第七章面向?qū)ο缶幊?49250第一節(jié)面向?qū)ο蠡A(chǔ)第二節(jié)類的定義與使用第三節(jié)數(shù)據(jù)成員與方法成員第四節(jié)類的繼承第五節(jié)類的封裝和多態(tài)面向?qū)ο蠡A(chǔ)第一節(jié)2511.?了解面向?qū)ο蟮暮x。2.?了解面向?qū)ο蟮幕咎卣鳌?.?了解面向?qū)ο蟮某Ｓ眯g(shù)語。252一、面向?qū)ο蟮暮x面向?qū)ο缶幊淌且环N通過對(duì)象，把現(xiàn)實(shí)世界映射到計(jì)算機(jī)模型的編程方法。把數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作方法封裝在一起，作為一個(gè)相互依存的整體——對(duì)象。這里把現(xiàn)實(shí)世界的任何事物都當(dāng)作一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的對(duì)象來看待；也可以是抽象的事件。253二、面對(duì)對(duì)象的基本特征1.?封裝封裝是面向?qū)ο缶幊痰暮诵乃枷耄瑢?duì)象的屬性和行為封裝起來就是類。采用封裝的優(yōu)點(diǎn)是保證了類內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性，使用類時(shí)不能直接訪問該類中的數(shù)據(jù)，避免了外部對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)的影響，提高了程序的可維護(hù)性。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)采用封裝具有以下兩方面含義。（1）將有關(guān)的數(shù)據(jù)和操作代碼封裝在一個(gè)類中，各個(gè)類之間相對(duì)獨(dú)立，互不干擾。（2）將類中的某些數(shù)據(jù)和操作代碼對(duì)外隱蔽，即隱蔽內(nèi)部細(xì)節(jié)，只留下少量接口，以便與外部聯(lián)系，接收外部的消息。2542.?繼承繼承主要利用了特定對(duì)象之間的共有屬性。如果類之間具有繼承關(guān)系，則它們具有以下特性。（1）類之間具有共享特性。（2）類之間具有差別或新增部分。（3）類之間具有層次結(jié)構(gòu)。繼承性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言不同于其他語言的最重要的特點(diǎn)，是其他語言所沒有的。繼承性可以避免公用代碼的重復(fù)開發(fā)，避免代碼和數(shù)據(jù)冗余，而且能通過增強(qiáng)一致性來減少模塊間的接口和界面。2553.?多態(tài)多態(tài)是指同一個(gè)行為可以有不同的表現(xiàn)形式。多態(tài)的意義在于同一操作作用于不同的對(duì)象時(shí)，可以有不同的解釋，從而產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果，即“以父類的身份出現(xiàn)，以自己的方式工作”。256三、面向?qū)ο蟮某Ｓ眯g(shù)語1.?類類（class）是用來描述具有相同的屬性（數(shù)據(jù)）和行為（方法）的對(duì)象集合。它定義了該集合中所有對(duì)象共有的數(shù)據(jù)和方法，對(duì)象是類的實(shí)例。2572.?對(duì)象對(duì)象是通過類定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)例化后的變量。對(duì)象包括數(shù)據(jù)成員（類變量和實(shí)例變量）和方法。Python和其他編程語言相比，在盡可能不增加新的語法和語義的情況下加入了類機(jī)制。面向?qū)ο缶幊痰奶攸c(diǎn)如下。（1）完全采用面向?qū)ο蟮乃枷耄且环N高級(jí)動(dòng)態(tài)編程語言。（2）支持封裝、繼承、多態(tài)、重載和重寫。（3）一切內(nèi)容都為對(duì)象，如字符串、列表、元組、數(shù)值等。（4）創(chuàng)建類時(shí)，屬性用變量表示，行為用方法表示。2583.?實(shí)例化實(shí)例化就是創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例，即類的具體對(duì)象。4.?類變量類變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類變量定義在類中且在方法體之外。5.?實(shí)例變量實(shí)例變量是定義在方法中的變量，只作用于當(dāng)前實(shí)例中。2596.?數(shù)據(jù)成員類變量或?qū)嵗兞坑糜谔幚眍惣捌鋵?shí)例對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)成員。7.?方法類中定義的函數(shù)常稱為方法。方法是類中一種特殊的函數(shù)。8.?方法重寫如果從父類繼承的方法不能滿足子類的要求，可以對(duì)其進(jìn)行改寫，這個(gè)過程稱為方法覆蓋，也稱為方法重寫。260類的定義與使用第二節(jié)2611.?了解類的含義。2.?掌握類的定義方法。3.?掌握類實(shí)例化的方法。262一、類的定義Python中使用關(guān)鍵字class來定義類。格式：class類名：數(shù)據(jù)成員名=值

def方法名()：方法體263說明：1.類名遵循標(biāo)識(shí)符命名規(guī)則，通常情況下建議類名首字母大寫，有多個(gè)單詞時(shí)遵循“駝峰原則”。2.類的成員包括數(shù)據(jù)成員和方法成員。數(shù)據(jù)成員的定義通過直接給數(shù)據(jù)成員賦值的方式進(jìn)行，方法成員的定義與函數(shù)的定義方式相同。264二、類的實(shí)例化類的實(shí)例化即由類創(chuàng)建對(duì)象。當(dāng)類定義完成后，并不會(huì)真正創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。格式：對(duì)象名=類名([參數(shù)1，參數(shù)2，…])功能：將類實(shí)例化為對(duì)象。說明：參數(shù)是可選項(xiàng)，根據(jù)類的構(gòu)造方法選擇是否需要參數(shù)。通過“對(duì)象名.數(shù)據(jù)成員”或“對(duì)象名.方法成員()”的方式來訪問對(duì)象的數(shù)據(jù)成員或方法成員。265

數(shù)據(jù)成員與方法成員第三節(jié)2661.?了解數(shù)據(jù)成員的類別。2.?了解方法成員的類別。3.?能區(qū)分類成員和實(shí)例成員。267一、數(shù)據(jù)成員1.?數(shù)據(jù)成員的類別Python中類的數(shù)據(jù)成員包括類成員（類屬性）和實(shí)例成員（實(shí)例屬性）。類成員是在類中所有方法之外定義的數(shù)據(jù)成員；實(shí)例成員一般是在構(gòu)造方法__init__()中定義的，定義和使用時(shí)必須以self作為前綴。與構(gòu)造方法相對(duì)應(yīng)的方法稱為析構(gòu)方法__del__()，是將產(chǎn)生的對(duì)象清除后由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用，一般用來釋放對(duì)象所占用的資源。如果沒有明確定義析構(gòu)方法，系統(tǒng)會(huì)提供一個(gè)默認(rèn)的析構(gòu)方法進(jìn)行必要的清理工作。2682.?數(shù)據(jù)成員的區(qū)別在主程序（或類的外部）中，實(shí)例成員屬于實(shí)例（即對(duì)象），只能通過對(duì)象名訪問；而類成員屬于類，既可以通過類名訪問，也可以通過對(duì)象名訪問。3.?類成員的增加與其他面向?qū)ο缶幊痰恼Z言不同，在Python中，允許動(dòng)態(tài)地為類和對(duì)象增加成員，這是Python動(dòng)態(tài)類型特點(diǎn)的重要體現(xiàn)。4.?屬性值的修改如果修改類成員的值，應(yīng)通過類修改，而不能通過對(duì)象修改。269二、方法成員1.?實(shí)例方法實(shí)例方法是每個(gè)對(duì)象所有的、各自獨(dú)立的方法。如果類中定義的方法沒有特殊聲明，都是實(shí)例方法。類的所有方法都應(yīng)至少有一個(gè)名為self的參數(shù)，并且必須是方法的第一個(gè)參數(shù)。參數(shù)self代表將來要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象本身，在外部通過“對(duì)象名.方法名()”調(diào)用實(shí)例方法時(shí)并不需要傳遞這個(gè)參數(shù)；如果在外部通過“類名.方法名()”調(diào)用實(shí)例方法，則需要顯式地為參數(shù)self傳值。在類的實(shí)例方法中訪問實(shí)例成員時(shí)，需以“self.實(shí)例成員”形式訪問，訪問類成員時(shí)需以“類名.類成員”形式訪問。2702.?類方法類方法是屬于類的方法，不屬于任何實(shí)例對(duì)象。類方法主要模擬__init__構(gòu)造方法在定義類的時(shí)候使用類的屬性或者給類的屬性賦值。類方法以cls作為第一個(gè)參數(shù)表示該類自身，使用方法與self類似。在類中定義類方法時(shí)用@classmethod修飾。2713.?靜態(tài)方法與類方法相似，靜態(tài)方法不屬于任何實(shí)例對(duì)象，它只屬于類。靜態(tài)方法主要存放邏輯性的代碼，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、單純的方法。在類中定義靜態(tài)方法時(shí)用@staticmethod修飾。靜態(tài)方法可以沒有任何參數(shù)。同樣，靜態(tài)方法既可以通過“類名.方法名()”形式訪問，也可以通過“對(duì)象名.方法名()”形式訪問，與類方法相同，靜態(tài)方法中也只能訪問類成員，而不能訪問實(shí)例成員。272三、訪問權(quán)限1.?公有的公有的類成員可以在任何地方被訪問，其成員兩側(cè)不帶下畫線，形如

×××。2.?受保護(hù)的受保護(hù)的類成員可以被其自身及其子類訪問，其成員以單下畫線開頭，形如_×××。2733.?私有的私有的類成員只能被其定義所在的類訪問，其成員以雙下畫線開頭，形如__×××。4.?特殊成員特殊成員的兩側(cè)各有雙下畫線，形如__×××__，為系統(tǒng)定義的特殊成員，如構(gòu)造方法__init__等。274類的繼承第四節(jié)2751.?了解繼承的含義。2.?掌握繼承的定義格式。3.?能調(diào)用父類方法。276一、繼承關(guān)系在程序中，繼承描述的是事物之間的所屬關(guān)系，一般來說，子類是基類的特殊化。如圖所示，父類為學(xué)生，小學(xué)生、初中生、高中生和大學(xué)生都是父類派生而來的子類。277繼承關(guān)系二、繼承的定義格式繼承的語法格式：class子類名(父類名1[,父類名2…]):

子類成員定義父類寫在括號(hào)內(nèi)，如果子類有多個(gè)父類，則需要全部寫在括號(hào)內(nèi)并用逗號(hào)“，”分隔，括號(hào)后緊跟冒號(hào)。278三、父類方法的調(diào)用子類除了可以繼承父類成員外，還可以添加自己的一些成員。如果需要在子類中調(diào)用父類的方法，可以使用內(nèi)置方法“super().方法名”或通過“父類名.方法名()”方式來實(shí)現(xiàn)。四、多繼承在Python中支持多繼承，如果父類中有相同的方法名，而在子類中使用時(shí)沒有指定父類名，則Python解釋器將按順序從左向右進(jìn)行搜索。279類的封裝和多態(tài)第五節(jié)2801.?了解類的封裝的含義。2.?了解類的多態(tài)的含義。281一、類的封裝在Python中，類的封裝是指將類的某些部分（屬性、方法）隱藏起來，稱為私有屬性或方法。實(shí)例化的對(duì)象不能直接使用被封裝的方法和屬性。封裝具有一定的保護(hù)作用，可以隱藏對(duì)象的屬性和方法。在Python中，封裝的格式在本章的第三節(jié)訪問權(quán)限中已提及，即私有的方法或?qū)傩裕趯傩院头椒Q上加雙下畫線“__”前綴，完成封裝。282二、類的多態(tài)多態(tài)是面向?qū)ο缶幊痰挠忠惶匦浴Ｋ^多態(tài)，是指不同的類中使用相同的方法名實(shí)現(xiàn)不同的功能。子類繼承父類的成員，可以重寫父類的成員方法，使其滿足自己的需求，這就是多態(tài)的表現(xiàn)形式。在Python中，主要通過重寫父類方法來實(shí)現(xiàn)多態(tài)。283第八章文件與異常284285第一節(jié)文件的基本操作第二節(jié)文件與目錄操作第三節(jié)異常處理文件的基本操作第一節(jié)2861.?了解文件操作的類型。2.?能打開與關(guān)閉文件。3.?能讀寫文本文件。287一、文件的打開與關(guān)閉1.?文件的打開——open?(?)?函數(shù)格式：open?(file,?mode="r",buffering=-1,?encoding=None,?errors=None,?newline=None,?closefd=True,?opener=None)?功能：以指定的模式打開指定文件。說明：（1）file：文件路徑及文件名，可使用相對(duì)路徑或絕對(duì)路徑。（2）mode：文件的打開模式，默認(rèn)值為“r”，即只讀模式。文件打開模式見下表。以不同模式打開文件時(shí)，文件指針的初始位置有所不同。以“只讀”和“只寫”模式打開時(shí)，文件指針的初始位置是文件頭；以“追加”模式打開文件時(shí)，文件指針的初始位置是文件尾。288289文件打開模式（3）buffering：指定讀寫文件的緩存模式。0表示不緩沖，1表示行緩沖，如大于1則表示緩沖區(qū)的大小。默認(rèn)值為

-1，表示使用系統(tǒng)默認(rèn)的緩沖區(qū)大小。（4）encoding：指定文件的編碼方式，只適用于文本模式，可以使用Python支持的任何格式。（5）errors：指定如何處理編碼和解碼錯(cuò)誤。（6）newline：區(qū)分換行符，只適用于文本模式，取值可以是None、""、\n、\r、\r\n。（7）closefd：根據(jù)傳入的file參數(shù)類型，設(shè)置文件是否在文件對(duì)象的close?(?)?方法中被關(guān)閉。（8）opener：自定義打開文件方式。2902.?文件的關(guān)閉——close?(?)?函數(shù)在絕大多數(shù)情況下，打開文件和關(guān)閉文件是一對(duì)標(biāo)配操作。如果不關(guān)閉打開的文件，則打開的文件對(duì)象會(huì)一直留存在內(nèi)存中，若打開的文件多了，容易出現(xiàn)內(nèi)存溢出等錯(cuò)誤。格式：文件對(duì)象.close?(?)?功能：將緩沖區(qū)的內(nèi)容寫入文件，同時(shí)關(guān)閉文件，并釋放文件對(duì)象。說明：文件對(duì)象是指用open?(?)?函數(shù)打開后返回的對(duì)象。291二、文本文件的讀寫操作1.?寫操作Python中提供了多種方法進(jìn)行文本文件的寫操作。（1）write?(?)?方法格式：文件對(duì)象.write?(s)功能：將字符串s寫入文件中。說明：write?(?)?方法的返回值為寫入的字符數(shù)；在寫模式下打開一個(gè)已經(jīng)存在的文件時(shí)，將清除原文件的內(nèi)容，若要保留原文件的內(nèi)容，可以采用追加模式；寫入內(nèi)容時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)添加換行符，如需換行，可在字符串s中加入相應(yīng)的換行符。292（2）writeline?(?)?方法格式：文件對(duì)象.writeline?(slist)功能：將字符串列表slist寫入文本文件中。說明：如果需要一次寫入多個(gè)字符串，可將所有字符串放入一個(gè)列表中。該方法不會(huì)自動(dòng)添加換行符，也沒有返回值。2932.?讀操作Python中提供了多種方式來讀取文本文件中的內(nèi)容。（1）read?(?)?方法格式：文件對(duì)象.read?([size])功能：從文本文件中讀取內(nèi)容。說明：從文件對(duì)象中讀取size個(gè)字符的內(nèi)容，若省略size，則表示讀取所有內(nèi)容，返回值為字符串。294（2）readline?(?)?方法格式：文件對(duì)象.readline?(?)?功能：從文本文件中讀取一行內(nèi)容，返回值為字符串。（3）readlines?(?)?方法格式：文件對(duì)象.readlines?(?)?功能：從文本文件中讀取全部內(nèi)容，返回值為字符串列表。295三、文件的常用屬性和方法1.?常用屬性文件的常用屬性見下表。296文件的常用屬性2.?方法除了打開、關(guān)閉和讀寫操作外，文件還有一些其他常用的內(nèi)置方法，見下表。297文件常用的內(nèi)置方法四、上下文管理語句with在程序中即使編寫了關(guān)閉文件的代碼，也無法保證文件一定能正常關(guān)閉。若在文件打開之后、關(guān)閉之前出現(xiàn)錯(cuò)誤，將無法正常關(guān)閉文件。因此，在管理文件對(duì)象時(shí)推薦使用上下文管理語句with，可以有效地避免文件非正常關(guān)閉的問題。上下文管理語句with可自動(dòng)管理資源，能保證文件被正確關(guān)閉，可以在代碼塊執(zhí)行完畢自動(dòng)還原進(jìn)入該代碼塊的上下文，常用于文件操作、數(shù)據(jù)庫連接、網(wǎng)絡(luò)通信連接等場合。298

文件與目錄操作第二節(jié)2991.?了解os、os.path模塊的常用文件和目錄操作方法。2.?能獲取文件的各種屬性，完成路徑的常見操作。300一、os模塊為方便文件與目錄操作，Python中的os模塊提供了一些常用方法，見下表。301os模塊的常用方法二、os.path模塊os.path模塊主要用于獲取文件的屬性以及進(jìn)行路徑操作，常用方法見下表。302os.path模塊常用方法303os.path模塊常用方法異常處理第三節(jié)3041.?了解程序錯(cuò)誤的類型。2.?了解程序異常的類型。3.?能用try…except…結(jié)構(gòu)、try…except…else結(jié)構(gòu)和try…except…else…finally結(jié)構(gòu)捕獲并處理異常。305一、程序錯(cuò)誤的類型1.?語法錯(cuò)誤語法錯(cuò)誤是指因不符合語法規(guī)則而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，如標(biāo)識(shí)符命名錯(cuò)誤、不正確的縮進(jìn)等，這類錯(cuò)誤在編輯或解釋時(shí)就會(huì)被檢測出來，一旦產(chǎn)生這種錯(cuò)誤，程序?qū)o法運(yùn)行。2.?運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤在程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤而導(dǎo)致程序異常中斷，這類錯(cuò)誤為運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。出現(xiàn)這類錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)終止程序運(yùn)行，然后報(bào)錯(cuò)。3063.?邏輯錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤又稱語義錯(cuò)誤，雖然程序并不提示任何語法錯(cuò)誤，也沒有異常，但最終程序運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致。異常處理主要針對(duì)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤進(jìn)行處理，語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤可以通過程序員在設(shè)計(jì)及編寫程序時(shí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并規(guī)避。307二、程序異常的類型程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的每個(gè)異常都對(duì)應(yīng)著一個(gè)異常類，Python中的異常類有很多，常見的異常類見下表。308Python中常見的異常類309Python中常見的異常類二、程序異常的類型1.?try…except…結(jié)構(gòu)語法格式：try:

try代碼塊except?[異常?as?ex]:

except代碼塊功能：異常處理。310說明：try子句中的代碼塊包含可能會(huì)引發(fā)異常的語句，而except子句則用來捕捉相應(yīng)的異常。如果try子句中的代碼引發(fā)異常并被except子句捕捉，則執(zhí)行except子句代碼塊；如果try子句中的代碼沒有出現(xiàn)異常，則執(zhí)行異常處理結(jié)構(gòu)之后的代碼。ex表示捕捉到的錯(cuò)