Обʼєктно-орієнтоване програмування в Python
Якщо ми досі програмували у функціональному, декларативному чи імперативному стилі, перехід до обʼєктно-орієнтованого програмування (ООП) може видатися трохи незвичним.
Підхід ООП пропонує програмісту думати про задачу як про один або кілька objects, які взаємодіють між собою, зберігають стан і діють над даними.
Обʼєкти можуть представляти реальні сутності (як-от машини чи коти) або абстрактніші поняття (як-от цілі числа, транспортні засоби чи ссавці).
Кожен обʼєкт стає окремим екземпляром у памʼяті компʼютера й представляє частину загальної моделі.
Класи
Classes - це визначення нових типів обʼєктів, з яких створюються нові instances обʼєктів.
Часто вони поєднують дані з кодом або функціями, які працюють із цими даними.
У цьому сенсі класи - це креслення або набори інструкцій, з яких можна створити й використовувати багато обʼєктів схожого типу.
Складна програма може мати багато класів, кожен з яких будує багато різних варіантів обʼєктів.
Процес побудови обʼєкта з класу називається instantiation (або створенням екземпляра класу).
Визначення класу в Python досить просте:
class MyClass:
# Class body goes here
Атрибути класу
Поля класу (інакше відомі як properties, attributes, data members або variables) можна додати до тіла класу:
class MyClass:
number = 5
string = "Hello!"
Екземпляр (обʼєкт) MyClass можна створити й привʼязати до імені, викликавши клас (так само, як викликається функція):
>>> new_object = MyClass()
# Class is instantiated and resulting object is bound to the "new_object" name.
# Note: the object address 'at 0x15adc55b0' will vary by computer.
>>> new_object
<__main__.MyClass at 0x15adc55b0>
Class attributes спільні для всіх обʼєктів (або екземплярів), створених із класу, і доступні через dot notation, тобто через крапку ., поставлену після імені обʼєкта й перед іменем атрибута:
>>> new_object = MyClass()
# Accessing the class attribute "number" via dot-notation.
>>> new_object.number
5
# Accessing the class attribute "string" via dot-notation.
>>> new_object.string
'Hello!'
# Instantiating an additional object and binding it to the "second_new_object" name.
>>> second_new_object = MyClass()
>>> second_new_object
# Note: the object address "at 0x15ad99970" will vary by computer.
<__main__.MyClass at 0x15ad99970>
# Second_new_object shares the same class attributes as new_object.
>>> new_object.number == second_new_object.number
True
Атрибути класу визначаються в тілі самого класу, перед будь-якими іншими методами.
Вони належать класу, що дозволяє спільно використовувати їх між екземплярами класу.
Оскільки ці атрибути спільні, до їхнього значення можна звертатися й змінювати його безпосередньо з класу.
Зміна значення атрибутів класу змінює значення для всіх обʼєктів, створених із цього класу:
>>> obj_one = MyClass()
>>> obj_two = MyClass()
# Accessing a class attribute from an object.
>>> obj_two.number
5
# Accessing the class attribute from the class itself.
>>> MyClass.number
5
# Modifying the value of the "number" class attribute.
>>> MyClass.number = 27
# Modifying the "number" class attribute changes the "number" attribute for all objects.
>>> obj_one.number
27
>>> obj_two.number
27
Мати купу обʼєктів із постійно синхронізованими даними не надто корисно.
На щастя, обʼєкти, створені з класу, можна налаштувати під себе за допомогою власних instance attributes (або властивостей, змінних чи полів екземпляра).
Як випливає з назви, атрибути екземпляра унікальні для кожного обʼєкта й можуть змінюватися незалежно.
Налаштування створення обʼєкта за допомогою __init__()
Спеціальний «дундер-метод» (скорочено від «метод із подвійним підкресленням») __init__() використовується, щоб налаштовувати екземпляри класу, і ним можна ініціалізувати атрибути чи властивості екземпляра обʼєктів.
Через свою роль в ініціалізації атрибутів екземпляра __init__() також називають class constructor або initializer.
__init__() приймає один обовʼязковий параметр під назвою self, який указує на щойно ініціалізований або створений обʼєкт.
Дані для атрибутів чи властивостей екземпляра потім можна передати як аргументи __init__() після параметра self.
Нижче MyClass має атрибути екземпляра під назвами location_x і location_y.
Як бачимо, ці два атрибути присвоєно першому та другому індексам аргументу location (кортежу), переданого в __init__().
Атрибути location_x і location_y для екземпляра класу тепер ініціалізуються під час створення екземпляра класу й обʼєкта:
class MyClass:
# These are class attributes, variables, or fields.
number = 5
string = "Hello!"
# This is the class "constructor", with a "location" parameter that is a tuple.
def __init__(self, location):
# This is an instance or object property, attribute, or variable.
# Note that we are unpacking the tuple argument into two separate instance variables.
self.location_x = location[0]
self.location_y = location[1]
# Create a new object "new_object_one", with object property (1, 2).
>>> new_object_one = MyClass((1, 2))
# Create a second new object "new_object_two" with object property (-8, -9).
>>> new_object_two = MyClass((-8, -9))
# Note that new_object_one.location_x and new_object_two.location_x two different values.
>>> new_object_one.location_x
1
>>> new_object_two.location_x
-8
Зауважмо, що під час ініціалізації MyClass вище достатньо передати один аргумент: Python сам подбає про передавання self, коли клас викликають.
Методи
method - це function, привʼязана або до самого класу (відома як class method, про неї йтиметься в одній із наступних вправ), або до екземпляра класу (обʼєкта).
Методи, які працюють з обʼєктом (екземпляром), потрібно визначати з self як першим параметром.
Решту параметрів ми можемо визначити так само, як для «звичайної» чи незвʼязаної функції:
class MyClass:
number = 5
string = "Hello!"
# Class constructor.
def __init__(self, location):
# Instance properties
self.location_x = location[0]
self.location_y = location[1]
# Instance method. Note "self" as first parameter.
def change_location(self, amount):
self.location_x += amount
self.location_y += amount
return self.location_x, self.location_y
Як і у випадку з доступом до атрибутів, щоб викликати метод, достатньо поставити . після імені обʼєкта й перед іменем методу.
Викликаному методу не потрібна копія обʼєкта як перший параметр: Python автоматично підставляє self:
class MyClass:
number = 5
string = "Hello!"
def __init__(self, location):
self.location_x = location[0]
self.location_y = location[1]
def change_location(self, amount):
self.location_x += amount
self.location_y += amount
return self.location_x, self.location_y
# Make a new test_object with location (3,7)
>>> test_object = MyClass((3,7))
>>> (test_object.location_x, test_object.location_y)
(3,7)
# Call change_location to increase location_x and location_y by 7.
>>> test_object.change_location(7)
(10, 14)
До атрибутів класу можна звертатися зсередини методів екземпляра так само, як і ззовні класу:
class MyClass:
number = 5
string = "Hello!"
def __init__(self, location):
self.location_x = location[0]
self.location_y = location[1]
# Alter instance variable location_x and location_y
def change_location(self, amount):
self.location_x += amount
self.location_y += amount
return self.location_x, self.location_y
# Alter class variable number for all instances from within an instance.
def increment_number(self):
# Increment the 'number' class variable by 1.
MyClass.number += 1
>>> test_object_one = MyClass((0,0))
>>> test_object_one.number
5
>>> test_object_two = MyClass((13, -3))
>>> test_object_two.increment_number()
>>> test_object_one.number
6
Створення заглушки для реалізації за допомогою Pass
У попередніх концептуальних вправах і заготовках практичних вправ ми, напевно, бачили ключове слово pass у тілі функцій замість справжнього коду.
Ключове слово pass - це синтаксично допустима заглушка: воно не дає Python видати синтаксичну помилку для порожнього визначення функції чи класу.
По суті, це спосіб сказати інтерпретатору Python: «Не хвилюйся! Я обовʼязково напишу тут код, просто ще не зробив цього».
class MyClass:
number = 5
string = "Hello!"
def __init__(self, location):
self.location_x = location[0]
self.location_y = location[1]
# Alter instance variable location_x and location_y
def change_location(self, amount):
self.location_x += amount
self.location_y += amount
return self.location_x, self.location_y
# Alter class variable number for all instances
def increment_number(self):
# Increment the 'number' class variable by 1.
MyClass.number += 1
# This will compile and run without error, but has no current functionality.
def pending_functionality(self):
# Stubbing or placholding the body of this method.
pass
Навчальна вправа
