Python-教程-chapter10

类的定义22回顾:对象对象的构成:–一组相关信息存储在实例变量中–处理该信息的一组方法对象内的函数对象的属性：实例变量和方法333回顾:对象类决定了对象具有哪些信息和方法–对象是类的实例–通过类的构造子创建新对象定义自己的类:即以OO方法来组织自己程序要处理的数据画圆Point5050x:y:Circlecirc:40center:radius:draw()move()circ=Circle(Point(50,50),40)555回顾:对象对象是一个类的实例–类是数据类型(int,float,string)的推广--型–实例/对象--值实例变量vs.变量方法vs.函数66编程实例:炮弹模拟程序规格–输入:发射角,初速度,初始高度–输出:射程注:(1)不用微积分,只用一些基本知识来算法化解决(2)不考虑风阻力，只考虑重力77编程实例:炮弹模拟算法输入模拟参数:角度,速度,高度,计算位置变化的时间间隔计算炮弹初始位置xpos,ypos计算炮弹初始水平和垂直速度xvel,yvel当炮弹还在飞行,循环:更新一个时间间隔之后的xpos,ypos,yvel输出xpos88编程实例:炮弹模拟(续)defmain():angle=input(...(indegrees))vel=input(“...(inmeters/sec))h0=input(...(inmeters))time=input(...(inseconds))xpos,ypos=0.0,h0theta=angel*math.pi/180.0xvel=vel*math.cos(theta)yvel=vel*math.sin(theta)whileypos=0.0:#该条件允许h0=0.0更新printDistance:%0.1fmeters.%(xpos)999编程实例:炮弹模拟(续)算法核心部分:更新各值xpos=xpos+xvel*timeyvel_new=yvel9.8*timeypos=ypos+time*(yvel+yvel_new)/2yvel=yvel_new–10个变量–可读性不够好101010编程实例:炮弹模拟(续)模块化设计:defmain():angle,vel,h0,time=getInput()xpos,ypos=0,h0xvel,yvel=getXYComponents(vel,angle)whileypos=0.0:xpos,ypos,yvel=updatePos(time,xpos,ypos,xvel,yvel)printDistance:%0.1fmeters.%(xpos)–变量theta和vyel_new呢?这是自顶向下逐步求精的SoC带来的好处111111编程实例:炮弹模拟(续)但updateData()似乎不太好?函数updateData()的弊端–过多参数:5个参数,3个返回值.–函数参量过多通常意味着有更好的组织方式121212编程实例:炮弹模拟(续)OO设计设计一个抛物体类Projectile.从而:defmain():angle,vel,h0,time=getInput()cball=Porjectile(angle,vel,h0)whilecball.getY()=0.0:cball.update(time)#把细节封装起来printDistance:%0.1fmeters.%(cball.getX())–隐藏了对炮弹的描述信息:xpos,ypos,xvel,yvel类的定义语法class类名:方法定义–方法定义:同函数定义方法是依附于类的函数.一般函数则是独立的方法的第一个参量是专用的–指向方法的作用对象–传统上习惯用self这个名字13141414例:类定义多面骰(tou)子(色子)#msdie.pyfromrandomimportrandrangeclassMSDie:def__init__(self,s):#self表示任意对象,代指未来的对象(C++,this)self.sides=sself.value=1defroll(self):self.value=randrange(1,self.sides+1)#+1？defgetValue(self):returnself.valuedefsetValue(self,v):#cheat！self.value=v类的定义语法class类名:方法定义–方法定义:同函数定义–回忆:对象是数据和操作的结合上面的类定义中,方法对应于操作.但数据呢?15实例变量Python的类并不明显定义实例变量,而是在方法中直接使用.–主要是在__init__方法中(见后)用self.实例变量的方式给出如MSDie中的sides和value16实例变量每个类的实例(对象)具有自己的实例变量副本,用来存储该对象自己的数据对实例变量的访问:对象.实例变量实例变量与函数局部变量不同!–实例变量是依附于实例的可用于其他方法或某个方法的再次调用–函数中的变量是局部的，函数结束即不存在17181818例:类定义多面骰子#msdie.pyfromrandomimportrandrangeclassMSDie:definit__(self,s):#self表示任意对象,代指未来的对象(C++,this)self.sides=sself.value=1x=5defroll(self):y=self.value#正确self.value=randrange(1,self.sides+1)z=x#错！defgetValue(self):returnself.valuedefsetValue(self,v):self.value=v方法调用方法调用:同函数调用,但需指明作用对象.–因此不需要再为形参self提供实参了例如:主程序main()中执行die1.setValue(8)19方法调用调用程序挂起(暂停)，解释器在对象的类中找到对应的方法方法中的形参赋值为调用者的实参–self的实参就是对象名，不同于其他实参的给出方式执行方法体控制权返回调用者，执行下条指令构造器对象构造器(constructor)__init__用法:(1)在类外部用类名生成新实例:die1=MSDie(6)(2)Python创建一个MSDie新实例,并对该实例调用__init__(),从而初始化其实例变量:die1.sides=6die1.value=121编程实例:Porjectile类构造器–炮弹的实例变量:xpos,ypos,xvel,yvel–构造器需要三个初值来为实例变量初始化:cball=Projectile(angle,vel,h0)–因此得到:def__init__(self,a,v,h):self.xpos=0self.ypos=htheta=math.pi*a/180self.xvel=v*math.cos(theta)self.yvel=v*math.sin(theta)22编程实例:Porjectile类(续)读取实例变量的方法defgetX(self):returnself.xposdefgetY(self):returnself.ypos23编程实例:Porjectile类(续)更新实例变量的方法:defupdate(self,time):self.xpos=self.xpos+self.xvel*timeyvelnew=self.yvel–9.8*timeyvelavg=(self.yvel+yvelnew)/2self.ypos=self.ypos+yvelavg*timeself.yvel=yvelnewOO版炮弹模拟程序:cball3.py24封装封装(encapsulation):–如果确认某类对象对解决问题有用,即可当作此类对象已存在,从而直接使用对象功能–至于对象的实现细节则封装在相应类定义中黑箱子–这是抽象(忽略实现细节),也是SoC25封装Python的封装只是一种程序设计思想和方法,并非语言本身提供的能力–在程序的任何地方可以随意访问实例变量c.xpos–严格意义的OO内部细节在类外部是不可见的只能通过方法(接口)访问26272727类模块文件类定义可以单独构成模块,以提供给其他所有程序使用–就如同函数库一样–很多OO语言都提供类库282828类模块文件良好程序设计风格:使用文档注释(Documentation)来说明类功能和用法–Python提供专用注释:文档字符串(docstring)模块/类/函数下面的第一行可以是一个注释字符串.形如#projectile.pyThismoduleprovides...classProjectile:Thisclass...defgetX(self)Thisfunction...–docstring被系统保存在模块/类/函数的属性__doc__中,可访问printrandom.randrange.__doc__编程实例:掷骰子图形化模拟掷两个骰子,程序显示投掷结果.提供两个按钮:一个用来投掷,一个用来退出程序.显然需要两个GUI部件:按钮和骰子.定制GUI部件:按钮按钮:图形窗口中的矩形区域,点击可以影响应用程序的行为.应该支持的方法:–构造器–activate:按钮处于激活状态–deactivate:按钮处于失效状态–clicked:按钮被点击–getLabel:获得按钮标签应该存储的实例变量–可通过实现上述方法来明确需要哪些变量30按钮方法实现例:activate按钮激活时:–边框由细变粗–填充色由灰变黑defactivate(self):self.label.setFill(black)self.rect.setWidth(2)self.active=1–可见需要实例变量:Text对象label,Rectangle对象rect,布尔变量active–deactivate()的实现类似31按钮方法实现例:clicked按钮被点击:–getMouse()返回的坐标位于按钮矩形范围内defclicked(self,p):returnself.activeand\self.xmin=p.getX()=self.xmaxand\self.ymin=p.getY()=self.ymax–可见需要实例变量:xmin,xmax,ymin,ymax32按钮类:button.py#button.pyfromgraphicsimport*classButton:def__init__(self,win,center,width,height,label):初始化defclicked(self,p):......defgetLabel(self):......defactivate(self):......defdeactivate(self):......33定制GUI部件:骰子应该支持的方法:–构造器窗口中心位置尺寸–setValue:设置骰子投出的值预置所有可能的圆点,根据值来点亮相应的圆点34骰子类:DieView.py#dieview.pyfromgraphicsimport*classDieView:def__init__(self,win,center,size):初始化def__makePip(self,x,y):......辅助函数,外部不可见.(Python用下划线开头的名字表示私有成员)defsetValue(self,value):......35编程实例:掷骰子主程序#roller.pyfromrandomimportrandomfromgraphicsimportGraphWin,PointfrombuttonimportButtonfromdieviewimportDieViewdefmain():win=...画GUIpt=win.getMouse()whi