Python 程序設(shè)計語言項目化教程課件項目6 烏龜吃小魚

項目要求理解面向?qū)ο蟮母拍詈途幊趟枷?，類和對象定義以及它們的關(guān)系掌握創(chuàng)建類和對象的方法理解面向?qū)ο蟮娜筇匦裕⒄莆绽^承的使用掌握類屬性和實例屬性掌握構(gòu)造方法和析構(gòu)方法的使用方法了解類方法和靜態(tài)方法的使用面向?qū)ο箢惡蛯ο竺嫦驅(qū)ο笕筇匦灶悓傩院皖惙椒ㄓ螒蚰K——pygame

面向?qū)ο螅∣bjectOriented）是一種軟件開發(fā)方法。面向?qū)ο笫且环N對現(xiàn)實世界理解和抽象的方法，是計算機(jī)編程技術(shù)發(fā)展到一定階段后的產(chǎn)物，它的提出是相對于面向過程來講的。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（ObjectOrientedProgramming）方法是盡可能模擬人類的思維方式，使得軟件的開發(fā)方法與過程盡可能接近人類認(rèn)識世界、解決現(xiàn)實問題的方法和過程，也即使得描述問題的問題空間與問題的解決方案空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致，把客觀世界中的實體抽象為問題域中的對象。面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο竺嫦驅(qū)ο蠛兔嫦蜻^程的區(qū)別是：面向過程是一種以過程為中心的編程思想；面向?qū)ο笫且环N以對象為核心的編程思想。面向過程是分析出解決問題所需要的步驟，然后用函數(shù)把這些步驟一步一步實現(xiàn)；面向?qū)ο笫前褬?gòu)成問題事務(wù)分解成各個對象，然后對每一個對象進(jìn)行操作來實現(xiàn)。面向過程的核心是函數(shù)；面向過程的核心是類和對象。面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο蟮闹饕拍顚ο箢悢?shù)據(jù)抽象繼承動態(tài)綁定數(shù)據(jù)封裝消息傳遞多態(tài)性類和對象

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計以對象為核心，該方法認(rèn)為程序由一系列對象組成。類是對現(xiàn)實世界的抽象，包括表示靜態(tài)屬性的數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作，對象是類的實例化。對象間通過消息傳遞相互通信，來模擬現(xiàn)實世界中不同實體間的聯(lián)系。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計中，對象是組成程序的基本模塊。

Python語言從設(shè)計之初就已經(jīng)是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，因此Python中創(chuàng)建類和對象是很容易的。類和對象1.類的定義

類（Class）是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（OOP，Object-OrientedProgramming）中的概念，是面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)。類是一群物種的整體名稱，例如人類、動物類、植物類等等，在編程語言中類是一種用戶定義的引用數(shù)據(jù)類型，也稱類類型，類似于byte、short、int(char)、long、float、double等基本數(shù)據(jù)類型，不同的是它是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。它是具有相同或相似性質(zhì)的對象的抽象，本質(zhì)是數(shù)據(jù)類型，而不是數(shù)據(jù)，所以不存在于內(nèi)存中，不能被直接操作，只有被實例化為對象時，才會變得可操作。類和對象類的定義包括類的名稱，通常情況下首字母使用大寫字母，以區(qū)分類名與其他變量名類名用于描述事物的特征，例如狗的種類、顏色等特征屬性用于描述事物的行為，例如狗的叫聲、奔跑等行為方法類和對象

在Python中，使用class關(guān)鍵字定義一個類，其基本語法格式如下：

class類名：

類的屬性

類的方法如：定義一個狗類，代碼為：

classDog

#屬性

#方法

defeat(self):

print(‘狗喜歡吃肉！’)類和對象2.對象的創(chuàng)建

類是一群具有相同特征的事物，是不能具體指向某個東西的，而對象就是類的具體化，是類中具體的某個實物，所以說類是對象的抽象，對象是類的具體。類的屬性和方法是不能實現(xiàn)的，只有具體到對象才能實現(xiàn)。Python語言中，創(chuàng)建對象的基本語法格式是：

對象名=類名（）類和對象3.構(gòu)造方法和析構(gòu)方法

在Python程序中，有兩個特殊的方法，分別是構(gòu)造方法_init_()和析構(gòu)方法_del_()。構(gòu)造方法用于初始化對象的屬性，析構(gòu)方法用于釋放類和對象所占用的空間。構(gòu)造方法和析構(gòu)方法都是由編譯器隱式調(diào)用的。這些方法的調(diào)用順序取決于程序的執(zhí)行進(jìn)入和離開實例化對象時所在的那個作用域的順序。一般而言，析構(gòu)方法的調(diào)用順序和構(gòu)造方法的調(diào)用順序相反，但是，對象的存儲類可以改變析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序。

類和對象3.1構(gòu)造方法

構(gòu)造方法具有初始化的作用，也就是當(dāng)該類被實例化的時候就會執(zhí)行該方法，也就是當(dāng)一個對象被創(chuàng)建后，會立即調(diào)用構(gòu)造方法。

Python類中，手動添加構(gòu)造方法的語法格式如下：def__init__(self,...):

代碼塊類和對象3.2析構(gòu)方法

當(dāng)對象使用完以后需要刪除的時候，Python語言就會釋放類所占用的資源，此時Python解釋器會默認(rèn)調(diào)用一個析構(gòu)方法。析構(gòu)方法是當(dāng)對象在內(nèi)存中被釋放時，自動觸發(fā)執(zhí)行。此方法一般無需定義，因為python是一門高級語言，程序員在使用時無需關(guān)心內(nèi)存的分配和釋放，析構(gòu)方法的調(diào)用是由解釋器在進(jìn)行垃圾回收時是自動觸發(fā)執(zhí)行的。Python

類中，手動添加析構(gòu)方法的語法格式如下：def__del__(self):

代碼塊類和對象3.3構(gòu)造方法和析構(gòu)方法的注意問題：構(gòu)造方法和析構(gòu)方法的方法名中，開頭和結(jié)尾各有一個下劃線，且中間不能有空格。在Python語言中，如果不手動創(chuàng)建一個構(gòu)造方法，系統(tǒng)會自動為類添加一個僅包含self參數(shù)的構(gòu)造方法。在Python語言中，析構(gòu)方法也是可以省略的，因為Python有一個垃圾收集器，可以自動處理內(nèi)存管理。類和對象4.self的使用

在Python類中規(guī)定，函數(shù)的第一個參數(shù)是實例對象本身，并且約定俗成，把其名字寫為self。其作用相當(dāng)于java中的this，表示當(dāng)前類的對象，可以調(diào)用當(dāng)前類中的屬性和方法。面向?qū)ο蟮娜筇匦苑庋b繼承多態(tài)封裝

封裝，顧名思義就是將某些不想讓別人隨便修改的東西包裝起來，別人只能看到包裝的外表并且只能通過外表提供的接口進(jìn)行操作，而不需要知道內(nèi)部的原理并且不能直接修改內(nèi)部的東西。

在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，封裝就是將不想讓外部隨意修改的屬性進(jìn)行隱藏，僅對外公開接口，這樣在使用此類時，將無法直接以“類對象.屬性名”的形式調(diào)用這些屬性，而只能用未隱藏的類方法間接操作這些隱藏的屬性，以達(dá)到控制在程序中屬性的讀和修改的訪問級別的目的。面向?qū)ο蟮娜筇匦悦嫦驅(qū)ο蟮娜筇匦訮ython類中的變量和方法，不是公有的（類似public屬性），就是私有的（類似private），這兩種屬性的區(qū)別如下：public：公有屬性的類變量和類方法，在類的外部、類內(nèi)部以及子類（后續(xù)講繼承特性時會做詳細(xì)介紹）中，都可以正常訪問；private：私有屬性的類變量和類方法，只能在本類內(nèi)部使用，類的外部以及子類都無法使用。面向?qū)ο蟮娜筇匦訮ython沒有提供public、private這些修飾符。為了實現(xiàn)類的封裝，Python采取了下面的方法：默認(rèn)情況下，Python類中的變量和方法都是公有（public）的，它們的名稱前都沒有下劃線（_）；如果類中的變量和方法，其名稱以雙下劃線“__”開頭，則該變量（方法）為私有變量（私有方法），其屬性等同于private。2.繼承

面向?qū)ο缶幊?OOP)語言的一個主要功能就是“繼承”?，F(xiàn)實生活中，子女可以繼承父母的遺產(chǎn)，面向?qū)ο笾械睦^承跟這個類似，就是一個類可以直接使用另一個類的屬性和方法，而不需要重新定義。通過繼承創(chuàng)建的新類稱為“子類”或“派生類”，被繼承的類稱為“基類”、“父類”或“超類”，一般稱“父類”。Python語言的繼承有單繼承和多繼承兩種。面向?qū)ο蟮娜筇匦悦嫦驅(qū)ο蟮娜筇匦?.1單繼承

單繼承就是一個類只能有一個父類，也就是只能繼承自一個類，不能同時繼承多個類，但是一個父類可以同時有多個子類。

單繼承是繼承中比較常用的一種繼承，單繼承的基本語法格式如下：class子類名（父類名）

子類代碼塊人（父類）學(xué)生（子類）工人（子類）教師（子類）……單繼承的結(jié)構(gòu)圖面向?qū)ο蟮娜筇匦悦嫦驅(qū)ο蟮娜筇匦?.2多繼承

與Java語言不用，Python語言可以實現(xiàn)多繼承。例如：一個在職學(xué)生，他既是學(xué)生，又是工人，也就是既具有學(xué)生的屬性和方法，又具有工人的屬性和方法，因此可以說他有兩個父類，此時讓他同時繼承學(xué)生類和工人類即可，這就是多繼承。

多繼承的基本語法格式如下：

class子類名（父類1，父類2……）

子類代碼塊多繼承的結(jié)構(gòu)圖面向?qū)ο蟮娜筇匦詫W(xué)生（父類1）在職學(xué)生（子類）工人（父類2）……面向?qū)ο蟮娜筇匦?.3覆蓋和重寫

在繼承關(guān)系中，子類自動繼承父類的屬性和方法，但是有些時候子類繼承過來的屬性和方法需要有自己的名字和實現(xiàn)方式，此時可以在子類中對父類的屬性和方法進(jìn)行重新賦值或者重新寫入。一般屬性的重新賦值叫覆蓋，方法的重新寫入叫重寫。覆蓋和重寫時注意，子類需要覆蓋的屬性名稱必須與父類的屬性名完全相同，子類需要重寫的方法名和參數(shù)列表必須與父類的方法名和參數(shù)列表完全相同。面向?qū)ο蟮娜筇匦?.多態(tài)

多態(tài)（Polymorphism）按字面的意思就是“多種狀態(tài)”。在面向?qū)ο笳Z言中，多態(tài)就是可以使用相同的方法名實現(xiàn)不同的功能，就是說可以用一個方法名調(diào)用不同內(nèi)容(功能)的方法。Python的多態(tài)性是指：在不考慮實例類型的情況下使用實例，也就是說不同類型的實例有相同的調(diào)用方法，比如人、貓、狗等等只要是繼承了Animal就可以直接調(diào)用它的move()方法。面向?qū)ο蟮娜筇匦远鄳B(tài)的特點有：只關(guān)心對象的實例方法是否同名，不關(guān)心對象所屬的類型；對象所屬的類之間，繼承關(guān)系可有可無；多態(tài)的好處可以增加代碼的外部調(diào)用靈活度，讓代碼更加通用，兼容性比較強；多態(tài)是調(diào)用方法的技巧，不會影響到類的內(nèi)部設(shè)計。

類屬性和類方法Python

語言中一切皆是對象：classAAA:

定義的類屬于類對象，obj1=AAA()

創(chuàng)建的對象屬于實例對象。使用類創(chuàng)建出來的對象叫做類的實例，創(chuàng)建對象的動作叫做實例化，對象的屬性叫做實例屬性，對象調(diào)用的方法叫做實例方法。在程序執(zhí)行時，對象各自擁有自己的實例屬性，調(diào)用自己的實例方法，可以通過self訪問自己的屬性和調(diào)用自己的方法。在

Python

中，類是一個特殊的對象——

類對象，在程序運行時，類同樣會被加載到內(nèi)存，類對象在內(nèi)存中只有一份，使用一個類可以創(chuàng)建出很多個對象實例，除了封裝實例的屬性和方法外，類對象還可以擁有自己的屬性和方法，稱為類屬性和類方法，通過類名.

的方式可以訪問類的屬性或者調(diào)用類的方法。類屬性和類方法1.類屬性

類屬性就是類所擁有的屬性，通常用來記錄與這個類相關(guān)的特征，類屬性不會用于記錄具體對象的特征。類屬性需要在類中顯式的定義（位于類中所有方法的外部，定義在方法內(nèi)部的屬性是實例屬性），能被類的所有實例共用。定義類屬性的基本格式如下：class類名：

類屬性

def方法名（）：

實例屬性類屬性和類方法

類屬性既可以使用類名訪問，也可以使用實例名訪問，但是一般情況下我們提倡使用類名訪問類屬性。原因如下：使用實例名訪問類屬性時，可能會出現(xiàn)你不想要的結(jié)果。如果出現(xiàn)類屬性和實例屬性具有相同名稱，那么訪問類屬性只能使用類名，如果使用實例名則訪問到的是實例屬性。類屬性和類方法2.類方法

類方法就是針對類對象定義的方法，在類方法內(nèi)部可以直接訪問類屬性或者調(diào)用其他的類方法。其基本語法格式如下：class類名：@classmethoddef類方法名(cls):

方法體類屬性和類方法

類方法需要用修飾器@classmethod來標(biāo)識，告訴解釋器這是一個類方法。類方法的第一個參數(shù)應(yīng)該是

cls，由哪一個類調(diào)用的方法，方法內(nèi)的

cls

就是哪一個類的引用，這個參數(shù)和實例方法的第一個參數(shù)是

self

類似（使用其他名稱也可以，不過習(xí)慣使用

cls）。通過“類名.

類方法”名來調(diào)用類方法，調(diào)用方法時不需要傳遞

cls

參數(shù)，在方法內(nèi)部，可以通過

“cls.屬性”來訪問類的屬性，也可以通過

“cls.方法”調(diào)用其他的類方法。既可以通過類名調(diào)用類方法，也可以通過對象名調(diào)用類方法，這兩種方式是一樣的。游戲模塊—pygame模塊本項目是制作一個小游戲，因此還需要用到一個專門的游戲模塊——pygame模塊。pygame是Python專門用來制作游戲的一個模塊，可以顯示文字，繪制圖形（比如圓形、三角形等），顯示圖片，實現(xiàn)動畫效果，能夠與鍵盤、鼠標(biāo)、游戲手柄等外設(shè)交互，播放聲音，支持碰撞檢測。下面簡單了解本項目中pygame模塊中常用到的一些模塊和方法。游戲模塊—pygame模塊1.安裝pygame

由于Pycharm本身沒有游戲模塊，因此使用時首先需要安裝第三方庫pygame模塊，具體安裝步驟見教材。2.使用pygame模塊

在安裝好了pygame模塊以后，我們只需要在程序的開頭使用“importpygame”將它包含進(jìn)來即可以使用。在使用時，根據(jù)需要選擇pygame模塊中的函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。游戲模塊—pygame模塊pygame