2025/10/101Python語(yǔ)言編程導(dǎo)論第九章面向?qū)ο缶幊虄?nèi)容提要概述類和對(duì)象屬性和方法繼承2025/10/102一、概述早期的編程語(yǔ)言沒(méi)有提供處理集群數(shù)據(jù)的良好接口。這意味著任何代碼段都可以存取某個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何部分，從而導(dǎo)致程序的缺陷難以隔離。如果將數(shù)據(jù)以及處理它們的過(guò)程組織為一個(gè)包并定義一個(gè)良好的接口，情況就會(huì)好很多。2025/10/1032025/10/104這種組織方法即現(xiàn)在廣為流行的面向?qū)ο缶幊谭椒ǎ∣OP）。面向?qū)ο缶幊淌且环N組織程序的新型思維方式，軟件設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)不再是程序的邏輯流程，而是軟件或程序中的對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系。Python支持面向過(guò)程、面向?qū)ο?、函?shù)式編程等多種編程方式。Python不強(qiáng)制使用任何一種編程方式，可以使用面向過(guò)程方式編寫(xiě)任何程序，在編寫(xiě)小程序（少于500行代碼）時(shí)，不會(huì)有問(wèn)題。但對(duì)于中等和大型項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，面向?qū)ο髸?huì)帶來(lái)很多優(yōu)勢(shì)。2025/10/105OOP提倡仔細(xì)設(shè)計(jì)和代碼重用。大多數(shù)現(xiàn)代編程語(yǔ)言都支持OOP，事實(shí)證明這是一種組織和創(chuàng)建大型程序的實(shí)用方式。Python對(duì)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，去掉了面向?qū)ο笾性S多復(fù)雜的特性。例如，類的屬性和方法的限制符—public、private、protected。Python提倡語(yǔ)法的簡(jiǎn)單、易用性，這些訪問(wèn)權(quán)限靠程序員自覺(jué)遵守，而不強(qiáng)制使用。二、類和對(duì)象在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，程序員可以創(chuàng)建任何新的類型，這些類型可以描述每個(gè)對(duì)象包含的數(shù)據(jù)和特征，這種類型稱為類。類是一些對(duì)象的抽象，隱藏了對(duì)象內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)。類由變量和函數(shù)兩部分構(gòu)成，類中的變量稱為成員變量，類中的函數(shù)稱為成員函數(shù)。2025/10/1061、對(duì)象的概念Python支持許多不同類型的數(shù)據(jù)。例如：1234—int；3.14159—float；”Hello”—str[1,2,3,5,7,11,13]—list{“CA”:“California”,“MA”:“Massachusetts”}—dict以上每種類型都是對(duì)象。2025/10/107對(duì)象具有的特點(diǎn)：類型（一個(gè)特定的對(duì)象被認(rèn)為是類型的實(shí)例）內(nèi)部數(shù)據(jù)表示（簡(jiǎn)單或復(fù)合）一組與對(duì)象交互的過(guò)程2025/10/108說(shuō)明：對(duì)象的內(nèi)部表示是私有的，用戶不應(yīng)當(dāng)依賴其實(shí)現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)。如果直接操作對(duì)象的內(nèi)部表示，可能會(huì)損害對(duì)象的正確行為。例如：[1,2,3,4]Type：list內(nèi)部數(shù)據(jù)表示：一個(gè)大小為S（>=L）的對(duì)象數(shù)組，或一組獨(dú)立單元的鏈接表<data,pointertonextcell>操作列表的過(guò)程：l[i],l[i:j],l[i,j,k],+,*len(),min(),max(),dell[i]l.append(…),l.extend(…),l.count(…),l.index(…),l.insert(…),l.pop(…),l.remove(…),l.reverse(…),l.sort(…)2025/10/109Object-orientedprogramming（OOP）每個(gè)事物都是對(duì)象且有一個(gè)類型。對(duì)象是封裝的數(shù)據(jù)抽象：具有內(nèi)部表示具有與對(duì)象交互的接口定義行為，隱藏操作；屬性：數(shù)據(jù)，方法（過(guò)程）用戶可以：創(chuàng)建新的對(duì)象實(shí)例刪除對(duì)象使用del或暫時(shí)忘掉它們Python將回收刪除了的或不再被存取的對(duì)象，被稱為“垃圾收集”。2025/10/10102、類和對(duì)象的區(qū)別類和對(duì)象是OOP中兩個(gè)重要概念。類是對(duì)客觀世界中事物的抽象，而對(duì)象是類實(shí)例化后的實(shí)體。類型和變量之間存在著一定的聯(lián)系，類型是模板，而變量則是具有這種模板的一個(gè)實(shí)體。同樣，有了“類”類型就有其對(duì)應(yīng)的變量實(shí)體，這就是對(duì)象。表面上看對(duì)象是某個(gè)“類”類型的變量，但對(duì)象又不是普通的變量，對(duì)象是一個(gè)數(shù)據(jù)和操作的封裝體。封裝的目的就是阻止非法的訪問(wèn)，因此對(duì)象實(shí)現(xiàn)了信息的隱藏，外部只能通過(guò)操作接口訪問(wèn)對(duì)象數(shù)據(jù)。對(duì)象是屬于某個(gè)已知的類的，因此必須先定義類，然后才能定義對(duì)象。2025/10/10112025/10/1012從本質(zhì)上說(shuō)，對(duì)象是一組數(shù)據(jù)以及操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)。之前介紹的數(shù)字、字符串、列表、字典和函數(shù)都是Python提供的內(nèi)置對(duì)象。要?jiǎng)?chuàng)建新型對(duì)象，必須先創(chuàng)建類。類就類似于內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，可用于創(chuàng)建特定類型的對(duì)象。類指定了對(duì)象將包含哪些數(shù)據(jù)和函數(shù)，還指定了對(duì)象與其他類的關(guān)系。對(duì)象封裝了數(shù)據(jù)以及操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)。一個(gè)重要的OOP功能是繼承：創(chuàng)建新類時(shí)，可讓其繼承父類的數(shù)據(jù)和函數(shù)。使用好繼承可避免重新編寫(xiě)代碼，還可讓程序更容易理解。例如：自行車類數(shù)據(jù)抽象—型號(hào)，品牌，換檔數(shù)代碼抽象—Break()，SpeedUp()，ChangShift()，Run()，Stop()2025/10/10133、類的定義Python使用class關(guān)鍵字定義一個(gè)類，類名首字符一般要大寫(xiě)。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建的類型不能用簡(jiǎn)單類型來(lái)表示時(shí)，則需要定義類，然后利用定義的類創(chuàng)建對(duì)象。格式：classClass_name:…2025/10/1014例9-1：創(chuàng)建一個(gè)Person類2025/10/1015說(shuō)明：self是指向?qū)ο蟊旧淼淖兞浚愃婆cC++的this指針說(shuō)明：當(dāng)定義一個(gè)類時(shí)，如果這個(gè)類沒(méi)有任何父類，則將object設(shè)置為它的父類，用這種方式定義的類屬于新式類。如果定義的類沒(méi)有設(shè)置任何父類，則這種方式定義的類屬于經(jīng)典類。建議使用新式類，新式類將類與內(nèi)建類型進(jìn)行了統(tǒng)一。新式類與經(jīng)典類在多重繼承問(wèn)題中有一個(gè)重要的區(qū)別：對(duì)于經(jīng)典類，繼承順序是采用深度優(yōu)先的搜索算法，對(duì)于新式類，繼承順序是采用廣度優(yōu)先的搜索算法。2025/10/10164、對(duì)象的創(chuàng)建創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程稱為實(shí)例化。當(dāng)一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建之后，包含3方面的特性：對(duì)象的標(biāo)識(shí)、屬性和方法。對(duì)象的標(biāo)識(shí)用于區(qū)分不同的對(duì)象，當(dāng)對(duì)象被創(chuàng)建之后，該對(duì)象會(huì)獲取一塊存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)空間的地址即為對(duì)象的標(biāo)識(shí)。對(duì)象的屬性和方法與類的成員變量和成員函數(shù)相對(duì)應(yīng)。2025/10/1017例9-2：對(duì)象的創(chuàng)建和應(yīng)用2025/10/1018執(zhí)行結(jié)果：self示意圖：2025/10/1019Python自動(dòng)給每個(gè)對(duì)象添加特殊變量self，該變量指向?qū)ο蟊旧?，讓類中的函?shù)能夠明確地引用對(duì)象的數(shù)據(jù)和函數(shù)。5、對(duì)象的顯示在例9-2中，定義了一個(gè)方法display，用于顯示對(duì)象的值。Python還提供了一些特殊方法，讓我們能夠定制對(duì)象的打印。如：特殊方法__str__，用于生成對(duì)象的字符串表示；特殊方法__repr__，返回對(duì)象的“官方”表示。在大多數(shù)類中，方法__repr__都與__str__相同。2025/10/1020例9-3：對(duì)象的顯示2025/10/1021執(zhí)行結(jié)果：課堂練習(xí)一：課堂練習(xí)一2025/10/1022三、屬性和方法類是由屬性和方法組成。類的屬性是對(duì)數(shù)據(jù)的封裝，而類的方法則表示對(duì)象具有的行為。類通常由函數(shù)（實(shí)例方法）和變量（類變量）組成。Python的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、私有屬性或方法都是通過(guò)名稱約定區(qū)分的。此外，Python還提供了一些有用的內(nèi)置方法，簡(jiǎn)化了類的實(shí)現(xiàn)。2025/10/10231、類的屬性Python的類的屬性一般分為私有屬性和公有屬性，像C++有定義屬性的關(guān)鍵字（public、private、protect），而Python沒(méi)有這類關(guān)鍵字，默認(rèn)情況下所有的屬性都是“公有的”，對(duì)公有屬性的訪問(wèn)沒(méi)有任何限制，且都會(huì)被子類繼承，也能從子類中進(jìn)行訪問(wèn)。若不希望類中的屬性在類外被直接訪問(wèn)，就要定義為私有屬性。Python使用約定屬性名稱來(lái)劃分屬性類型。若屬性的名字以兩個(gè)下劃線開(kāi)始，表示私有屬性；反之，沒(méi)有使用雙下劃線開(kāi)始的表示公有屬性。類的方法也同樣使用這樣的約定。另外，Python沒(méi)有保護(hù)類型的修飾符。2025/10/1024Python的實(shí)例屬性和靜態(tài)屬性：實(shí)例屬性是以self為前綴的屬性，沒(méi)有該前綴的屬性是普通的局部變量。C++中有一類特殊的屬性稱為靜態(tài)變量。靜態(tài)變量可以被類直接調(diào)用，而不被實(shí)例化對(duì)象調(diào)用。當(dāng)創(chuàng)建新的實(shí)例化對(duì)象后，靜態(tài)變量并不會(huì)獲取新的內(nèi)存空間，而是使用類創(chuàng)建的內(nèi)存空間。因此，靜態(tài)變量能夠被多個(gè)實(shí)例化對(duì)象共享。在Python中靜態(tài)變量稱為類變量，類變量可以在該類的所有實(shí)例中被共享。2025/10/1025例9-4：實(shí)例變量和類變量2025/10/1026執(zhí)行結(jié)果：關(guān)于Python私有屬性的訪問(wèn)：類的外部不能直接訪問(wèn)私有屬性。Python提供了直接訪問(wèn)私有屬性的方式，可用于程序的測(cè)試和調(diào)試。私有屬性訪問(wèn)的格式：instance._classname__attribute說(shuō)明：instance表示實(shí)例化對(duì)象；classname表示類名；attibute表示私有屬性注意：classname之前是單下劃線，attibute之前是雙下劃線2025/10/1027例9-5：訪問(wèn)私有屬性2025/10/1028執(zhí)行結(jié)果：注意：Python對(duì)類的屬性和方法的定義次序并沒(méi)有要求。合理的方式是將類屬性定義在類中最前面，然后再定義私有方法，最后定義公有方法。Python的類還提供了一些內(nèi)置屬性，用于管理類的內(nèi)部關(guān)系。例如：__dict__，__bases__，__doc__等。2025/10/1029例9-6：常見(jiàn)的類內(nèi)置屬性用法2025/10/1030執(zhí)行結(jié)果：2、類的方法類的方法也分為公有方法和私有方法。私有方法不能被模塊外的類或方法調(diào)用，私有方法也不能被外部的類或函數(shù)調(diào)用。C++中的靜態(tài)方法使用關(guān)鍵字static聲明，而Python使用函數(shù)staticmethod()或@staticmethod修飾器將普通的函數(shù)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)方法。Python的靜態(tài)方法并沒(méi)有和類的實(shí)例進(jìn)行名稱綁定，要調(diào)用除了使用通常的方法，使用類名作為其前綴亦可。2025/10/1031例9-7：類的方法及靜態(tài)方法的使用2025/10/1032執(zhí)行結(jié)果：3、__init__方法構(gòu)造函數(shù)用于初始化類的內(nèi)部狀態(tài)，為類的屬性設(shè)置默認(rèn)值。C++的構(gòu)造函數(shù)是與類同名的方法，而Python的構(gòu)造函數(shù)名為_(kāi)_init__。__init__方法除了用于定義實(shí)例變量外，還用于程序的初始化。__init__方法是可選的，若不提供__init__方法，Python將會(huì)給出1個(gè)默認(rèn)的__init__方法。2025/10/1033例9-8：構(gòu)造函數(shù)應(yīng)用一2025/10/1034執(zhí)行結(jié)果：例9-9：構(gòu)造函數(shù)應(yīng)用二上例中，若給出的值不合理也無(wú)法限制。通常的做法是在類中定義設(shè)置函數(shù)和獲取函數(shù)。2025/10/1035執(zhí)行結(jié)果：4、__del__方法析構(gòu)函數(shù)用于釋放對(duì)象占用的資源。Python提供了析構(gòu)函數(shù)__del__()。析構(gòu)函數(shù)也是可選的。若程序中不提供析構(gòu)函數(shù)，Python會(huì)提供默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。當(dāng)對(duì)象不再被使用時(shí)，__del__方法運(yùn)行，但是很難保證這個(gè)方法究竟什么時(shí)候運(yùn)行，若想指明它的運(yùn)行，就要顯式地調(diào)用析構(gòu)函數(shù)：del對(duì)象名由于Python中定義了__del__()的實(shí)例將無(wú)法被Python的循環(huán)垃圾收集器（gc）收集，所以建議只有需要時(shí)才定義__del__。事實(shí)上，使用Python編寫(xiě)程序可以不考慮后臺(tái)的內(nèi)存管理，直接面對(duì)程序的邏輯。2025/10/1036例9-10：析構(gòu)函數(shù)應(yīng)用2025/10/1037執(zhí)行結(jié)果：5、垃圾回收機(jī)制Python使用垃圾回收機(jī)制來(lái)清理不再使用的對(duì)象。Python提供gc模塊釋放不再使用的對(duì)象，Python采用“引用計(jì)數(shù)”的算法來(lái)處理回收，即：當(dāng)某個(gè)對(duì)象在其作用域內(nèi)不再被其他對(duì)象引用時(shí)，Python就自動(dòng)清除該對(duì)象。Python的函數(shù)collect()可以一次性收集所有待處理的對(duì)象（gc.collect()）2025/10/1038例9-11：使用gc模塊顯式地調(diào)用垃圾回收器2025/10/10392025/10/1040執(zhí)行結(jié)果（與shop對(duì)象關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象）：2025/10/10416、類的內(nèi)置方法內(nèi)置方法描述__init__(self,…)初始化對(duì)象，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)調(diào)用__del__(self)釋放對(duì)象，在對(duì)象被刪除時(shí)調(diào)用__str__(self)生成對(duì)象的字符串表示，在使用print語(yǔ)句時(shí)被調(diào)用__repr__(self)生成對(duì)象的官方表示，在使用print語(yǔ)句時(shí)被調(diào)用__getitem__(self,key)獲取序列的所有key對(duì)應(yīng)的值，等價(jià)于seq[key]__len__(self)在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)len()時(shí)被調(diào)用2025/10/1042Python類定義了一些專用的方法，這些專用方法豐富了程序設(shè)計(jì)的功能，用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。之前介紹的__init__、__del__都是類的內(nèi)置方法。表9-1列出了類常用的內(nèi)置方法。表9-1類常用的內(nèi)置方法2025/10/1043內(nèi)置方法描述__cmp__(src,dst)比較兩個(gè)對(duì)象src和dst__getattr__(self,name)獲取屬性的值__getattribute__(self,name)獲取屬性的值，能更好地控制__setattr__(self,name,val)設(shè)置屬性的值__delattr__(self,name)刪除name屬性__call__(self,*args)將實(shí)例對(duì)象作為函數(shù)調(diào)用__gt__(self,other)判斷self對(duì)象是否大于other對(duì)象__lt__(self,other)判斷self對(duì)象是否小于other對(duì)象__ge__(self,other)判斷self對(duì)象是否大于或等于other對(duì)象__le__(self,other)判斷self對(duì)象是否小于或等于other對(duì)象__eq__(self,other)判斷self對(duì)象是否等于other對(duì)象（1）__getatrr__()、__setattr__()和__getattribute__()當(dāng)讀取對(duì)象的某個(gè)屬性時(shí)，Python會(huì)自動(dòng)調(diào)用__getattr__()方法。例如，fruit.color將轉(zhuǎn)換為fruit.__getattr__(color)。當(dāng)使用賦值表達(dá)式對(duì)屬性進(jìn)行設(shè)置時(shí)，Python會(huì)自動(dòng)調(diào)用__setattr__()方法。__getattribute__()的功能與__getattr__()類似，用于獲取屬性的值，但__getattribute__()能提供更好的控制，使代碼更健壯。2025/10/1044例9-12：獲取和設(shè)置對(duì)象的屬性2025/10/1045說(shuō)明：去掉上述代碼中__getattribute__()、__setattr__()的實(shí)現(xiàn)代碼并不會(huì)影響輸出結(jié)果，但這些方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)屬性的控制，根據(jù)屬性名做不同的處理。執(zhí)行結(jié)果：（2）__getitem__()如果類中將某個(gè)屬性定義為序列，可以使用__getitem__()輸出序列屬性中的各個(gè)元素。例9-13：獲取對(duì)象的屬性為序列中的各個(gè)元素2025/10/1046執(zhí)行結(jié)果：（3）__str__()__str__()用于生成對(duì)象的字符串表示。實(shí)現(xiàn)了該方法后，可以直接使用print語(yǔ)句輸出對(duì)象，也可以通過(guò)函數(shù)str()觸發(fā)其執(zhí)行。例9-3就使用了__str__()方法。2025/10/10477、方法的動(dòng)態(tài)特性Python作為動(dòng)態(tài)腳本語(yǔ)言，編寫(xiě)的程序具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性?？梢詣?dòng)態(tài)添加類的方法，將某個(gè)已經(jīng)定義的函數(shù)添加到類中。添加新方法的語(yǔ)法格式為：class_name.method_name=function_name其中，class_name表示類名，method_name表示新的方法名，function_name表示1個(gè)已經(jīng)存在的函數(shù)。還可以對(duì)已經(jīng)定義的方法進(jìn)行修改。修改方法的語(yǔ)法格式為：class_name.method_name=function_name其中，class_name表示類名，method_name表示已經(jīng)存在的方法名，function_name表示1個(gè)已經(jīng)存在的函數(shù)，該賦值表達(dá)式表示將函數(shù)的內(nèi)容更新到方法。2025/10/1048例9-14：向類中動(dòng)態(tài)地添加新方法2025/10/1049執(zhí)行結(jié)果：例9-15：動(dòng)態(tài)修改類中已有的方法2025/10/1050執(zhí)行結(jié)果：例9-16：創(chuàng)建一個(gè)表示整數(shù)集合的新類創(chuàng)建一個(gè)新類表示整數(shù)集合初始時(shí)集合為空每個(gè)特定的整數(shù)只能在集合中出現(xiàn)一次（注：必須在方法中強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)）內(nèi)部數(shù)據(jù)表示用一個(gè)列表存儲(chǔ)集合中的元素接口insert(e)：若整數(shù)e不存在，則插入e到集合中member(e)：若整數(shù)e在集合中返回True，否則返回Falseremove(e)：從集合中刪除整數(shù)e，若不存在則出錯(cuò)2025/10/1051程序?qū)崿F(xiàn)：2025/10/10522025/10/1053執(zhí)行：2025/10/1054例9-17：創(chuàng)建一個(gè)關(guān)于人的信息的類及相關(guān)方法Person：name，birthdayGetlastnameSortbylastnameGetage2025/10/10552025/10/1056執(zhí)行：2025/10/1057課堂練習(xí)二：課堂練習(xí)二2025/10/1058四、繼承繼承是面向?qū)ο蟮闹匾匦灾?，可?shí)現(xiàn)代碼的重用。通過(guò)繼承可以創(chuàng)建新類，給既有類的副本添加變量和方法。原始的類稱為父類或超類，新類稱為子類或派生類。繼承可以重用已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)和行為，減少代碼的重復(fù)編寫(xiě)。Python在類名后使用一對(duì)括號(hào)表示繼承關(guān)系，括號(hào)中即為父類。2025/10/1059關(guān)于在單繼承關(guān)系中的構(gòu)造函數(shù)：python中如果子類有自己的構(gòu)造函數(shù)，不會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，如果需要用到父類的構(gòu)造函數(shù)，則需要在子類的構(gòu)造函數(shù)中顯式地調(diào)用。如果子類需要擴(kuò)展父類的行為，可以添加__init__方法的參數(shù)。如果子類沒(méi)有自己的構(gòu)造函數(shù)，則會(huì)直接從父類繼承構(gòu)造函數(shù)。2025/10/10601、使用繼承當(dāng)類設(shè)計(jì)完成之后，就可以考慮類之間的邏輯關(guān)系。類之間存在繼承、組合、依賴等關(guān)系，可以采用UML工具表示類之間的關(guān)系。例如，有兩個(gè)子類Apple、Banana繼承自父類Fruit，父類中有1個(gè)公有實(shí)例變量和1個(gè)公有的方法。圖9-1表示了Fruit類和Apple、Banana類之間的繼承關(guān)系（公有實(shí)例變量和方法假定用“+”表示）。Apple、Banana類可以繼承Fruit類的實(shí)例變量color和方法grow()。2025/10/1061圖9-1：類的繼承關(guān)系2025/10/1062例9-18：類的繼承2025/10/10632025/10/1064執(zhí)行結(jié)果：例9-19：在例9-17一般人的基礎(chǔ)上增加MIT人員的內(nèi)容Person:name,birthdayGetlastnameSortbylastnameGetageMITPerson:Person+IDNumberAssignIDnumbersinsequenceGetIDnumberSortbyIDnumber2025/10/1065定義MIT人員的類：2025/10/1066執(zhí)行：2025/10/1067說(shuō)明：為什么P4<P1能夠執(zhí)行，而P1<P4不行？P4<P1相當(dāng)于調(diào)用P4.__it__(P1)，相當(dāng)于使用與P4對(duì)象相關(guān)的Person的方法，根據(jù)人的姓名做比較，因此可正常執(zhí)行；P1<P4相當(dāng)于調(diào)用P1.__it__(P4)，相當(dāng)于使用與P1對(duì)象相關(guān)的MITPeron的方法，根據(jù)人的IDNum做比較，而P4是一個(gè)Person，沒(méi)有IDNum，因此無(wú)法比較。2025/10/1068例9-20：在例9-19的MITPerson基礎(chǔ)上，再派生出學(xué)生和研究生（多層派生）Person:name,birthdayGetlastnameSortbylastnameGetageMITPerson:Person+IDNumberAssignIDnumbersinsequenceGetIDnumberSortbyIDnumberStudents:severaltypes,allMITPersonUndergraduate

student:hasclassyearGraduatestudent2025/10/1069創(chuàng)建一個(gè)覆蓋所有學(xué)生的超類較好：2025/10/1070定義Student類及其子類：2025/10/1071執(zhí)行：2、抽象基類使用繼承之后，子類可以重用父類中的屬性和方法，且可以對(duì)繼承的方法進(jìn)行重寫(xiě)。例如：例9-18中的Apple、Banana都繼承了Fruit類，Apple、Banana類都具有父類的grow()方法。Fruit類是對(duì)水果的抽象，不同的水果有不同的培育方法，因此生長(zhǎng)的情況也不相同。Fruit類的grow()是對(duì)所有水果行為的抽象，并不知道如何生長(zhǎng)，因此，grow()方法應(yīng)該是一個(gè)空方法，即抽象方法。抽象基類是對(duì)一類事物的特征行為的抽象，由抽象方法組成。在Python3中可以使用abc模塊，該模塊中有一個(gè)元類ABCmeta和修飾器@abstractmethod。抽象基類不能被直接實(shí)例化。2025/10/1072例9-21：抽象基類應(yīng)用2025/10/1073執(zhí)行結(jié)果：3、多態(tài)性繼承機(jī)制說(shuō)明子類具有父類的公有屬性和方法，而且子類可以擴(kuò)展自身的功能，添加新的屬性和方法。因此，子類可以替代父類對(duì)象，這種特性稱為多態(tài)性。此外，從根本上說(shuō)，所謂多態(tài)性是指當(dāng)不同的對(duì)象收到相同的消息時(shí)，產(chǎn)生不同的動(dòng)作。2025/10/1074例9-22：多態(tài)性應(yīng)用2025/10/1075例如，Apple、Banana類繼承了Fruit類，因此Apple、Banana具有Fruit類的共性。Apple、Banana類的實(shí)例可以替代Fruit對(duì)象，同時(shí)又呈現(xiàn)出各自的特性。2025/10/1076執(zhí)行結(jié)果：例9-23：多態(tài)性應(yīng)用（一個(gè)簡(jiǎn)單游戲）創(chuàng)建一個(gè)名為Undercut的簡(jiǎn)單游戲。在這個(gè)游戲中，兩個(gè)玩家同時(shí)選擇1-10的整數(shù)，若一個(gè)玩家選擇的整數(shù)比對(duì)方選擇的整數(shù)小1，則該玩家獲勝，否則算打平手。例如，若Thomas和Bonnie一起玩游戲Undercut，且他們選擇的數(shù)字分別為9和10，則Thomas獲勝；如果他們分別選擇4和7，則打成平手。2025/10/1077基類定義：2025/10/1078玩Undercut游戲的函數(shù)為：2025/10/1079實(shí)現(xiàn)get_move函數(shù)：雖然在游戲Undercut中，走法不過(guò)是選擇1—10的數(shù)字，但人和計(jì)算機(jī)選擇數(shù)字的方式不同。人類玩家通過(guò)鍵盤(pán)輸入一個(gè)1—10的數(shù)字，而計(jì)算機(jī)玩家使用函數(shù)來(lái)選擇數(shù)字。因此，Hu