名(基类类名):def _init_(self,args):#构造方法 super(派生类类名,self)._init_(args)#调用基类的构造方法 新增属性的赋值 9.5.3 9.5.3 多重继承多重继承 多重继承指子类可以同时继承多个超类。如果超类中存在同名的属性或方法，Python按照一定的方法解析顺序MRO（Method Resolution Order）在超类中搜索方法。此时的方法解析顺序采用广度优先搜索算法，从左到右进行搜索。9.6 运算符重载和模块中的类 9.6.1 9.6.1 运算符重载运算符重载 运算符重载是通过实

10、现特定的方法使类的实例对象支持Python的各种内置操作。重载运算符就是在类中定义相应的方法，当使用实例对象执行相关运算时，则调用对应方法。9.6.2 9.6.2 模块中的类模块中的类 Python可以将模块中的类导入到当前模块使用。导入的类是模块对象的一个属性，就像模块中的函数一样，可以像调用模块函数一样来调用类对象。9.7 异常处理 异常是程序在运行过程中，在特定条件下引发的错误。例如：打开不存在的文件、序列索引越界、不兼容类型之间执行运算等，都会产生异常。异常并非语法错误或程序逻辑错误。Python在运行程序时，首先会扫描程序检查语法错误。程序逻辑错误属于设计问题，非程序本身问题。异常可

11、以在程序运行过程中进行捕捉、处理，从而避免程序意外崩溃。对程序执行异常处理，是一种良好的编程习惯。9.7.1 Python异常处理机制 在Python中，异常处理常用于处理下列情况：错误处理：这是异常处理的典型应用，在程序中捕捉可能发生的错误，提供处理措施，例如直接忽略、打印错误、写异常日志等。Python使用try语句捕捉和处理异常，发生错误时，执行try语句中的异常处理代码，然后正常执行try语句后面的代码。终极行为：在try语句中使用finally定义终极行为，不管程序中是否发生异常，finally部分的代码都会执行。例如，在读写文件时，用finally定义文件关闭操作。利用异常处理实现

12、非常规的流程控制。在代码中根据需要使用raise语句，主动抛出内置异常或者是自定义的异常，实现程序的流程跳转。Python内置的常见异常类型如下：AttributeError：访问对象属性时引发的异常，如属性不存在或不支持赋值等。EOFError:使用input()函数读文件时，遇到文件结束标志EOF时发生的异常。文件对象的read()和readline()方法遇到EOF时返回空字符串，不会引发异常。ImportError:导入模块出错引发的异常。IndexError：使用序列对象的下标超出范围时引发的异常。StopIteration：迭代器没有进一步可迭代元素时引发的异常。Indentati

13、onError：使用了不正确的缩进时引发的异常。TabError：使用Tab键和空格缩进时不一致引发的异常。TypeError：在运算或函数调用中，使用了不兼容的类型时引发的异常。ZeroDivisionError：除数为0时引发的异常。9.7.2 主动引发异常 并非只有在程序运行出错时才会引发异常，Python允许在代码中使用raise语句主动引发异常。raise语句基本格式如下：raise 异常类名#创建异常类的实例对象，并引发异常 raise 异常类实例对象#引发异常类实例对象对应的异常 raise#重新引发刚刚发生的异常 Python执行raise语句时，会引发异常并传递异常类的实例对

14、象。9.7.3 自定义异常类 当Python的内建异常类型不能满足我们的需要时，我们可以自定义异常的类型。自定义异常是一个类，它必须继承Exception或者BaseException类，按照命名规范，自定义异常通常以Error结尾，以显式地告诉程序员出现异常的类型，自定义异常只能通过raise语句手动抛出。9.8 实例:用户注册信息 本节综合应用本章所学内容，创建一个用户注册信息管理系统。系统使用磁盘文件保存注册用户数据，可以读出文件中的数据进行查看、修改、删除和添加用户信息。同时，添加异常处理。在遇到异常时，打印提示信息，并将异常信息写入日志文件。9.8.1 功能预览 用户注册信息管理系统

15、包括主界面菜单、显示全部已注册用户、查看/修改/删除用户信息、添加新用户、保存用户数据、退出系统等主要功能。9.8 实例:用户注册信息 9.8.2 9.8.2 功能实现功能实现 系统功能实现的基本思路如下：系统运行时，使用一个列表对象来保存注册用户数据。用户查找、修改、删除和添加等操作都针对该列表进行。列表中每个元素为类的实例对象，对象的属性存储注册用户的用户名和登录密码，对象的方法提供修改属性值功能。注册用户数据存放在文件中，系统启动时将文件中保存的用户数据列表对象载入到程序中。通过系统菜单选择是否将当前用户数据写入文件保存。系统主界面循环显示，每执行完一个菜单操作后，都重新显示主界面，直到选择退出系统。设计时，各个菜单操作分别定义为一个函数。这样，主界面实现代码的结构非常清晰。系统发生异常时，除了将异常信息显示给用户外，还将异常信息写入文件chapter9_do_log.txt。