Python面向对象

类与面向对象编程

面向对象编程——Object Oriented Programming，简称OOP，是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合，而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。

在Python中，所有数据类型都可以视为对象，当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类（Class）的概念。

面向对象思想的优点

1. 可重用性
   编写可重用模块，比如类
2. 可扩展性
   要求应用软件能够很方便、很容易的进行扩充和修改
3. 可管理性
   采用封装了数据和操作的类作为构建系统的部件，使项目组织更加方便合理

抽象数据类型与类

抽象数据类型概念十分简单，抽象数据类型是由一个由对象及对象上操作组成的集合，对象和操作被捆绑成一个整体，可以从程序的一部分传递到另一部分。这个过程中不仅可以使用对象的数据属性，还可以使用对象上的操作。

类的基本思想是数据抽象和封装，数据抽象是一种依赖于接口和实现的分离编程技术。类的接口包含用户所能执行的操作，类的实现则包括类的数据成员、负责接口实现的函数以及定义类的各种私有函数。封装实现了类接口和实现的分离，封装后的类隐藏了实现细节，类用户只能访问接口而无法访问实现部分————-《c++ Primer》

继承

在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）

Exp1

class IntSet:
    """实现一个整数集合"""
    
    def __init__(self):
        """创建一个空的整数集合"""
        self.__vals = []
    
    def insert(self, e): 
        if e not in self.__vals:
            self.__vals.append(e)
    
    def member(self, e):
        return e in self.__vals
    
    def remove(self, e):
        try:
            self.__vals.remove(e)
        except:
            raise ValueError(str(e) + 'not found')
    
    def getMembers(self):
        return self.__vals[:]
    
    def __str__(self):
        self.__vals.sort()
        result = ''
        for e in self.__vals:
            result = result + str(e) + ','
        return '{'+ result[:-1] + '}'

Exp2

import  datetime

class Person:
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        try:
            lastBlank = name.rindex(' ')
            self.lastName = name[lastBlank+1:]
        except:
            self.lastName = name
        self.birthday = None
    
    def getName(self):
        return self.name
    
    def getLastName(self):
        return self.lastName
    
    def setBirthday(self, birthdate):
        self.birthday = birthdate
        
    def getAge(self):
        if self.birthday == None:
            raise ValueError('not set birthday')
        return datetime.date.today().year-self.birthday.year
    
    def __lt__(self, other):
        if self.lastName == other.lastName:
            return self.name < other.name
        return self.lastName < other.lastName
    
    def __str__(self):
        return self.name

Exp3

class Student(Person):
    
    nextIdNum = 0
    
    def __init__(self, name):
        Person.__init__(self, name)
        self.idNum = Student.nextIdNum
        Student.nextIdNum += 1

    def getIdNum(self):
        return self.idNum

    def __lt__(self,other):
        return self.idNum < other.idNum

class Grades:
    
    def __init__(self):
        self.students = []
        self.grades = {}
        self.isSorted = True
        
    def addStudent(self, student):
        if student in self.students:
            raise ValueError('Duplicate student')
        self.students.append(student)
        self.grades[student.getIdNum()] = []
        self.isSorted = False
    
    def addGrade(self, student, grade):
        try:
            self.grades[student.getIdNum()].append(grade)
        except:
            raise ValueError('Student not in mapping')
            
    def getGrades(self,student):
        try:
            return self.grades[student.getIdNum()][:]
        except:
            raise ValueError('Student not in mapping')
    
    def getStudents(self):
        if not self.isSorted:
            self.students.sort()
            self.isSorted = True
        return self.students[:]
    
    def gradeReport(self):
        report = ''
        for s in self.getStudents():
            tot = 0.0
            numGrades = 0
            for g in self.getGrades(s):
                tot += g
                numGrades +=1
            try:
                average = tot/numGrades
                report = report + '\n' + str(s) + '\'s mean grade is '+ str(average)
            except ZeroDivisionError:
                report = report + '\n' + str(s) + 'has no grade '
        return report