Объектно ориентированное программирование на Python

Классы и объекты:

В Python все является объектом, а объекты — экземплярами классов. Классы определяют схему создания объектов с их атрибутами (переменными) и методами (функциями). Начнем с создания простого класса с именем Person:

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        print(f"Hello, my name is {self.name} and I'm {self.age} years old.")

Объяснение:

Класс Person имеет метод init , который служит конструктором и вызывается при создании нового объекта класса.

Параметр self относится к экземпляру создаваемого объекта и позволяет нам получить доступ к его атрибутам.

Метод приветствия — это простая функция, которая печатает приветственное сообщение, используя атрибуты объекта.

Создание объектов:

Как только класс определен, мы можем создавать объекты (экземпляры) этого класса. Давайте создадим два объекта Person и вызовем метод приветствия:

person1 = Person("Alice", 25)
person2 = Person("Bob", 30)

person1.greet()
person2.greet()

Вывод:

Hello, my name is Alice and I'm 25 years old.
Hello, my name is Bob and I'm 30 years old.

Объяснение:

Мы создаем два объекта Person, person1 и person2, вызывая класс, как если бы это была функция с нужными аргументами.

Затем мы можем вызвать метод приветствия для каждого объекта, который напечатает соответствующее приветственное сообщение.

Атрибуты и методы класса:

В дополнение к атрибутам и методам экземпляра классы могут иметь атрибуты и методы, общие для всех экземпляров класса. Они называются атрибутами и методами класса. Давайте добавим атрибут класса в наш класс Person:

class Person:
    count = 0  # Class attribute

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        Person.count += 1

    def greet(self):
        print(f"Hello, my name is {self.name} and I'm {self.age} years old.")

print(Person.count)  # Output: 0
person1 = Person("Alice", 25)
print(Person.count)  # Output: 1
person2 = Person("Bob", 30)
print(Person.count)  # Output: 2

Объяснение:

Мы добавили атрибут класса count, чтобы отслеживать количество созданных объектов Person.

Метод init увеличивает атрибут count всякий раз, когда создается новый объект.

Получив доступ к Person.count, мы можем увидеть значение счетчика до и после создания объектов.

Наследование:

Одной из ключевых особенностей объектно-ориентированного программирования является наследование, которое позволяет классу наследовать атрибуты и методы другого класса.

Продемонстрируем наследование на примере:

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, grade):
        super().__init__(name, age)
        self.grade = grade

    def study(self):
        print(f"{self.name} is studying hard for grade {self.grade}.")

Объяснение:

Класс Student определяется как подкласс класса Person путем указания его в круглых скобках после имени класса.

super(). Строка init (name, age) вызывает метод init родительского класса для инициализации унаследованных атрибутов.

Метод изучения специфичен для класса Student и печатает сообщение об исследовании, используя имя и класс ученика.

Создание и использование подкласса:

Теперь давайте создадим объект Student и вызовем как унаследованные, так и специфичные для подкласса методы:

student1 = Student("Emma", 18, 12)

student1.greet()
student1.study()

</code></pre>
<strong>Output:</strong>
<pre><code class="language-javascript">Hello, my name is Emma and I'm 18 years old.
Emma is studying hard for grade 12.

Объяснение:

Мы создаем объект Student, student1, и предоставляем необходимые аргументы для конструкторов классов Person и Student.

Мы можем вызвать унаследованный метод приветствия от класса Person и метод изучения подкласса.

Полиморфизм

Полиморфизм позволяет рассматривать объекты разных классов как объекты общего суперкласса. Он позволяет использовать единый интерфейс для представления различных типов объектов, делая код более гибким и расширяемым.

class Cat:
    def make_sound(self):
        return "Meow!"

class Cow:
    def make_sound(self):
        return "Moo!"

# Polymorphic function that works with both Cat and Cow objects
def animal_sound(animal):
    return animal.make_sound()

cat = Cat()
cow = Cow()
print(animal_sound(cat))  # Output: Meow!
print(animal_sound(cow))  # Output: Moo!

Инкапсуляция

Инкапсуляция — это принцип ограничения доступа к определенным компонентам класса, обычно достигаемый с помощью закрытых атрибутов или методов. Это предотвращает внешнее вмешательство и повышает безопасность и целостность данных.

class BankAccount:
    def __init__(self, account_number, balance):
        self.__account_number = account_number
        self.__balance = balance

    def deposit(self, amount):
        self.__balance += amount

    def withdraw(self, amount):
        if amount <= self.__balance:
            self.__balance -= amount
        else:
            print("Insufficient funds.")

    def get_balance(self):
        return self.__balance

# Accessing private attributes via methods
account = BankAccount("123456789", 1000)
account.deposit(500)
account.withdraw(200)
print(account.get_balance())  # Output: 1300

Заключение:

Объектно-ориентированное программирование — это фундаментальная концепция Python, обеспечивающая структурированный и эффективный подход к организации кода. Вы можете создавать повторно используемый код, используя классы и объекты, инкапсулировать данные и поведение и получать более модульные и удобные в сопровождении программы.

Это руководство для начинающих познакомило вас с основами объектно-ориентированного программирования в Python, включая классы, объекты, атрибуты экземпляров, методы, атрибуты классов и наследование.

Помните, что приведенные здесь примеры — лишь вершина айсберга. Объектно-ориентированное программирование предлагает гораздо больше продвинутых концепций и методов для изучения, таких как полиморфизм, инкапсуляция и абстракция. Итак, продолжайте практиковаться и глубже погружаться в мир ООП с Python!