第04章 面向对象的高级编程

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Python高级编程:掌握关键特性和应用Python是一种高级编程语言,它提供了许多强大的特性和库,使开发人员能够快速构建高效、可扩展和可靠的软件。

下面是一些Python的高级特性及其应用,以帮助您提高编程技能和生产力。

1.面向对象编程(OOP)Python是一种面向对象的编程语言,支持类和对象的概念。

通过使用类和对象,您可以更好地组织和管理代码,并使代码更易于理解和维护。

在Python中,类和对象的使用是如此自然和直观,以至于您可能会在不自觉中就使用了它们。

应用:设计复杂的软件系统、实现游戏逻辑、创建图形用户界面等。

2.列表推导式(List comprehension)列表推导式是Python中一个非常有用的特性,它允许您在一行代码中快速创建一个列表。

列表推导式不仅可以简化代码,还可以提高代码的可读性和可维护性。

应用:处理大量数据、生成随机数、执行数学运算等。

1.生成器(Generators)生成器是Python中一个非常有用的特性,它允许您创建迭代器对象,以便按需生成数据。

生成器可以在处理大量数据时节省内存并提高性能。

应用:处理大数据、实现算法优化等。

2.装饰器(Decorators)装饰器是Python中一个非常有用的特性,它允许您修改或增强函数或方法的行为。

装饰器可以在不修改原始代码的情况下添加额外的功能或日志记录。

应用:添加日志记录、性能测试、权限控制等。

3.上下文管理器(Context managers)上下文管理器是Python中一个非常有用的特性,它允许您定义一组语句的执行和撤销操作。

上下文管理器可以简化资源管理任务,如文件打开和关闭、线程锁等。

应用:处理文件I/O、线程同步、数据库连接等。

掌握这些Python的高级特性将使您更有效地使用Python编程语言,并提高您的生产力。

无论您是一名Python新手还是一名经验丰富的开发人员,都可以通过学习和实践这些高级特性来提高您的编程技能和水平。

Java程序设计基础知识

Java程序设计基础知识

Java程序设计基础知识Java是一种面向对象的编程语言,随着互联网的发展成为最为广泛使用的编程语言之一。

本文将从基础知识的角度,对Java程序设计进行详细介绍。

第一章:Java语言简介Java是由Sun Microsystems公司于1991年推出的一种高级编程语言,其特点是可移植性强、面向对象、安全性高等。

Java语言使用JVM(Java虚拟机)来实现跨平台的能力,即一次编写,到处运行。

第二章:Java开发环境搭建为了开始Java程序设计,需要安装Java开发工具包(JDK)和集成开发环境(IDE),如Eclipse、IntelliJ IDEA等。

本章将介绍如何下载、安装和配置Java开发环境。

第三章:Java基本语法Java语言有自己的语法规则和编码规范。

本章将介绍Java的数据类型、运算符、控制语句等基本语法,帮助读者掌握Java程序的编写和执行过程。

第四章:面向对象编程Java是一种纯粹的面向对象编程语言,本章将深入介绍Java的面向对象思想、类与对象、封装、继承、多态等概念。

读者将学会如何使用面向对象的思维方式来设计和编写Java程序。

第五章:异常处理Java提供了强大的异常处理机制,通过try-catch-finally语句,可以捕获和处理程序中可能出现的异常。

本章将介绍异常的分类、处理方式和自定义异常的使用。

第六章:Java核心类库Java提供了大量的核心类库,涵盖了各种常用的功能和数据结构,如字符串处理、集合类、IO操作等。

本章将介绍如何使用Java核心类库来进行常用的编程操作。

第七章:多线程编程Java支持多线程编程,可以同时执行多个任务。

本章将介绍多线程的概念、线程的生命周期、线程同步与互斥等内容,帮助读者理解和应用多线程编程的技巧。

第八章:输入输出流Java提供了强大的输入输出流(IO)机制,能够进行文件读写、网络通信和数据流的处理。

本章将介绍Java的IO概念、文件操作、网络编程等方面的知识。

《面向对象程序设计》教案

《面向对象程序设计》教案

《面向对象程序设计》教案一、教案简介本教案旨在帮助学生掌握面向对象程序设计的基本概念、原理和方法,培养学生的编程能力和软件开发思维。

通过本课程的学习,学生将能够熟练运用面向对象的编程语言,如Java或C++,进行软件开发和设计。

二、教学目标1. 了解面向对象程序设计的基本概念,如类、对象、封装、继承和多态等。

2. 掌握面向对象程序设计的基本原则,如单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则等。

3. 学会使用面向对象的编程语言进行程序设计和开发。

4. 培养学生的软件开发思维和团队协作能力。

三、教学内容1. 面向对象程序设计的基本概念1.1 类与对象1.2 封装1.3 继承1.4 多态2. 面向对象程序设计的基本原则2.1 单一职责原则2.2 开闭原则2.3 里氏替换原则2.4 接口隔离原则2.5 依赖倒置原则3. 面向对象的编程语言3.1 Java3.2 C++4. 面向对象的设计模式4.1 创建型模式4.2 结构型模式4.3 行为型模式四、教学方法1. 讲授法:讲解面向对象程序设计的基本概念、原理和编程方法。

2. 案例分析法:分析实际项目中的面向对象设计案例,让学生理解并掌握面向对象的设计思想。

3. 实践操作法:让学生通过编写代码,亲身体验面向对象程序设计的流程和方法。

4. 小组讨论法:分组进行讨论,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

五、教学评价1. 课堂参与度:评估学生在课堂上的发言和提问情况,了解学生的学习兴趣和积极性。

2. 课后作业:布置相关的编程作业,检查学生对面向对象程序设计知识的掌握程度。

3. 项目实践:评估学生在团队项目中的表现,包括代码质量、设计思路和团队协作能力。

4. 期末考试:全面测试学生对面向对象程序设计知识的掌握情况。

六、教学资源1. 教材:推荐《Java面向对象程序设计》、《C++ Primer》等经典教材。

2. 在线资源:提供相关的在线教程、视频课程和编程练习平台,如慕课网、Coursera、LeetCode等。

面向对象的程序设计语言的发展与实现

面向对象的程序设计语言的发展与实现

面向对象的程序设计语言的发展与实现随着计算机技术的不断发展,编程语言也在不断地改进和发展。

面向对象的程序设计语言就是其中之一。

在本文中,我们将探讨面向对象的程序设计语言的发展历程以及实现方式。

一、面向对象的程序设计语言的发展历程1. 早期的面向对象编程早期的面向对象编程语言是模拟面向对象编程的语言,例如Simula和Smalltalk。

Simula是第一个支持类和子类概念的语言,它被开发出来的主要目的是用于在模拟船只运行和停靠方面进行研究。

Smalltalk是第一个完全面向对象的编程语言,它被设计为支持图形用户界面。

2. C++语言C++是一种跨平台的编程语言,它继承了C语言的基本语法,并引入了类、封装、继承和多态等面向对象编程的特性。

C++是一种比较流行的面向对象编程语言,在游戏制作、桌面软件和嵌入式系统等方面都有广泛的应用。

3. Java语言Java是由Sun公司开发的一种高级编程语言,它基于C++语言,并且支持面向对象的编程。

Java在很多方面都比C++更好用,例如它支持垃圾回收、自动内存管理、跨平台等特性。

Java很流行,很多大型企业都使用它来开发软件。

4. Python语言Python是一种高级编程语言,它容易学习,语法简单,支持面向对象编程。

Python在数据科学、人工智能、机器学习等方面都非常流行。

Python的成功得益于其简洁、可读性和可维护性,同时也支持很多第三方库和框架。

二、面向对象编程的实现方式1. 类和对象类是面向对象编程语言中的基本概念,它是一种自定义数据类型。

程序员可以在类中定义属性和方法,从而实现数据的封装和功能的实现。

对象是类的实例,它包含了类中所有的属性和方法。

对象可以被创建和实例化,从而实现对类的使用。

2. 继承继承是一种面向对象编程的重要特性。

它允许程序员创建一个新类,该类从已经存在的类中继承了属性和方法。

在继承过程中,程序员可以重写已经存在的方法,或者定义新的属性和方法。

快速掌握面向对象编程的六个步骤

快速掌握面向对象编程的六个步骤

快速掌握面向对象编程的六个步骤面向对象编程(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种程序设计范式,它将程序中的数据和操作封装成对象,并以对象之间的交互来实现程序的功能。

面向对象编程的思想具有良好的可维护性、可扩展性和代码重用性,因此在现代软件开发中得到了广泛应用。

下面将介绍快速掌握面向对象编程的六个步骤。

第一步:理解对象和类的概念在面向对象编程中,对象是类的实例化结果,它可以具有属性和方法。

类是一种抽象的数据类型,它定义了对象的共同属性和行为。

理解对象和类的概念是掌握面向对象编程的基础。

第二步:分析问题,找出类与对象在面向对象编程中,问题的分析和设计是非常重要的一步。

通过分析问题,我们可以确定需要哪些类和对象来解决问题。

将问题中的实体、属性和操作抽象成类和对象,有助于我们更好地理解问题的本质。

第三步:定义类和属性在面向对象编程中,类是对象的抽象描述,它定义了对象的共同属性和行为。

在定义类时,需要确定类的名称、属性和方法。

属性是类的特征,用来描述类的状态。

可以通过公共、私有或保护等修饰符来控制属性的访问权限。

第四步:定义方法和行为在面向对象编程中,方法是类的行为,用来描述类的操作。

方法是封装了特定功能的代码块,可以通过对象来调用。

定义方法时,需要考虑方法的参数和返回值,以及方法的访问权限。

第五步:创建对象并调用方法在面向对象编程中,对象是类的实例化结果。

通过创建对象,我们可以使用类的属性和调用方法来解决问题。

创建对象时,需要使用类的构造函数,并为对象的属性赋初值。

通过调用对象的方法,可以实现类的功能。

第六步:实现类之间的关系在面向对象编程中,类与类之间可以存在不同的关系,如继承、聚合、关联等。

通过实现类之间的关系,可以实现不同类的功能协作,提高程序的复用性和可扩展性。

总结:通过以上六个步骤,我们可以快速掌握面向对象编程。

首先理解对象和类的概念,然后通过问题分析找出合适的类与对象。

Python编程进阶教程

Python编程进阶教程

Python编程进阶教程第一章:函数高级编程函数是Python编程中最基本的组成单元之一,熟练掌握函数的高级用法可以提高代码的可读性和复用性。

本章将重点介绍函数的高级编程技巧。

1.1 函数装饰器函数装饰器是一种用来修改函数行为的技术,它可以在不改变原函数定义的情况下,给函数增加新的功能。

介绍装饰器的基本使用方法,并通过实例讲解如何实现常见的装饰器功能,如日志记录、性能分析等。

1.2 闭包闭包是一种特殊的函数,它能够记住定义它时的环境变量,并在调用的时候使用这些变量。

讲解闭包的概念和使用方法,并结合实例展示闭包在实际编程中的应用场景,如计数器、缓存等。

1.3 函数式编程函数式编程是一种以函数为基本构建块的编程范式,它强调使用纯函数进行计算、避免共享和可变状态。

介绍函数式编程的基本概念和常用函数,如map、reduce、filter等,并通过实例演示函数式编程的应用。

第二章:面向对象编程进阶面向对象编程是Python编程的核心,能够提高代码的可维护性和可扩展性。

本章将介绍面向对象编程的进阶用法,包括继承、多态和特殊方法的使用。

2.1 继承和多态继承是一种面向对象的重要机制,它能够实现代码的复用和扩展。

讲解继承的基本概念和使用方法,并介绍多态的概念和实现方式。

通过实例演示如何使用继承和多态改进代码的设计。

2.2 特殊方法特殊方法是Python中的一类特殊函数,它们可以重载运算符和内置函数的行为。

介绍特殊方法的使用方法和常见应用场景,如__init__、__str__、__add__等,并通过实例讲解如何实现自定义的特殊方法。

2.3 元类编程元类是Python中用来创建类的类,它可以控制类的创建和行为。

介绍元类的概念和使用方法,并讲解元类在框架和库中的应用,如Django的ORM框架。

第三章:并发编程并发编程是现代编程中的重要话题,它能够提高程序的性能和响应能力。

本章将介绍Python中的并发编程模块和技术,并讲解如何使用多线程和多进程提高程序的并发性能。

面向对象oop编程

面向对象oop编程

面向对象oop编程摘要:一、面向对象编程概述二、面向对象编程的基本概念1.对象2.类3.封装4.继承5.多态三、面向对象编程的优势四、面向对象编程的应用实例五、面向对象编程的注意事项正文:一、面向对象编程概述面向对象编程(Object Oriented Programming,简称OOP)是一种编程范式,它强调将复杂的问题分解为多个简单的对象,并让这些对象之间相互协作来解决问题。

面向对象编程是一种抽象的编程方法,它要求程序员从对象的角度出发,考虑问题的解决方案。

二、面向对象编程的基本概念1.对象对象是面向对象编程的基本单元,它是现实世界中某一具体事物在计算机中的抽象表示。

对象具有状态、行为和身份等属性。

状态是对象的数据,行为是对象的操作,身份是对象的类型。

2.类类是对象的抽象描述,它是一组具有相同属性和行为的对象的集合。

类定义了对象的属性和方法,是面向对象编程的基本构建块。

3.封装封装是将数据和操作数据的方法捆绑在一起的过程,它是面向对象编程的基本原则之一。

封装有助于提高代码的可维护性和安全性。

4.继承继承是一种机制,使得一个类可以继承另一个类的属性和方法。

继承有助于减少代码重复,提高代码的重用性。

5.多态多态是指同一操作在不同的对象上具有不同的行为。

它有助于提高代码的灵活性和可扩展性。

三、面向对象编程的优势面向对象编程具有以下优势:1.可维护性:面向对象编程有助于提高代码的可维护性,因为它可以将复杂的问题分解为多个简单的对象,每个对象具有独立的功能和职责。

2.可重用性:面向对象编程有助于提高代码的可重用性,因为它可以通过继承、组合和多态等机制实现代码的重用。

3.可扩展性:面向对象编程有助于提高代码的可扩展性,因为它可以通过添加新的对象来扩展系统的功能,而不需要修改现有的代码。

4.可靠性:面向对象编程有助于提高代码的可靠性,因为它可以通过封装、继承和多态等机制来降低代码之间的耦合度,提高代码的独立性。

面向对象程序设计步骤

面向对象程序设计步骤

面向对象程序设计步骤面向对象程序设计(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种程序设计方法论,它以对象(实例)为中心,通过封装、继承和多态等特性,使得程序的设计更加模块化、可维护、可复用。

下面将介绍面向对象程序设计的步骤。

1. 分析需求面向对象程序设计的第一步是分析问题,并明确程序的需求。

这可以通过与客户或用户交流,深入了解问题的本质和功能需求,从而为后续的设计提供参考。

2. 定义类与对象在面向对象程序设计中,类是创建对象的模板。

程序的下一步是定义类,包括类名、属性和方法等。

类的属性是描述对象特征的变量,方法是描述对象行为的函数。

3. 建立关系面向对象程序设计的核心是建立类与类之间的关系。

关系包括继承、组合和关联等。

继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法,从而实现代码的复用。

组合是指一个类包含其他类的对象作为属性。

关联是指一个类与另一个类有某种关系,可以通过对象间的引用进行交互。

4. 设计方法在定义类的过程中,需要设计类的方法。

方法是描述对象行为的函数,可以通过方法来操作类的属性,实现对对象的控制和交互。

5. 编写代码在设计完类和方法后,开始编写程序的代码。

代码的编写需要按照语言的语法规则和设计模式来,同时要注意代码的规范性和可读性,以便后续的测试和维护。

6. 测试与调试编写完代码后,需要进行测试与调试。

测试可以通过创建多个对象,调用类的方法,验证程序的正确性和运行效果。

如果发现问题,需要进行调试,逐步排查错误并进行修复。

7. 优化与重构在测试和调试的过程中,可能会发现程序存在性能问题或代码不够优雅的情况。

这时需要进行优化和重构。

优化是指通过改进算法或结构,提升程序的性能和效率。

重构是指通过修改代码结构和逻辑,提高代码的可读性和可维护性。

8. 文档撰写最后一步是撰写程序的文档。

文档可以包括需求分析、设计思路、类和方法的说明等。

文档的撰写有助于后续的团队协作和项目维护。

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3、抽象类
(1)使用abstract修饰符。
(2)抽象类只能做基类。 (3)抽象类与非抽象类的区别: a) 抽象类不能被实例化,只能在扩充类中通过继承使用。 b) 抽象类可以包含抽象成员,而非抽象类不能包含抽象成 员。当从抽象类派生非抽象类时,非抽象类必须具体实现所 继承的所有抽象成员。 (4)抽象类有什么用:a)描述对问题领域进行分析、设计中 得出的抽象概念。b)简化代码调用。
第4章
面向对象的高级编程
1
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
封装、继承与多态 版本控制 接口 委托 泛型处理
2
本章教学目的 介绍面向对象高级编程的相关知识,使学生对C#高级编程有 一个初步的感性认识。 本章教学要求 (1)掌握继承、重写、接口、泛型的概念及基本用法;
(2)掌握与实验有关的相关内容。
17
4.1.3 多态
2、隐藏基类的方法
(1)在扩充类中,可以使用new关键字来隐藏基类的方法,
即使用一个完全不同的方法取代旧的方法。 (2)与方法重写不同的是,使用new关键字时并不要求基 类中的方法声明为virtual,只要在扩充类的方法前声明 为new,就可以隐藏基类的方法。
18
4.1.3 多态
(3)了解其他内容。
3
4.1 封装、继承与多态
封装:
隐藏外部调用者不需要了解的类内部的信息。
继承: 指一个类(扩充类)通过某种简单表示形式使其自动拥有 另一个类(基类)的各种属性和方法,并能进行扩充。 多态: 通过类的继承使扩充类与基类中名称相同的方法具有不同 的功能。
4
4.1.1 封装
模块信息通过类封装 类的成员通过字段、属性、方法、事件封装
15
4.1.3 多态
(5)添加一个继承的用户控件Circle,让其继承自Shape 添加代码:
public override void Draw() { base.Draw(); Graphics g = this.CreateGraphics(); g.DrawEllipse(Pens.Red, 10, 10, 100, 100); g.Dispose(); }
7
4.1.2 继承中构造函数的特殊写法
思考:下面的程序能否通过编译?
using System; class A { private int age; public A(int age) { this.age = age; } } class B : A { private int age; public B(int age) { this.age = age; } } class Program { static void Main(string[] args) { B b = new B(10); } }
public class A { public A() { Console.WriteLine(“A”); } public virtual void Fun() { Console.WriteLine("A.Fun()"); } } public class B: A { public B() { Console.WriteLine(“B”); } public new void Fun() { Console.WriteLine("B.Fun()"); } public static void Main() { A a = new B(); a.Fun(); } } 写出程序运行输出结果。
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4.1.3 多态
使用虚拟方法和重写方法时,要注意:
(1)虚拟方法不能声明为静态的。
(2)Virtual、override不能和private一起使用。 (3)重写方法或属性的名称、参数个数、类型以及返回值 都必须和虚拟方法或属性的一致。 举例1
P79
例4-4。
13
4.1.3 多态
举例2(运行效果见右图)
21
4.3
接口
1、接口的主要特点是只有声明部分,没有实现部分。 2、接口成员的实现是通过类完成的。 3、定义在接口中的方法都是public的,不需要再声明。 4、使用interface关键字声明一个接口。常用语法: [访问修饰符] interface 接口名称
{
// 接口体 }
5、接口名一般用I开头,接口中只能包含方法、属性、索引器和事件的声 明,不能包含构造函数(因为无法构建不能实例化的对象),也不能包 含字段(因为字段隐含了某些内部的执行方式)。
(3)选择“生成””生成项目” 。
14
4.1.3 多态
(4)添加一个继承的用户控件Line,让其继承自Shape 添加代码: public override void Draw() { base.Draw(); Graphics g = this.CreateGraphics(); g.DrawLine(Pens.Red, 10, 10, 110, 110); g.Dispose(); }
4.1.3 多态
class A { public A() { Console.WriteLine("a"); } public virtual void Hello() { Console.WriteLine("HA"); } public void M() { Console.WriteLine("M"); } }
class B : A {
public B() { Console.WriteLine("b");}
public override void Hello() {
Console.WriteLine("HB");
}
}
class C : B { public C() { Console.WriteLine("c");} public override void Hello() { Console.WriteLine("HC"); } } class Program { static void Main() a { b B b=new C(); c b.Hello(); b.M(); HC } M } 写出输出结果。
6
4.1.2 继承
1. 声明扩充类的语法:
[访问修饰符] class 扩充类名称:基类名称 {
//程序代码
} 2.扩充类继承了所有定义在基类中数据的定义和方法。 3. 执行时,先执行基类的构造函数,然后依次执行扩充类的 构造函数。 4.继承的例子(1):P76 例4-2。 5.如果不想让某个类被继承,可以使用sealed修饰符。
19
4.2
版本控制
如果某个类中使用了virtual修饰符(该类无基类)或override修 饰符(该类有基类),扩充类中要重写该类的方法或属性,需要用 override声明。 要在扩充类中隐藏基类的方法或属性,需要用new声明。 执行时,CLR会自动判断应该执行哪个类中的方法。 举例:P85 例4-10 注意:
6、需要在不相关的类中实现同样的功能时,可以使用接口。
4.3 接口
7、举例
22
(1)默认方式实现接口:例4-11
(2)显示方式实现接口:例4-12 注意:显示实现接口时,不能通过类的实例进行访问,而必须使用接
口实例。
8、操作技巧:可以先写出方法,然后利用“提取接口”快速生成接口声明。 9、接口的封装
如果封装不彻底,使用接口时可能会不知道该调用哪个实例。
具体例子见《实验指导与开发实例》P108~P112。
23
某公司C#面试题
不定项选择题 (1) 以下叙述正确的是: A. 接口中可以有虚方法。 B. 一个类可以实现多个接口。 C. 接口不能被实例化。 D. 接口中可以包含已实现的方法。 B、C
(2)以下叙述正确的是: A. 接口和抽象类一样均只能声明,而不能有实现部分。 B. 类可以继承多个接口,但仅能继承一个抽象类或其它单个类。 C. 接口中可以定义属性、方法和事件,但只声明不实现。 D. 类的多继承可以通过接口实现。 B、C、D
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4.1.3 多态
(6)在Form1窗体中添加2个Button控件,分别为画线、画圆。 (7)在两个按钮的Click事件中添加代码: private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { Shape s = new Line(); s.Location = new Point(10, 10); this.Controls.Add(s); s.Draw(); } private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { Shape s = new Circle(); s.Location = new Point(200, 10); this.Controls.Add(s); s.Draw(); } (8)按<F5>键调试运行,然后修改Shape的Draw方法变为画椭圆,再运行。
私有的用private 可以被继承的用protected 公共成员用public 不要为了方便把什么都定义成public 不要为了方便把什么都定义成static
通过属性进行封装的例子:P73例4-1
5
4.1.2 继承
两种实现继承的方式:类继承和接口继承。 类继承只允许单一继承 ,接口可实现多重继 承。 被继承的类叫基类(父类)。 继承自其他类的类叫扩充类(子类)。
如果用override声明的方法M再次被其扩充类重写,被重写的方法仍 然使用override修饰符(不是virtual)。例如B继承自A,C继承自 B,则A中方法M用virtual, B中方法M用override重写A中的方法M, C中方法M用override重写B中的方法M。
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