Python面向对象编程:对象交互与组合模式详解

晚来风
晚来风
发布时间:2026-10-14 | 4人浏览过
原创

本文深入解析Python中对象间的交互机制与组合用法。通过定义人类与狗类的交互示例,展示对象间如何相互调用方法。重点讲解组合模式,即在一个类中嵌入另一个类的实例作为属性,以圆环计算和教师信息为例,阐明“has-a”关系在代码复用与设计中的应用。

Python类定义基础回顾

首先回顾标准的类定义结构,通常包含初始化方法及具体行为方法。


class 类名:
  def __init__(self,参数1,参数2):
    self.对象的属性1 = 参数1
    self.对象的属性2 = 参数2

  def 方法名(self):pass

  def 方法名2(self):pass

对象名 = 类名(1,2) #对象就是实例,代表一个具体的东西
         #类名() : 类名+括号就是实例化一个类,相当于调用了__init__方法
         #括号里传参数,参数不需要传self,其他与init中的形参一一对应
         #结果返回一个对象
对象名.对象的属性1  #查看对象的属性,直接用 对象名.属性名 即可
对象名.方法名()   #调用类中的方法,直接用 对象名.方法名() 即可

对象间的交互机制

对象之间的交互

此前我们已定义了人类,通过赋予具体属性即可生成具体的人物实例。接下来,我们需要定义一个狗类。由于狗的习性不同于人,它不具备攻击行为,而是具备咬人的行为,因此为狗类添加一个bite方法。随后,实例化一只具体的狗对象。最后,让人类对象与狗对象进行交互,模拟打架场景。


class Person: # 定义一个人类
  role = 'person' # 人的角色属性都是人

  def __init__(self, name, aggressivity, life_value):
    self.name = name # 每一个角色都有自己的昵称;
    self.aggressivity = aggressivity # 每一个角色都有自己的攻击力;
    self.life_value = life_value # 每一个角色都有自己的生命值;

  def attack(self,dog):
    # 人可以攻击狗,这里的狗也是一个对象。
    # 人攻击狗,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降
    dog.life_value -= self.aggressivity

class Dog: # 定义一个狗类
  role = 'dog' # 狗的角色属性都是狗

  def __init__(self, name, breed, aggressivity, life_value):
    self.name = name # 每一只狗都有自己的昵称;
    self.breed = breed # 每一只狗都有自己的品种;
    self.aggressivity = aggressivity # 每一只狗都有自己的攻击力;
    self.life_value = life_value # 每一只狗都有自己的生命值;

  def bite(self,people):
    # 狗可以咬人,这里的狗也是一个对象。
    # 狗咬人,那么人的生命值就会根据狗的攻击力而下降
    people.life_value -= self.aggressivity

egg = Person('egon',10,1000) #创造了一个实实在在的人eggprint(egg.name)        # 在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常
ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000) #创造了一只实实在在的狗ha2
print(ha2.life_value)     #看看ha2的生命值
egg.attack(ha2)        #egg打了ha2一下
print(ha2.life_value)     #ha2掉了10点血

面向对象的组合模式

面向对象的组合用法

组合(Composition)是指在一个类中,将另一个类的对象作为数据属性引用,这种关系被称为类的组合。


class Weapon:
  def prick(self, obj): # 这是该装备的主动技能,扎死对方
    obj.life_value -= 500 # 假设攻击力是500

class Person: # 定义一个人类
  role = 'person' # 人的角色属性都是人

  def __init__(self, name):
    self.name = name # 每一个角色都有自己的昵称;
    self.weapon = Weapon() # 给角色绑定一个武器;
    
egg = Person('egon')
egg.weapon.prick() 
#egg组合了一个武器的对象,可以直接egg.weapon来使用组合类中的所有方法

组合模式实例:圆环计算

以圆环为例,圆环由外圆和内圆组成。圆环面积等于外圆面积减去内圆面积,圆环周长等于外圆周长加上内圆周长。实现时,先定义一个计算圆面积和周长的圆形类,然后在环形类中,将圆形类的实例作为属性组合进来,直接复用其计算方法。


from math import pi

class Circle:
  '''
  定义了一个圆形类;
  提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法
  '''
  def __init__(self,radius):
    self.radius = radius

  def area(self):
     return pi * self.radius * self.radius

  def perimeter(self):
    return 2 * pi *self.radius


circle = Circle(10) #实例化一个圆
area1 = circle.area() #计算圆面积
per1 = circle.perimeter() #计算圆周长
print(area1,per1) #打印圆面积和周长

class Ring:
  '''
  定义了一个圆环类
  提供圆环的面积和周长的方法
  '''
  def __init__(self,radius_outside,radius_inside):
    self.outsid_circle = Circle(radius_outside)
    self.inside_circle = Circle(radius_inside)

  def area(self):
    return self.outsid_circle.area() - self.inside_circle.area()

  def perimeter(self):
    return self.outsid_circle.perimeter() + self.inside_circle.perimeter()


ring = Ring(10,5) #实例化一个环形
print(ring.perimeter()) #计算环形的周长
print(ring.area()) #计算环形的面积

组合模式实例:教师信息管理

通过组合方式建立类与类之间的关系,体现的是一种“拥有”(has-a)的关系。例如,教授拥有生日,教授教授Python课程,这些属性可以通过组合其他类的实例来实现。


class BirthDate:
  def __init__(self,year,month,day):
    self.year=year
    self.month=month
    self.day=day

class Couse:
  def __init__(self,name,price,period):
    self.name=name
    self.price=price
    self.period=period

class Teacher:
  def __init__(self,name,gender,birth,course):
    self.name=name 
    self.gender=gender
    self.birth=birth
    self.course=course
  def teach(self): 
    print('teaching')

p1=Teacher('egon','male', 
      BirthDate('1995','1','27'), 
      Couse('python','28000','4 months')
      ) 

print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day) 

print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period)
''' 
运行结果: 
1995 1 27 
python 28000 4 months 
'''

以上是对Python对象交互与组合用法的详细解析,更多Python对象交互相关内容可关注本站其他文章。

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