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Python

實作前導課程：class & object Part I

2022 / 4 / 15

Tony

其實你已經看過class了?!

先前的課程教過type()函式，
可以回傳指定物件的型態
但你有認真看那個"型態"是甚麼嗎?

Example 








x = 10
name = "Tony"
def Say_Hi():
    print("Hi")

print(type(x)) #<class 'int'>
print(type(name)) #<class 'str'>
print(type(Say_Hi)) #<class 'function'>

他們的資料型態前面都有一個class，代表
int, str等等的資料型態其實都是不同的class(類別)
而這些值、變數則都是那些Class的物件(object)

有時候我們會需要更複雜，但是Python沒有內建的資料結構
這個時候就要自己寫一個class出來





class Dog
class Students
class Course
...

寫寫看簡單的class

我們可以寫一個簡單的class來玩玩看






class Dog:
    def __init__(self, name , age , color):
        pass
    def speak(self):
        print('Bark')

__init__函式：有這個class的物件被創造的時候會自動執行的函式

class裡面的函式，多數時候第一個引數都會是self，代表執行該函式的物件





def __init__(self, name, age, color):
    self.name = name
    self.age = age
    self.color = color

宣告物件並跟函式互動



Sam = Dog("Sam", 16, "Black")
Sam.speak() # "Bark"

class之間的互動

有的時候你會需要不同的複雜資料結構彼此幫忙
以"課程"跟"學生"為例

模板 

































# Multiple classes interaction
class Student:
    def __init__(self, name, age, grade):
        self.name = name
        self.age = age
        self.grade = grade # 0 ~ 100

    def get_grade(self):
        return self.grade


class Course:
    def __init__(self, name, max_students):
        pass

    def add_student(self, student):
        pass
    
    def get_average_grade(self):
        pass
    
if __name__ == '__main__':

    s1 = Student('Tim', 16, 90)
    s2 = Student('Tony', 17, 85)
    s3 = Student('Max', 20, 65)

    course = Course('Physics', 2)
    course.add_student(s1)
    course.add_student(s2)
    print(course.students)
    print(course.students[0].name)
    print(course.get_average_grade())

__init__:
設定課程名稱、學生上限、參加的學生(用一個list儲存)





def __init__(self, name, max_students):
        self.name = name
        self.max_students = max_students
        self.students = [] # We can create an attribute that is not one of the parameters.

add_student():
還沒滿人時，把要參加的學生加進課程裡面






    def add_student(self, student):
        if len(self.students) < self.max_students:
            self.students.append(student)
            return True
        return False

get_average_grade():
算出學生們的平均分數







    def get_average_grade(self):
        value = 0
        for student in self.students:
            value += student.get_grade()
        
        return value / len(self.students)

完整Code






























# Multiple classes interaction

class Student:
    def __init__(self, name, age, grade):
        self.name = name
        self.age = age
        self.grade = grade # 0 ~ 100

    def get_grade(self):
        return self.grade

class Course:
    def __init__(self, name, max_students):
        self.name = name
        self.max_students = max_students
        self.students = [] # We can create an attribute that is not one of the parameters.

    def add_student(self, student):
        if len(self.students) < self.max_students:
            self.students.append(student)
            return True
        return False
    
    def get_average_grade(self):
        value = 0
        for student in self.students:
            value += student.get_grade()
        
        return value / len(self.students)

繼承 Inheritance

想像你想要寫\(n\)個class，分別代表\(n\)種課程
它們都有名稱、短介紹、開課人數
其中有\(k\)種課程要收費，\(m\)種課程只開放半年
想想看要怎麼寫?

你可以一個一個像這樣:










class AI_Crash_Course:
    def __init__(self, intro, max_student, date, tuition_fee):
        self.intro = intro
        self.max_student = max_student
        self.date = date
        self.tuition_fee = tuition_fee
    def get_grade(self):
        ...
    #以下忽略N行

但是這樣太慢了，而且太多行了，好複雜
有沒有更方便的寫法?

繼承：讓一個子類別(Chind_clsss)可以使用母類別(Parent_class)所有的函式，但不用全部寫出來
並且接受子類別自己重新調整、更新母類別寫過的函式

舉例：我要寫兩個class分別代表狗跟貓
他們都有名字、年紀、顏色，也都會叫
所以我先寫一個寵物class讓他們繼承






class Pet:
    def __init__(self, name, age, color):
        self.name = name
        self.age = age
        self.color = color

繼承的寫法：把Parent_class寫在Child_class的名稱後面，用小括號包起來






class Dog(Pet):
    pass

class Cat(Dog):
    pass

使用Parent_class的函式：super()
super()代表現在這個class的Parent_class












class Dog(Pet):
    def __init__(self, name, age, color):
        super().__init__(name, age, color)
    def speak(self):
        print(f'I am {self.name} and I am {self.age} years old and I am {self.color}')
        
class Cat(Pet):
    def __init__(self, name, age, color):
        super().__init__(name, age, color)
    def speak(self):
        print(f'I am {self.name} and I am {self.age} years old and I am {self.color}')

為什麼要學class?

優點：

  • 方便處理"同一個東西有很多屬性"的專案
  • 可以分類函式、讓程式語言變得更一目了然








dog1_name = "Sam"
dog1_age = 16
...
# 如果需要一堆狗，你就會要打一堆有關的變數，出錯機率就會提高

dogs_name = ["Sam", "Apollo", ...]
dogs_age = [16, 16, ...]
#這種方法在刪除跟新增資料時會格外麻煩，還要特別花時間找到對的index
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