Среди востребованных языков программирования сегодня выделяется Питон. Он относится к высокоуровневым, со строгой типизацией данных. Python имеет мощный функционал, который позволяет управлять памятью устройства при компиляции программного обеспечения.

Язык имеет понятный и простой синтаксис, а также выделение блоков кодификации посредством отступов. Последние помогают определять вложенность операций и функций.

Для того, чтобы писать на Питоне приложения, нужно не только хорошо знать его особенности, но и использовать классы, объекты, а также наследование и полиморфизм. Все это необходимо усвоить каждому разработчику.

В данной статье речь зайдет об особенностях Python, сферах его применения на практике. Будет разобран принцип составления кода, а также работа с классами и объектами. Предложенную информацию сможет использовать как новичок, так и опытный программист.

Преимущества и недостатки языка

Существующие данные указывают на то, что Питон – популярный и удобный язык программирования. Он выделяется:

  • наличием концепций объектно-ориентированного программирования;
  • мощным функционалом;
  • понятным даже новичкам синтаксисом, в основе которого заложен английский;
  • полиморфизмом;
  • работой с классами и объектами;
  • высокой востребованностью;
  • кроссплатформенностью – с его помощью удастся написать софт под любую платформу;
  • совместимостью со всеми современными операционными системами;
  • открытым исходным кодом;
  • бесплатным распространением.

Найти разработчика, который специализируется только на Python крайне трудно. Такие специалисты востребованы на рынке труда по всему миру.

Недостатки

К минусам языка относят:

  • относительно медленную работу;
  • отсутствие большого количества перспектив для процессорной оптимизации.

Это приводит к тому, что для крупных и масштабных, «тяжелых» проектов Питон не подходит. Такие утилиты будут загружать операционную систему и тормозить ее. Но, если удастся решить проблему дефицита возможностей для статического анализа кода, на выходе будет безопасное и надежное приложение.

Сферы применения

Прежде чем разбирать классы и объекты в Python, а также иные особенности ООП, нужно выяснить, где соответствующий язык применяется. Он имеет общее назначение, что позволяет задействовать оный в разных в случае, когда требуется написать:

  • веб-страницу;
  • браузерный софт;
  • игры (мобильные, компьютерные);
  • ПО для бизнес-аналитики;
  • «офисные» программы;
  • разнообразные фичи;
  • математический контент;
  • универсальные приложения, расширяющие возможности системы;
  • ПО для системного администрирования и служб ОС.

В случае с играми предстоит подучить другие языки. Примеры – C++, C, Java. У создаваемой игрушки «только на Питоне» будут ограничены возможности. Связано это с тем, что он (programming language) имеет не все функции и возможности для подобных утилит. Зато оный прекрасно интегрируется с перечисленными языками, давая больше перспектив разработке.

Ключевая терминология – что знать каждому

Задумываясь над классами, а также иными элементами программного кода Питона, каждый разработчик должен разобраться с ключевой терминологией. Она универсальна и подойдет для любого ЯП с поддержкой ООП.

Имеет смысл запомнить следующие данные и определения:

  1. Алгоритмы – инструкции и правила, необходимые для решения поставленной задачи.
  2. API – интерфейс прикладного программирования. Представлен правилами и процедурами, которые помогают создавать программы. Поддерживают обращение со сторонними службами системы.
  3. Аргументы – значения, передаваемые в функции или команды.
  4. Символ – элементарная единица отображения информации. Равна одной символьной или буквенной записи.
  5. Объект – связанные переменные, константы, а также иные структурные данные. Они могут быть выбраны и обработаны совместно.
  6. Класс – набор связанных объектов с одинаковыми (общими) свойствами.
  7. Константа – значение, которое в процессе выполнения приложения не подлежит изменениям. Остается неизменным на протяжении всего жизненного цикла ПО.
  8. Тип данных – классификация информации того или иного вида.
  9. Массивы – списки, а также группы похожих типов значений электронных материалов. Они подлежат предварительной группировке. У всех значений в пределах массива один и тот же тип данных. Их отличие заключается в положении в пределах множества.
  10. Фреймворк – готовые блоки кода, необходимые для облегчения разработки.
  11. Итерация – один проход через набор функций и операций, работающих с кодификацией.
  12. Ключевое слово – зарезервированное слово программой или ЯП с особым значением. Необходимо для выполнения определенного спектра задач. Могут выражаться командами и параметрами. Зарезервированные слова нельзя использовать для имен переменных в приложении.
  13. Оператор – объект, который умеет управлять разного рода операндами.
  14. Операнд – элемент, которым можно управлять при помощи имеющихся операторов.
  15. Переменные – элементарные единицы хранения памяти. Они могут быть отображены, сохранены или скорректированы при необходимости.
  16. ЯП высокого уровня – позволяет вести разработку, независимо от ОС. Для понимания полученной кодификации ее предварительно необходимо перевести в машинное «исполнение».
  17. ЯП низкого уровня – напоминает машинный. Отвечает за обеспечение некой абстракции концепций программирования. Менее понятен среднестатистическому юзеру.
  18. Синтаксис – набор правил относительно вопроса передачи операторов.

Все это – база, без которой использовать классы, наследование, а также массивы и иные компоненты Питона будет весьма проблематично.

Объектно-ориентированное программирование

Python – не только высокоуровневый язык. Он имеет поддержку нескольких парадигм программирования, включая ООП.

Это – методология коддинга. В ее основе заложено представление программы через совокупность объектов, каждый из которых выступает экземпляром определенного класса. Классы будут образовывать иерархию наследования. Здесь создание ПО основывается на связи объектов, а не на «чистой» логике и математике.

Принципы ООП

Изучая наследование в Python и иные особенности ООП, нужно понимать принципы соответствующей методологии. Всего их 4. Каждый обладает ключевыми особенностями.

Абстракция

Так называют выделение основных, наиболее значимых характеристик объекта с последующим игнорированием второстепенных.

Любой объект в мире составного характера – абстракция. Примеры – ноутбук и его применение. Всем понятно, что это и для чего применяется. А вот непосредственный его состав вроде плат и микросхем не так волнуют пользователей.

Полиморфизм

Полиморфизм – это возможность нескольких реализаций в пределах одной и той же идеи. Пример – есть класс «Персонаж». У него – метод под названием «Атака». Тогда:

  • воин будет выполнять манипуляцию мечом или булавой;
  • лучник – луком/арбалетом;
  • маг – посохом.

Все это – методы атаки, но в программном коде операции реализовываются разными способами.

Немного о наследовании

Наследование – способность класса расширять понятие другого класса. Главный механизм повторного использования кода в объектно-ориентированном программировании.

При наследовании появляется «родитель» — класс, от которого перенимаются свойства, а также «дочерний класс» или «наследник» — то, чему присваиваются соответствующие «параметры».

Инкапсуляция

Принцип, позволяющий обеспечивать безопасность и управление сложностью кодификации. Она будет блокировать доступ к деталям сложных концепций. Абстракция позволяет рассматривать элементы с общего «ракурса», а инкапсуляция – с любого другого.

Работа с классами

Чтобы должным образом изучить наследование в Python, а также иные важные аспекты разработки, стоит начать с рассмотрения классов. Это – своеобразная сущность. Ее конкретным воплощением выступает объект.

Если провести аналогию, можно рассмотреть пример: все знают факторы, которые являются принадлежащими человеку. Сюда относят:

  • имя;
  • возраст;
  • фамилию;
  • отчество;
  • цвет глаз;
  • длину волос и так далее.

Люди умеют выполнять разнообразные действия: бегать, прыгать, плавать, думать и не только. Все это – представление, которое подразумевают некий набор действий и характеристик. Они и носят название классов.

Конкретизация воплощения соответствующего шаблона может отличаться. Пример – у каждого человека есть собственное имя. Реально существующая личность – это и есть объект класса «Люди».

Создание

Создание базового класса – простая операция в Питоне. Для этого нужно использовать ключевое слово class. Форма представления окажется такой:

class имя класса;

                атрибуты класса

                методы класса

Внутри класса будут определяться атрибуты, которые отвечают за хранение характеристики оного, а также методы. Это – функции класса.

Пример:

Питон: объекты и классы

Здесь происходит следующее:

  1. Определен класс Person. Это – условное представление человека.
  2. Атрибуты и методы отсутствуют.
  3. PASS – это ключевое слово, которое заменяет функционал. Оператор, который нужен для создания кода, но использовать его нет необходимости.

Это поможет при изучении объектов в Python. Работа с classes – база, без которой дальнейшая разработка невозможна.

Конструктор

Конструктор – это метод, который будет вызван при создании объектов. Он необходим для элементов, которые изначально должны иметь те или иные значения. Пример – пустые экземпляры класса «Студент» бессмысленны. Требуется иметь минимальный набор данных: фамилии или группы.

У Питона конструктор – это метод init. Он выглядит так:

Питон: объекты и классы

Об атрибутах

Каждый класс имеет собственный набор характеристик, который отвечает за описание сущности. Эти параметры носят название полей или атрибутов.

Могут быть:

  1. Статическими. Это – поля класса. Используются без пользования новым объектом. Конструктор здесь не пригодится.
  2. Динамическими. Представлены полями объекта. Будут заданы через конструктор. Нужно каждый раз создавать экземпляр, а полям – присваивать значения.

Вот пример работы с атрибутами:

Питон: объекты и классы

Если в кодификации задействованы атрибуты двух типов, они могут иметь одни и те же имена.

Методы

Метод – это функция заданного класса. Они будут определены в пределах class. Отвечают за поведение оного.

Вот наглядный пример:

class Person:       # определение класса Person
     def say_hello(self):
        print("Hello")
 
tom = Person()
tom.say_hello()    # Hello

Здесь:

  1. Определен метод say_hello. Он отвечает за приветствие.
  2. При обработки оного осуществляется вывод строчки на консоли.
  3. Во время определения метода требуется учесть, что все они должны принимать в качестве первого параметра ссылку на текущий объект. Установленные правила гласят, что такой элемент имеет обозначение self.

Обращение к методам осуществляется через имя объекта по форме: объект.метод ([параметры метода]).

Self – что это

Self – зарезервированное слово в Python. Это – ссылка на текущий экземпляр класса. Имеет аналог в других ЯП в качестве this.

Принцип работы self можно проверить на примере с котами:

  1. Все кошачьи мурлыкают. Это прав утверждение.
  2. Соответствующая способность реализована в классе «Кот» в качестве метода «Мурчать».
  3. Человек хочет, чтобы кот Пушок помурчал.
  4. Если задать команду «Кот.Мурчать», звуки подадут все животные этого типа. Здесь на помощь придет self.
  5. Метод будет вызван запросом self.Мурчать.

Это – элементарный алгоритм, который поможет понять принцип работы self. Это – основной элемент, с которым предстоит сталкиваться разработчику.

А вот пример получения доступа через self:

class Rectangle:
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
def area(self):
return self.width * self.height

Доступ и декораторы

Классификаторов доступа к полям класса нет. Это – одно из упущений инкапсуляции.

Декоратор – функция, которая представляет собой «обертку». В нее можно «завернуть» другой метод. Это поможет скорректировать функциональность кодификации без непосредственной замены кода.

Объекты и экземпляры

Изучая наследование классов в Python, важно разобраться с objects. Они не менее важны, чем понятие self и иные ключевики. Представлены конкретным экземпляром класса.

Создать объект легко. Вот пример:

class AirConditioner:
    def __init__(self, model, capacity):
        self.model = model
        self.capacity = capacity
    def turn_on(self):
        print('Now in the room will be cool')

# создадим объект класса Кондиционер
ballu = AirConditioner('BPAC-07', 785)
ballu.turn_on()

> Now in the room will be cool

Что там с атрибутами

У class атрибуты бывают динамическими и статическими. В случае с object инициализация производится так:

class MightiestWeapon:
    name = "Default name"
    def __init__(self, weapon_type):
        self.weapon_type = weapon_type
Питон: объекты и классы

Наследование

Некоторые элементы кода аналогичны друг другу за исключением нескольких моментов. Наследование – это определение сход и различий между подобными objects. Вот пример:

class Animal:
    def make_a_sound(self):
        print("Издаёт животный звук")

Известно, что коты – все роняют, а собаки – любят рыть землю. Тогда из родительского класса Animal можно создать два наследника:

class Cat(Animal):
    def drop_everything(self):
        print('Подъем, я все поронял!')

и:

class Dog(Animal):
    def dig_the_ground(self):
        print(‘Обожаю копать и рыть!')

Стоит обратить внимание на то, что в программировании есть предопределение. Для него у наследника требуется объявить метод с тем же названием, что и у базового класса.

Эти принципы наследования Python должен знать каждый.

Питон: объекты и классы