python基础第二十二节

面向对象三大特性
面向对象编程（Object-Oriented Programming, 简称OOP）有三大特性, 分别是封装、继承和多态.这些特性是面向对象编程的基础, 它们使得程序的设计更加灵活、易于维护和扩展.

22.1 封装

封装是指将数据和操作数据的方法封装在一个单独的单元中, 对外部隐藏数据的具体实现细节, 只暴露必要的接口供外部访问.通过封装, 可以实现数据的隐藏和保护, 防止外部直接访问对象的内部数据, 同时还可以控制对数据的修改和操作, 确保数据的有效性和安全性.
封装的优势：

提高代码的安全性和可靠性, 外部无法直接修改对象的内部数据, 只能通过定义的接口进行访问和操作.使得对象的数据对外部是不可见的, 提高了数据的安全性和私密性.
封装可以将一组数据和操作封装成一个对象, 使得代码更加模块化和可复用.其他部分的代码可以通过调用对象的接口来使用其功能, 无需关心内部的具体实现.
封装可以降低代码之间的耦合性.对象之间通过接口进行通信, 而不是直接访问和修改其内部状态, 这使得代码更加灵活和易于维护.
封装的实现
在 Python 中, 封装通过类来实现.将数据和操作封装在一个类中.类定义了对象的属性和方法, 属性表示对象的状态, 方法表示对象的行为.
在 Python 中, 封装并不是强制性的, 所有的属性和方法默认都是公开的, 外部可以直接访问和修改.但是, 可以通过命名约定来约束对属性和方法的访问.通常, 以下命名约定用于指示属性和方法的访问控制：
公有属性和方法: 默认情况下, 类中的属性和方法都是公有的, 它们的名字前都没有下划线, 这类型的属性和方法在类的外部, 内部, 子类中, 都是可以正常访问的.
私有属性和方法: 以双下划线开头的属性和方法表示为私有的, 外部不能直接访问.如果外部需要访问或修改这些属性, 应该通过公开的接口方法来实现.
受保护的属性和方法: 以单下划线开头的属性和方法表示为受保护的, 外部可以访问, 但是应该将其视为内部实现, 不建议直接访问.

22.2 继承

继承是面向对象编程中的一种重要特性, 它允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法, 并且可以在此基础上进行扩展和修改.通过继承, 子类可以复用父类的代码, 避免重复编写相同的功能, 同时可以在子类中添加新的属性和方法, 或者重写父类的方法, 从而实现代码的灵活和易于扩展.
优势

代码重用： 继承允许子类从父类继承属性和方法, 避免了重复编写相同的代码, 提高了代码的重用性.
代码组织和扩展： 继承可以使代码的组织结构更加清晰, 将通用的功能封装在父类中, 特定的功能在子类中实现, 便于代码的维护和扩展.
代码复杂性降低： 继承使得代码的层次结构更加清晰, 提高了代码的可读性和可维护性, 降低了代码的复杂性.
语法
在Python中, 继承使用class 子类名(父类名)的语法来实现, 子类拥有父类的所有属性和方法.子类可以直接使用父类的方法, 也可以在子类中添加新的方法或者重写父类的方法.
多继承
在Python中, 一个子类可以继承多个父类, 这种继承方式称为多继承.多继承允许子类同时拥有多个父类的属性和方法.
属性,方法重写
子类可以重写父类的方法, 即在子类中重新实现与父类同名的方法.这样做可以根据子类的需要修改或扩展方法的行为.
调用父类的成员
super： super() 用于调用父类的成员, 它可以在子类中调用父类的成员.

22.3 多态

多态: 就是多种状态, 即做某一个行为(同样的行为)的时候, 使用不同的对象会得到不同的状态.
在面向对象编程中, 多态是一种重要的概念, 它允许不同的对象对相同的方法做出不同的响应.简而言之, 多态性使得可以使用统一的接口来调用不同类的对象, 而无需关心对象的具体类型, 从而实现更灵活和可扩展的代码设计.
在Python中, 多态性是由动态类型和动态绑定实现的.具体来说, Python是一种动态类型语言, 这意味着变量的类型在运行时根据赋值而确定, 而不是在编译时确定.因此, 同一个方法名可以在不同的类中实现, 并且可以根据对象的类型调用不同类的方法
抽象基类（Abstract Base Classes, 简称ABC）是Python中的一个重要概念, 它允许我们定义抽象类和抽象方法, 从而可以规范子类的行为.抽象基类并不能被实例化, 只能用于继承.子类必须实现抽象基类中定义的所有抽象方法.
Python中的抽象基类通过abc模块提供, 使用抽象基类可以达到以下几个目的：

规范子类行为： 抽象基类允许我们定义一组接口或方法, 子类必须实现这些方法, 从而规范了子类的行为.
约束方法命名： 通过抽象基类可以强制子类必须实现指定的方法, 这样可以避免方法名拼写错误或者忘记实现方法的问题.
多态性支持： 抽象基类实现了多态性, 可以在使用抽象基类的地方接受多种不同的子类对象, 从而实现更灵活的代码设计.
文档化接口： 抽象基类可以帮助文档化接口, 让开发者了解哪些方法必须实现, 哪些是可选的.