Python面向对象设计：属性、方法及工厂模式解析

原创向右看齐 2024-12-15 06:51 8阅读 0赞

在Python的面向对象编程（OOP）中，我们通过定义类来创建对象，这些对象拥有特定的属性（data）和行为（methods）。

1. **属性（Attributes）**：
   属性是对象的持久特征。在Python中，属性通常定义在类的方法内，以`self.`开头表示与实例相关联：

```python
class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

# 创建Person对象并设置属性
person1 = Person("Alice")
print(person1.name)  # 输出：Alice
```

2. **方法（Methods）**：
   方法是对象可以执行的操作。Python类中定义的方法，可以通过`self.`来调用实例方法，或者通过类名直接调用静态方法。

```python
class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

# 实例方法
    def say_hello(self):
        return f"Hello, {self.name}!"

# 静态方法（不依赖实例）
    @staticmethod
    def count_words(sentence):
        words = sentence.split()
        return len(words)

# 创建Person对象并调用方法
person1 = Person("Alice")
print(person1.say_hello())  # 输出：Hello, Alice!

# 调用静态方法
word_count = Person.count_words("Python is fun!")
print(word_count)  # 输出：5
```

3. **工厂模式（Factory Pattern）**：
   工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象的创建推迟到需要用对象的时候。

在Python中，可以使用类来实现工厂模式。例如，我们定义一个`Shape`基类，然后创建不同形状的子类（如`Circle`和`Square`），最后通过工厂方法创建这些形状的对象：

```python
# 定义抽象 Shape 类
class Shape:
    def area(self):
        raise NotImplementedError("Area not implemented!")

# 创建具体形状子类（如 Circle 和 Square）
class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

def area(self):
        return 3.14 * (self.radius ** 2)

class Square(Shape):
    def __init__(self, side_length):
        self.side_length = side_length

def area(self):
        return self.side_length ** 2

# 定义工厂方法
def create_shape(shape_name):
    if shape_name == "Circle":
        radius = float(input("Enter the radius of the Circle: "))
        return Circle(radius)
    elif shape_name == "Square":
        side_length = float(input("Enter the side length of the Square: "))
        return Square(side_length)
    else:
        print(f"{shape_name} is not a valid shape!")
        return None

# 测试工厂方法
shape = create_shape(input("Enter the name of the Shape (Circle/Square): ")))

if shape is not None:
    print(f"The {shape.__class__.__name__}} with radius/side length {shape.radius}/{shape.side_length}} has area: {shape.area()}")
else:
    print("Shape creation failed!")
```

这段代码定义了一个抽象的`Shape`类和两个具体形状的子类（`Circle`和`Square`）。工厂方法`create_shape`根据用户输入的形状名称创建相应的对象。