Python:从对象到类的编程范式

发布时间:2023-05-12

一、Python中的对象

Python中一切皆为对象,包括int、float、str等基本类型。除了基本类型,Python中的函数、模块、类、实例等都是对象,它们都拥有自己的属性和方法。 每个对象都有一个类型,可以通过type()函数获取。同时,可以通过dir()函数获取对象的属性和方法列表。例如:

a = 5
print(type(a)) # <class 'int'>
print(dir(a)) # ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']

二、Python中的面向对象编程

Python中的面向对象编程和其他语言比较类似,通过class关键字定义类,并且通过实例化类创建对象。在类中可以定义属性和方法,属性是对象的状态,方法是对象的行为。 在类中定义方法时,第一个参数一般是self,代表当前实例。当实例调用方法时,self会被自动传入方法中。 例如,下面是一个简单的计算器类:

class Calculator:
    def __init__(self):
        self.result = 0
    def add(self, num):
        self.result += num
    def subtract(self, num):
        self.result -= num
    def multiply(self, num):
        self.result *= num
    def divide(self, num):
        self.result /= num
calculator = Calculator()
calculator.add(5)
calculator.add(3)
calculator.multiply(2)
calculator.divide(4)
print(calculator.result) # 2.0

三、Python中的类编程范式

Python中的类编程范式包括面向对象编程、面向过程编程和函数式编程。Python中一切皆为对象,因此面向对象编程是最常用的一种编程范式。 面向过程编程是基于函数的编程范式,它将程序分解为若干个函数,每个函数负责一部分功能。它主要用于实现简单的顺序逻辑,缺点是可扩展性差。 函数式编程是基于函数的编程范式,它将函数看作是一等公民,可以作为参数、返回值以及其他数据类型一样的操作。函数式编程主要用于实现复杂的算法和数据处理,它的特点是可复用性和可扩展性强。 下面是一个使用面向对象、面向过程和函数式编程实现的斐波那契数列的例子:

# 面向对象编程
class Fibonacci:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
    def __iter__(self):
        self.current = 0
        self.next = 1
        return self
    def __next__(self):
        if self.current < self.n:
            result = self.current
            self.current, self.next = self.next, self.current + self.next
            return result
        else:
            raise StopIteration
fibonacci = Fibonacci(10)
for i in fibonacci:
    print(i)
# 面向过程编程
def fibonacci(n):
    current = 0
    next = 1
    result = []
    for i in range(n):
        result.append(current)
        current, next = next, current + next
    return result
print(fibonacci(10))
# 函数式编程
from functools import reduce
def fibonacci(n):
    result = []
    reduce(lambda x, _: result.append(x) or (x[1], x[0] + x[1]), range(n), (0, 1))
    return result
print(fibonacci(10))