Файл: Чистыйкод дляпродолжающи х.pdf

322
Глава 15.Объектно-ориентированное программирование и классы
Если вы получите сообщение об ошибке (например,
ModuleNotFoundError:
No module named
'wizcoin'
), убедитесь в том, что файлу присвоено имя wizcoin.py и он находится в одной папке с wcexample1.py
Объекты
WizCoin не имеют полезного строкового представления, поэтому при вы- воде purse и coinJar выводится адрес памяти в угловых скобках. (Из главы 17 вы узнаете, как изменить выводимое представление.)
Подобно тому как для объекта строки можно вызвать метод lower()
, мы можем вызвать методы value()
и weightInGrams()
для объектов
WizCoin
, присвоенных переменным purse и coinJar
. Эти методы вычисляют результат по значениям атрибутов galleons
, sickles и knuts объекта.
Классы и ООП упрощают сопровождение кода — то есть код проще читается, изменяет- ся и расширяется в будущем. Изучим методы и атрибуты этого класса более подробно.
Методы, __init__() и self
Методы представляют собой функции, связанные с объектами некоторого класса.
Вспомните, что lower()
является методом строк — это означает, что он вызывается для объектов строк. Метод lower()
можно вызвать для строки (например,
'Hello'.
lower()
), но вызвать его для списка (например,
['dog',
'cat'].lower()
) не полу- чится. Также обратите внимание на то, что метод указывается после имени объекта: правильным считается код 'Hello'.lower()
, а не lower('Hello')
. В отличие от мето- да lower()
функция len()
не связана с одним конкретным типом данных; при вызове len()
можно передавать строки, списки, словари и многие другие типы объектов.
Как было показано в предыдущем разделе, объект создается вызовом имени клас- са как функции. Эта функция называется функцией-конструктором (или просто
конструктором), потому что она конструирует новый объект. Также говорят, что конструктор создает новый экземпляр класса.
При вызове конструктора Python создает новый объект, а затем выполняет метод
__init__()
. Наличие метода
__init__()
в классе не обязательно, но он почти всегда присутствует. Именно в методе
__init__()
обычно задаются исходные значения атрибутов. Например, я снова приведу метод
__init__()
класса
WizCoin
:
def __init__(self, galleons, sickles, knuts):
"""Создание нового объекта WizCoin по значениям galleons, sickles и knuts."""
self.galleons = galleons self.sickles = sickles self.knuts = knuts
# ВНИМАНИЕ: методы __init__() НИКОГДА не содержат команду return.
Когда программа wcexample1.py вызывает
WizCoin(2,
5,
99)
, Python создает но- вый объект
WizCoin и передает три аргумента (
2
,
5
и
99
) вызову
__init__()
. Но

Создание простого класса: WizCoin
323
метод
__init__()
получает четыре параметра: self
, galleons
, sickles и knuts
. Дело в том, что у каждого метода имеется первый параметр с именем self
. Когда метод вызывается для объекта, этот объект автоматически передается в параметре self
Остальные аргументы присваиваются параметрам как обычно. Если вы увидите со- общение об ошибке вида
TypeError:
__init__()
takes
3
positional arguments but
4
were given
(TypeError: __init__() получает 3 позиционных аргумента, но задано 4), скорее всего, вы забыли добавить параметр self в команду def метода.
Присваивать первому параметру имя self необязательно; имя может быть любым.
Однако имя self считается общепринятым, и выбор иного имени затруднит чтение вашего кода другими программистами Python. Когда вы читаете код, первый пара- метр self помогает быстро отличить методы от функций. Аналогичным образом, если в коде метода нигде не используется параметр self
, это указывает на то, что, возможно, метод стоит оформить в виде функции.
Аргументы
2
,
5
и
99
в вызове
WizCoin(2,
5,
99)
не присваиваются атрибутам нового объекта автоматически; чтобы это произошло, необходимо включить три команды присваивания в
__init__()
. Часто параметрам
__init__()
присваиваются имена, со- впадающие с именами атрибутов, но наличие self в self.galleons означает, что это атрибут объекта, а galleons
— параметр. Сохранение аргументов конструктора в атри- бутах объекта — одна из типичных задач метода
__init__()
класса. Вызов datetime.
date()
в предыдущем разделе выполнял аналогичную операцию, хотя тогда пере- давались три аргумента для атрибутов year
, month и day создаваемого объекта date
Ранее мы вызвали функции int()
, str()
, float()
и bool()
для преобразования между типами данных — например, вызов str(3.1415)
возвращал строковое значение '3.1415'
для значения с плавающей точкой
3.1415
. Ранее в тексте они описывались как функции, но int
, str
, float и bool в действительности являются классами, а int()
, str()
, float()
и bool()
— конструкторами, которые возвращают новые объекты целого числа, строки, числа с плавающей точкой и логического зна- чения. Руководство по стилю Python рекомендует использовать для имен классов
«верблюжью» схему с первой буквой в верхнем регистре, хотя многие встроенные классы Python этому соглашению не следуют.
Вызов функции-конструктора
WizCoin()
возвращает новый объект
WizCoin
, но ме- тод
__init__()
не может содержать команды return с возвращаемым значением. При попытке добавить возвращаемое значение выдается ошибка
TypeError:
__init__()
should return
None
(TypeError: __init__() должен возвращать None).
Атрибуты
Атрибутами называются переменные, связанные с объектом. В документации Python атрибут описывается как «любое имя, следующее после точки». Вспомните выражение birthday.year из предыдущего раздела: атрибут year
— имя, следующее после точки.

324
Глава 15.Объектно-ориентированное программирование и классы
Каждый объект содержит собственный набор атрибутов. Когда программа wcexample1.py создает два объекта
WizCoin и сохраняет их в переменных purse и coinJar
, их атрибуты имеют разные значения. К ним можно обращаться и при- сваивать значения, как и к любой другой переменной. Чтобы потренироваться в присваивании значений атрибутов, откройте в редакторе окно с новым файлом и введите следующий код, сохранив его в файле wcexample2.py в одной папке с файлом wizcoin.py
:
import wizcoin change = wizcoin.WizCoin(9, 7, 20)
print(change.sickles) # Выводит 7.
change.sickles += 10
print(change.sickles) # Выводит 17.
pile = wizcoin.WizCoin(2, 3, 31)
print(pile.sickles) # Выводит 3.
pile.someNewAttribute = 'a new attr' # Создается новый атрибут.
print(pile.someNewAttribute)
При выполнении этой программы результат выглядит так:
7 17 3
a new attr
Атрибуты объекта также можно сравнить с ключами словаря. Вы можете читать и изменять связанные с ними значения, а также присваивать новые атрибуты объ- екту. Формально методы также считаются атрибутами класса.
Приватные атрибуты и приватные методы
В таких языках, как C++ или Java, атрибуты могут помечаться как имеющие при-
ватный уровень доступа. Это означает, что компилятор или интерпретатор позволит обращаться к атрибутам объектов этого класса только коду методов этого класса.
В языке Python такого ограничения не существует. Все атрибуты и методы факти- чески имеют открытый уровень доступа: код за пределами класса может обратиться к любым атрибутам любых объектов этого класса и изменять их.
Впрочем, приватный доступ полезен. Например, объекты класса
BankAccount могут содержать атрибут balance
, который должен быть доступен только для методов класса
BankAccount
. По этим причинам в Python принято начинать имена приват- ных атрибутов и методов с одного символа подчеркивания. Технически ничто не мешает коду за пределами класса обращаться к приватным атрибутам и методам, но на практике лучше обращаться к ним только из методов класса.

Создание простого класса: WizCoin
325
Откройте в редакторе окно с новым файлом, введите следующий код и сохраните его с именем privateExample.py
. В нем объекты класса
BankAccount содержат приват- ные атрибуты
_name и
_balance
, к которым должны обращаться напрямую только методы deposit()
и withdraw()
:
class BankAccount:
def __init__(self, accountHolder):
# Методы BankAccount могут обращаться к self._balance, но код
# за пределами класса этого делать не должен:
self._balance = 0
❶
self._name = accountHolder
❷
with open(self._name + 'Ledger.txt', 'w') as ledgerFile:
ledgerFile.write('Balance is 0\n')
def deposit(self, amount):
if amount <= 0:
❸
return # Отрицательные "зачисления" недопустимы.
self._balance += amount with open(self._name + 'Ledger.txt', 'a') as ledgerFile:
❹
ledgerFile.write('Deposit ' + str(amount) + '\n')
ledgerFile.write('Balance is ' + str(self._balance) + '\n')
def withdraw(self, amount):
if self._balance < amount or amount < 0:
❺
return # Не хватает средств на счете или снимается
# отрицательная сумма.
self._balance -= amount with open(self._name + 'Ledger.txt', 'a') as ledgerFile:
❻
ledgerFile.write('Withdraw ' + str(amount) + '\n')
ledgerFile.write('Balance is ' + str(self._balance) + '\n')
acct = BankAccount('Alice') # Создание учетного счета.
acct.deposit(120) # _balance можно изменять через deposit()
acct.withdraw(40) # _balance можно изменять через withdraw()
# Изменение _name или _balance за пределами BankAccount нежелательно, но возможно:
acct._balance = 1000000000
❼
acct.withdraw(1000)
acct._name = 'Bob' # Теперь изменяется счет Боба!
❽
acct.withdraw(1000) # Операция регистрируется в BobLedger.txt!
При выполнении программы privateExample.py создаваемые файлы содержат не- корректную информацию, потому что
_balance и
_name изменялись за пределами класса, что привело к недействительным состояниям. Файл
AliceLedger.txt содержит непонятно откуда взявшуюся огромную сумму:
Balance is 0
Deposit 120
Balance is 120
Withdraw 40

326
Глава 15.Объектно-ориентированное программирование и классы
Balance is 80
Withdraw 1000
Balance is 999999000
Файл
BobLedger.txt содержит необъяснимый баланс, хотя мы никогда не создавали объект
BankAccount для пользователя
Bob
:
Withdraw 1000
Balance is 999998000
Хорошо спроектированные классы в целом автономны, и они должны предоставлять методы для присваивания атрибутам допустимых значений. Атрибуты
_balance и
_name помечены как приватные
❶
и
❷
, а значение класса
BankAccount должно изме- няться только при помощи методов deposit()
и withdraw()
. Эти два метода содержат проверки
❸
и
❺
, которые проверяют, что атрибут
_balance не переводится в недействи- тельное состояние (например, ему не присваивается отрицательное целое значение).
Методы также регистрируют каждую операцию для текущего баланса
❹
и
❻
Код за пределами класса, изменяющий эти атрибуты (например, команды acct._
balance
=
1000000000
❼
или acct._name
=
'Bob'
❽
), может перевести объект в некор- ректное состояние и создать ошибки. Соблюдение соглашений об использовании префикса
_
для приватного доступа упрощает отладку. Вы точно знаете: ошибку нужно искать в коде класса, а не в коде всей программы.
В отличие от Java и других языков, Python не требует определения открытых get- и set-методов для приватных атрибутов. Вместо этого в Python используются свойства (см. главу 17).

336
Глава 16.Объектно-ориентированное программирование и наследование дочерних классов, откройте в редакторе окно нового файла, введите следующую программу и сохраните ее с именем inheritanceExample.py
:
class ParentClass:
❶
def printHello(self):
❷
print('Hello, world!')
class ChildClass(ParentClass):
❸
def someNewMethod(self):
print('ParentClass objects don't have this method.')
class GrandchildClass(ChildClass):
❹
def anotherNewMethod(self):
print('Only GrandchildClass objects have this method.')
print('Create a ParentClass object and call its methods:')
parent = ParentClass()
parent.printHello()
print('Create a ChildClass object and call its methods:')
child = ChildClass()
child.printHello()
child.someNewMethod()
print('Create a GrandchildClass object and call its methods:')
grandchild = GrandchildClass()
grandchild.printHello()
grandchild.someNewMethod()
grandchild.anotherNewMethod()
print('An error:')
parent.someNewMethod()
При выполнении этой программы результат выглядит примерно так:
Create a ParentClass object and call its methods:
Hello, world!
Create a ChildClass object and call its methods:
Hello, world!
ParentClass objects don't have this method.
Create a GrandchildClass object and call its methods:
Hello, world!
ParentClass objects don't have this method.
Only GrandchildClass objects have this method.
An error:
Traceback (most recent call last):
File "inheritanceExample.py", line 35, in
parent.someNewMethod() # ParentClass objects don't have this method.
AttributeError: 'ParentClass' object has no attribute 'someNewMethod'