物件導向程式設計 (OOP) 原則的全面概述-Python教學-PHP中文網

物件導向程式設計 (OOP) 原則的全面概述

Susan Sarandon

發布： 2024-09-27 06:27:30

原創

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Comprehensive Overview of Object-Oriented Programming (OOP) Principles

物件導向程式設計（OOP）是一種圍繞著「物件」概念的程式設計範例，「物件」是類別的實例。它專注於使用物件來設計和建立軟體，以模擬現實世界系統的方式組織數據和行為。 OOP 的特徵有四個主要概念：

1. 類別和物件

類別：定義物件的結構和行為（方法）的藍圖或範本。它指定資料屬性（也稱為欄位或屬性）和對資料進行操作的函數（方法）。
Object：類別的實例。定義類別時，在建立該類別的物件之前不會分配記憶體。每個物件都可以有自己的類別屬性值。

範例：

   class Car:
       def __init__(self, make, model):
           self.make = make
           self.model = model

       def drive(self):
           print(f"The {self.make} {self.model} is driving.")

   # Creating an object of class Car
   my_car = Car("Toyota", "Corolla")
   my_car.drive()  # Output: The Toyota Corolla is driving.

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2. 封裝

封裝是將資料（屬性）和在類別中操作該資料的方法（函數）捆綁在一起的概念，同時限制對某些物件元件的存取。這是透過將資料設為私有（或受保護）並提供公共方法來存取或修改該資料（如果需要）來實現的。它有助於控制資料的修改方式並降低意外副作用的風險。

範例：

   class BankAccount:
       def __init__(self, balance):
           self.__balance = balance  # Private attribute

       def deposit(self, amount):
           self.__balance += amount

       def get_balance(self):
           return self.__balance

   account = BankAccount(1000)
   account.deposit(500)
   print(account.get_balance())  # Output: 1500

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3. 繼承

繼承允許一個類別（稱為子類別或子類別）從另一個類別（稱為超類別或父類別）繼承屬性和方法。這促進了程式碼重用並在類別之間建立了自然的層次結構。

範例：

   class Animal:
       def speak(self):
           print("Animal speaks")

   class Dog(Animal):  # Dog inherits from Animal
       def speak(self):
           print("Dog barks")

   my_dog = Dog()
   my_dog.speak()  # Output: Dog barks

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在此範例中，Dog 繼承自 Animal，但重寫了 talk 方法以提供自己的實作。

4. 多態性

多態性允許透過公共介面將不同類別的物件視為同一類別的實例。這是透過方法重寫（子類別提供自己的在父類別中定義的方法的實現）或方法重載（同一類別中具有不同參數的相同方法名稱，儘管這在Python 中不太常見）來實現的。

範例：

   class Animal:
       def speak(self):
           raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method")

   class Cat(Animal):
       def speak(self):
           print("Cat meows")

   class Dog(Animal):
       def speak(self):
           print("Dog barks")

   animals = [Cat(), Dog()]

   for animal in animals:
       animal.speak()  # Output: Cat meows, Dog barks

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在本例中，Cat 和 Dog 都被視為 Animal 對象，但會呼叫它們特定的 talk 方法，體現了多態性。

5. 抽象

抽像是隱藏類別的複雜實作細節並僅公開基本特性和功能的概念。它允許用戶與更高級別的物件交互，而無需了解其內部工作原理的複雜細節，從而有助於管理複雜性。

範例：

   from abc import ABC, abstractmethod

   class Shape(ABC):
       @abstractmethod
       def area(self):
           pass

   class Rectangle(Shape):
       def __init__(self, width, height):
           self.width = width
           self.height = height

       def area(self):
           return self.width * self.height

   rect = Rectangle(10, 5)
   print(rect.area())  # Output: 50

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在這個例子中，Shape是一個抽象類，具有抽象方法area()。實際的實作在子類別 Rectangle 中提供。