# Day 29 : Object Oriented Programming - Python
## 前言
要瞭解Golang如何實現物件導向，就要先瞭解什麼是物件導向，而要如何開始進入這個主題呢，我想就先就自己在WeHelp最先接觸的兩種語言Python、JavaScript開始說起好了

## 物件導向
物件導向是一種程式撰寫的典範(programming paradigm)，某些程式語言會遵循此風格來做設計，最經典的莫過於Java和C++。其核心概念為Class(類別)和Object(物件)，目標是透過Object來模擬真實事件的事物，且物件還會包含Attribute(屬性)和Method(方法)，屬性為該事物有關的特質或是相關資訊，方法則是讓我們用來操作事務。

Class就像個設計圖，主要用透過自行定義的**屬性**和**方法**來描述某件事情，可以看成一種規格，你滿足了這些規格才能做出設計圖所要的產品；Object則為透過Class裡面描述的規格所實現出來的東西，

先列舉一些生活的例子，再進入程式碼實作階段
| Class | Object | Attribute | Method |
|:----------:|:--------------------:|:---------------------:|:----------------------:|
| 建築設計圖 | 各種實體建築物 | 價格、面積、房齡 | 裝修、拆除 |
| 車子 | Mercedes, BMW, Tesla | 品牌、加速度、馬力 | 加速、煞車、迴轉 |
| 銀行 | 富邦、中信、台新 | 名字、營業額、地址 | 存款、取款、轉帳 |
| 電腦 | ASUS、Acer、Mac | 顯示器、CPU、硬碟大小 | 播放音樂、顯示網頁畫面 |
| 寵物 | 狗、貓、烏龜 | 品種、年齡、顏色 | 跑、叫、吃 |

## 定義

在Python裡面所有資料類型都是物件，而軟體工程師也可以自己定義資料類型，這種自創的資料類型就稱為類別(Class)。
這邊當然先以我最喜歡的狗狗貓貓為例，如果我們想要得到一個貓的物件，就必須先訂一個寵物的設計圖(Class)。裡面會定義品種、顏色、年齡三個屬性，以及run、speak、eat三個方法，最後在第14行透過實體化物件得到一個貓貓，而變成物件後，就可以使用原本在Class裡面定義的屬性和方法了。

class Pet():
    # 定義屬性
    breed="英短"
    color="橘色"
    age=7
    # 定義方法
    def run(self):
        print("I am running")
    def speak(self):
        print("I am speaking")
    def eat(self):
        print("I am eating")
        
# 實體化
cat = Pet()
# 物件就可以使用自訂義的方法屬性
cat.run()    # I am running
print(cat.age) # 7

接著可能會覺得有點奇怪，Pet這個class裡面的屬性都已經固定，這個不太像寵物設計圖吧，比較像產生一個貓的設計圖，所以要做些修改，讓它可以產生各種不同類的寵物。
我們可以在class裡面建立一個初始化的方法，當要實體化這個類別的物件時，`__init__()`這個方法就會自動執行，如在這裡有定義參數參數，之後在實體化的時候就要傳遞三個參數，如第12行

class Pet():
  # constructor
  def __init__(self,breed,color,age):
    # 屬性
    self.petBreed=breed  
    self.petColor=color  
    self.petAge=age      

  def run(self):
    print("I am running")

cat = Pet("英短","橘色",7)
cat.run()
print(cat.petAge)

介紹Python裡面最基本的class和object的使用後，也需要瞭解OOP四個特性，分別為繼承(Inheritance)、封裝(Encapsulation)、多型(Polymorphism)、抽象化(Abstaction)

## 繼承(Inheritance)
繼承就像字面上的意思一樣，你可以繼承你爸爸的東西。在物件導向的設計裡面，類別是可以繼承的，被繼承的類別稱為父類別(parent class)，繼承的類別稱為子類別(child class)，其特點就是子類別會擁有父類別**公開的屬性和方法**。

這邊就先放棄常用的寵物，利用祖父、父與子可能比較有感覺

我們定義兩個類別，一個是祖父一個是父親，其中父親繼承了祖父的類別，也就是可以使用祖父公開的屬性和方法，所以當我們實體化一個jason物件，儘管類別是父親，但可以使用祖父的**屬性(lastName)**和方法**live()**。

class Grandfaher():
  lastName = "Wu"
  def live(self):
    print("I live in Taipei")
  def work(self):
    print("I am tired")

class Father(Grandfaher):
  age = 46
  def work (self):
    print("I am an enginner")

jason =Father()
jason.live()   # I live in Taipe
print(jason.lastName)  # Wu

說明完何謂繼承，再分享三個繼承的特性，多層繼承、多重繼承與方法(屬性)複寫

### Multi-Level Inheritance
先多新增一個Son的Class，Father類會繼承Grandfather類，Son類又會繼承Father類，這一層一層的繼承關係就是所謂的多層繼承，但使用多層繼層需要注意有什麼可能會造成屬性或方法不合邏輯，例如兒子john的年紀和他的工作就怪怪的，這時候可以用overridding的特型來解決。

class Grandfaher():
  lastName = "Wu"
  age = 70
  def live(self):
    print("I live in Taipei")
  def work(self):
    print("I am tired")

class Father(Grandfaher):
  age = 46
  def work (self):
    print("I am an enginner")


class Son(Father):
  def play(self):
    print("I play baseball in MLB")


john=Son()
john.live()           # I live in Taipei
john.work()           # I am an enginner
print(john.lastName)  # Wu
print(john.age)       # 46

### Method (Attribute) overriding
在繼承的時候如果有名字一樣的方法或是屬性，會覆蓋掉上一層的規定，例如我在原本Son的類別新增一樣的age屬性，和work方法，就會覆蓋掉原本在Father類別裡面的規定，得到的結果也比較合乎邏輯。

class Son(Father):
  age =24 
  def work (self):
    print("I am a pitcher")
  def play(self):
    print("I play baseball in MLB")


john.live()           # I live in Taipei
john.work()           # I am a pitcher
print(john.lastName)  # Wu
print(john.age)       # 24

這時候大家誤會john了，他不想單純當一個投手，就像捷克隊的球員不只打經典賽還可以當醫師、工程師，john想要繼承他爸爸的工作，當一個工程師，則可以使用super()，來使用父類別的方法，修改如下

class Son(Father):
  age =24 
  def work (self):
    super().work()
  def play(self):
    print("I play baseball in MLB")


john.live()           # I live in Taipei
john.work()           # I am an enginner
print(john.lastName)  # Wu
print(john.age)       # 24

### Multiple Inheritance
多重繼承代表一個類別可以繼承兩個類別，但如果是同樣的方法或是屬性，會以先繼承的為主，如果兒子比較喜歡當老師，他會想先繼承媽媽的職業，因為把媽媽的類別方在第一個，最後使用work方法得到的結果就會跟媽媽一樣。

class Father(Grandfaher):
  age = 46
  def work (self):
    print("I am a enginner")

class Mother():
  age = 43
  def work (self):
    print("I am a teacher")


class Son(Mother,Father):
  age =24 


john=Son()
john.work()     # I am a teacher
print(john.age) # 24

## 封裝(Encapsulation)
如果有個方法或屬性只想在類別裡面被呼叫，不想被物件使用，可以在名稱前面加上兩個底線，定義為私有屬性和私有方法避免被操作，而這個概念就叫做封裝。
假設有個女兒的類別，她剛離職也不想讓別人知道她的年紀，儘管透過實體化，lily這個物件不會得到女兒現在的年齡和工作，只會得到她繼承爸爸的資訊。

class Father(Grandfaher):
  age = 46

  def work(self):
    print("I am a enginner")


class Daughter(Father):
  __age = 27

  def __work(self):
    print("I'm preparing for a test")


lily=Daughter()
lily.work()           # I am a enginner
print(lily.age)       # 46
print(lily.lastName)  # Wu

## 多型(Polymorphism)
同一個類別被具體化為物件後，儘管是呼叫同一個屬性或是同一個方法，但因為是來自不同的物件所以不會受影響。

假如多年之後，john發現他爸爸有個私生兒子，他年紀也比他大，同時也在MLB打球，但跟john不同，tony是個打者，可以發現儘管在tony這個物件修改了屬性和方法，但仍然不影響john本身。

class Son(Father):
  age = 24

  def work(self):
    print("I am a pitcher")

  def play(self):
    print("I play baseball in MLB")

john = Son()

tony = Son()
tony.age=30
tony.work = lambda: print("I am a hitter")
print(tony.age)  # 30
print(john.age)  # 24
tony.work()      # I am a hitter
john.work()      # I am a pitcher

## 抽象 (Abstraction)
這個特性目前感覺就是跟著文章去瞭解，但還沒有很清楚其優點，如果剛好有讀者看到再麻煩指點指點。

有時候定義一個類別的時候，雖然有定義方法，但並不一定要去實作細節，因為可能不同子類別會有不同實踐的方法，因此我們可以再父類別先做抽象化就好。

而在Python裡面，想要定義一個抽象類別，要透過繼承標準套件 abc 中的 ABC 類別（顧名思義就是 ABstract Class）與 @abstractmethod 裝飾器，來實現一個包含抽象方法、並且**不能初始化**的類別，有抽象方法的類別稱為抽象類別，且要抽象類別不能實體化為物件(如第20行)，實作程式碼如下，

from abc import ABC, abstractmethod

class Father(ABC):
    lastName = "wu"
    age = 46

    @abstractmethod
    def work(self):
        pass

class John(Father):
    age = 24

    def work(self):
        print("I am a pitcher")

    def play(self):
        print("I play baseball in MLB")

jose = Father() # TypeError
        
john = John()
john.work()  #  I am a pitcher
print(john.lastName) # Wu

## References
1. [什麼是物件導向程式設計 (Object-oriented programming)](https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10265795)
2. [Object-oriented Programming in 7 minutes | Mosh](https://www.youtube.com/watch?v=pTB0EiLXUC8)
3. [物件導向程式設計四大支柱之三與四：抽象與多型](https://datainpoint.substack.com/p/7e4)
4. [Python多型(Polymorphism)實用教學](https://www.learncodewithmike.com/2020/01/python-polymorphism.html)
5. [30天把自己榨好榨滿的四週四語言大挑戰！- Day13談談抽象這件事](https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10223079)

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