Объектно-ориентированное программирование

  • Есть разные стили (парадигмы) организации кода. До сих пор мы использовали структруное программирование. Далее мы рассмотрим объекнтно-ориентированное.
  • Создайте файл student.py и наберите в нем: 
    	
name = input("Name: ")
house = input("House: ")
print(f"{name} from {house}")
    Эта программа следует структруному стилю программировония. В структурном подходе мы разбиваем задачу на подзадачи, создаем для них фукции и выражаем решение через вызов функций.
  • Мы можем создать вспомогательные функции. 
    	
def main():
    name = get_name()
    house = get_house()
    print(f"{name} from {house}")

def get_name():
    return input("Name: ")
    
def get_house():
    return input("House: ")

if __name__ == "__main__":
    main()
    get_name и get_house нужны, чтобы абстраигроваться от решения подзадач в main функции.
  • Мы можем далее упростить программу, используя tuple (кортеж). tuple - последовательность значений. В отилчие от list (список), tuple не может быть изменён. 
    	
def main():
    name, house = get_student()
    print(f"{name} from {house}")

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return name, house

if __name__ == "__main__":
    main()
  • Реализуем программу, используя словарь (dict). 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        self.name = name
        self.house = house

def main():
    student = get_student()
    print(f"{student.name} from {student.house}")

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return Student(name, house)

if __name__ == "__main__":
    main()
    В словаре мы можем указывать на элемент ключом.

    • Классы

  • Класс - способ создать свой тип данных и дать ему имя. Этот инструмент используется в объектно-ориентированном программировании.
  • Изменим наш код. Создадим класс Student. 
    	
class Student: # Создаем класс
    ...

def main():
    student = get_student()
    print(f"{student.name} from {student.house}")

def get_student():
    student = Student() # создаем объект
    student.name = input("Name: ") 	# задаем свойство
    student.house = input("House: ")
    return student

if __name__ == "__main__":
    main()
    Для создания класса, используем ключевое слово class. Конструкор класса Student() создает объект класса. Чтобы получить значение свойства объекта класса, используем точку после имени объекта, например, student.name.
  • Класс - это шаблон для создания экземпляров (объектов).
  • Мы можем создавать функции в классе их принято назваыть методы. Специальная функция класса ининциализирующая его свойства называется конструктор. Посмотрим как можно задать конструктор класса. 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        self.name = name
        self.house = house

def main():
    student = get_student()
    print(f"{student.name} from {student.house}")

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return Student(name, house)

if __name__ == "__main__":
    main()
    self используется для ссылки на объект.
  • Смотри документацию на классы.

raise

  • Используем функцию raise, чтобы создать исключение, если пользователь ошибся. 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        if not name:
            raise ValueError("Missing name")
        if house not in ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"]: 
            raise ValueError("Invalid house") 
        self.name = name
        self.house = house

def main():
    student = get_student()
    print(f"{student.name} from {student.house}")

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return Student(name, house)

if __name__ == "__main__":
    main()
    Код создаёт объект класса ValueError c текстом.
  • Если мы зададим для нашего класса функцию __str__, то функция print сможет печатать его объекты. 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        if not name:
            raise ValueError("Missing name")
        if house not in ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"]: 
            raise ValueError("Invalid house") 
        self.name = name
        self.house = house
    def __str__(self):
        return f"{self.name} from {self.house}"

def main():
    student = get_student()
    print(student)

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return Student(name, house)

if __name__ == "__main__":
    main()

Декораторы

  • Декораторы функций начинаются с @ 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        if not name:
            raise ValueError("Missing name")
        if house not in ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"]: 
            raise ValueError("Invalid house") 
        self.name = name
        self.house = house
    def __str__(self):
        return f"{self.name} from {self.house}"

    @property
    def house(self):
        return self._house

    @house.setter
    def house(self, house):
        if house not in ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"]: 
            raise ValueError("Invalid house") 
        self._house = house

def main():
    student = get_student()
    student.house="Slytherin"

    print(student)

def get_student():
    name = input("Name: ")
    house = input("House: ")
    return Student(name, house)

if __name__ == "__main__":
    main()

Методы класса

  • Можно задать функцию класса а не объекта.
  • Создадим файл hat.py не использующий метода класса. 
    	
import random
class Hat:
    def __init__(self):
        self.houses = ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"] 

    def sort(self, name):
        print(name, "is in", random.choice(self.houses))

hat = Hat()
hat.sort("Harry")
  • Мы можем использовать функцию sort не создавая объекта класса. Изменим наш код: 
    	
import random
class Hat: 
    houses = ["Gryffindor", "Hufflepuff", "Ravenclaw", "Slytherin"] 

    @classmethod
    def sort(cls, name):
        print(name, "is in", random.choice(cls.houses))

Hat.sort("Harry")
  • Изменим файл student.py, добавив @classmethod 
    	
class Student:
    def __init__(self, name, house):
        self.name = name
        self.house = house

    def __str__(self):
        return f"{self.name} from {self.house}"

    @classmethod
    def get(cls):
        name = input("Name: ")
        house = input("House: ")
        return cls(name, house)

def main():
    student = Student.get()
    print(student)


if __name__ == "__main__":
    main()

Наследование

  • Можно создать класс, которые наследует свойства и методы другого.
  • Создайте файл wizar.py. С кодом: 
    	
class Wizard:
    def __init__(self, name):
        if not name:
            raise ValueError("Missing name")
        self.name = name

class Student(Wizard):
    def __init__(self, name, house):
        super().__init__(name)
        self.house = house

class Professor(Wizard):
    def __init__(self, name , subject):
        super().__init__(name)
        self.subject = subject

wizard = Wizard("Albus")
student = Student("Harry", "Gryffindor")
professor = Professor("Severus", "Defense Against the Dark Arits")

print(student.name)

Перегрузка операторов

  • Некоторые операторы, такие как +, -, могут быть перегружены.
  • Создайте файл vault.py. Наберите в нем: 
    	
class Vault:
    def __init__(self, galleons=0, sickles=0, knuts=0):
        self.galleons = galleons
        self.sickles = sickles
        self.knuts = knuts
    def __str__(self):
        return f"{self.galleons} Galleons, {self.sickles} Sickles, {self.knuts} Rnuts"

    def __add__(self, other):
        galleons = self.galleons + other.galleons
        sickles = self.sickles + other.sickles
        knuts = self.knuts + other.knuts
        return Vault(galleons, sickles, knuts)


potter = Vault(100, 50, 25)
print(potter)

weasley = Vault(25, 50, 100)
print(weasley)

total= potter + weasley
print(total)