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第第3 3章章 类类与模块与模块3.1 类类和对象和对象3.1.1 类的格式与创建对象类的格式与创建对象1.类类的一般形式的一般形式 在类声明中，class是声明类的关键字，表示类声明的开始，类声明后面跟着类名，按习惯类名要用大写字母开头，并且类名不能用阿拉伯数字开头。类中的self在调用时代表类的实例，与c+或Java中的this作用类似。2.创建对象创建对象类在使用时，必须创建类的对象，再通过类的对象来操作类中的成员变量和成员方法。创建类对象的格式为：对象名=类名（）3.调用成员方法调用成员方法调用类的方法时，需要通过类对象调用，其调用格式如下：对象名.方法名（self）【例3-1】编写一个计算二数之和的类。方法sum(self,x,y)的参数self代表类对象自身，self.x=x 即把赋值语句右边的参数x值赋值给左边类成员变量x。为了区分参数及成员变量，在成员变量x前面添加self。4.类的公有成员和私有成员类的公有成员和私有成员 在Python程序中定义的成员变量和方法默认都是公有成员，类之外的任何代码都可以随意访问这些成员。如果在成员变量和方法名之前加上两个下划线“_ _”作前缀，则该变量或方法就是类的私有成员。私有成员只能在类的内部调用，类外的任何代码都无法访问这些成员。【例3-2】私有成员示例。5.类的构造类的构造方法方法 在Python中，类的构造方法为 _ _init_ _()，其中方法名开始和结束的下划线是双下划线。构造方法属于对象，每个对象都有自己的构造方法。如果一个类在程序中没有定义_ _init_ _()方法，则系统会自动建立一个方法体为空的_ _init_ _()方法。如果一个类的构造方法带有参数，则在创建类对象时需要赋实参给对象。在程序运行时，构造方法在创建对象时由系统自动调用，不需要用调用方法的语句显式调用。【例3-3】设计一个类Person。该类有Name（姓名）、Age（年龄）两个变量，可以从键盘输入雇员姓名、年龄等信息。6.析构方法析构方法 在Python中，析构方法为 _ _del_ _()，其中开始和结束的下划线是双下划线。析构方法用于释放对象所占用的资源，在Python系统销毁对象之前自动执行。析构方法属于对象，每个对象都有自己的析构方法。如果类中没有定义_ _del_ _()方法，则系统会自动提供默认的析构方法。【例3-4】析构方法示例。3.1.2 类的类的继承继承1.类的单继承类的单继承 类的单继承的一般形式为：class 子类名(父类名)：子类的类体语句【例【例3-5】定义一个父类Person，再定义一个子类Sunny继承Person，并在子类中调用父类的方法。2.类的多继承类的多继承 Python在多继承时，如果这些父类中有相同的方法名，面在子类中使用时没有指定父类名，则Python系统将从左往右按顺序搜索。Python支持多继承，多继承的一般形式为：class 子类名(父类名1，父类名2，.,父类n)：子类的类体语句【例3-6】多继承示例。3.1.3 运算符运算符重载重载 运算符重载就是重新定义运算法则。在Python中，重载加法运算使用_add_（）方法定义运算法则，重载减法运算使用_sub_（）方法运算法则。【例3-7】设有2个二维元组：（7，10）、（5，-2），它们的加法运算法则为：对应元素相加。它们的减法运算法则为：对应元素相减。编写程序，计算这2个元组相加、相减的值。编写程序代码如下：3.2 模块模块3.2.1 模块的导入模块的导入在Python中用关键字import来导入某个模块，其导入模块的形式有两种。1.用import形式导入模块 用import导入模块的一般形式为：import 模块名 在调用import导入模块的函数时，必须使用以下形式来调用：模块名.函数名2.用用 from.import.形式导入模块形式导入模块 用 from.import.导入模块的一般形式为：from 模块名 import 函数名或变量名 比如要引用模块math中的sqrt()函数，可以用 from math import sqrt()语句来导入。在调用from.import.导入模块的函数时，直接使用函数名来调用模块中的函数，而不需要在函数的前面加上模块名。3.导入模块的顺序导入模块的顺序 当需要导入多个模块时，应按照下面的顺序依次导入模块：（1）导入 Python系统的标准库模块，如os、sys等；（2）导入第三方扩展库模块，如pygame、mp3play等；（3）导入自己定义和开发的本地模块。3.2.2 自定义自定义模块模块 在Python中，每个包含有函数的Python文件都可以作为一个模块来使用，其模块名就是文件名。【例例3-8】自定义模块使用示例。（1）设有Python文件hello.py，其中包含hh()函数，代码如下：（2）调用模块hello中hh（）函数的程序ex3_8.py代码如下：【例3-9】编写一个计算二数和的模块，再在另一个程序中调用该模块。（1）编写模块代码，其中包含有计算二数之和的函数sum(),保存为ex3_9_1.py。（2）编写调用模块程序ex3_9_2.py，其代码如下：3.2.3 常用常用标准库模块标准库模块1.核心模块核心模块（1）os模块os模块中的大部分函数通过对应平台相关模块实现,其常用方法有open（）、file（）、listdir（）、system（）等函数。（2）sys模块sys模块用于处理 Python 运行时环境。例如，退出系统时，使用命令：sys.exit(1)（3）time模块time 模块提供了一些处理日期和时间的函数。例如用time（）函数来获得当前时间。（4）math模块math 模块实现了许多对浮点数的数学运算函数。2.线程与进程模块线程与进程模块 该部分的模块主要是Python 系统所支持的线程与进程方面的函数。（1）threading 模块threading 模块为线程提供了一个高级接口,只需要继承 Thread 类,定义好 run 方法,就可以创建一个新的线程.使用时首先创建该类的一个或多个实例,然后调用 start 方法.这样每个实例的 run 方法都会运行在它自己的线程里。（2）Queue 模块Queue 模块提供了一个线程安全的队列(queue)实现。通过它可以在多个线程里安全地访问同一个对象。（3）commands 模块commands 模块是一些在Unix系统中用于执行外部命令的函数。3.网络协议模块网络协议模块（1）socket 模块socket 模块实现了网络数据传输层的接口，使用该模块可以创建客户端或是服务器的 套接字socket通信。（2）SocketServer 模块SocketServer 为各种基于socket套接字的服务器提供了一个框架，该模块提供了大量的类对象,可以用它们来创建不同的服务器.（3）urllib 模块（4）cookie 模块（5）ftplib 模块（6）httplib 模块（7）webbrowser 模块4.正则表达式正则表达式re模块模块5.r原生字符原生字符6.数据序列化模块数据序列化模块pickle3.2.4使用使用pip安装和管理扩展模块安装和管理扩展模块 1.安装安装 pipPython安装第三方的模块，大多使用包管理工具pip进行安装。Python包管理工具pip提供了对 Python 包的查找、下载、安装、卸载的功能。下载 pip 下载地址是：https:/pypi.python.org/pypi/pip#downloads下载完成之后，解压到一个文件夹，使用控制台命令窗口进入解压目录，输入安装命令：python setup.py install 安装pip完后还需要配置环境变量，pip 指令才能生效。2.通过通过 pip 安装扩展模块安装扩展模块例如：（1）安装MySQL数据库管理模块：pip install pymysql（2）安装图形处理库模块：pip install pillow（3）安装SomePackage模块：pip install SomePackage （4）卸载SomePackage模块：pip uninstall SomePackage （5）查看当前已经安装的模块：pip list2.3.2 集合集合集合是一个无序不可重复的序列，是一种基本数据类型。集合分为可变集合(set)和不可变集合(frozenset)两种类型。可变集合的元素是可以添加、删除的，而不可变集合的元素不可添加、不可删除。1.集合的定义 集合用一对大括号“”把元素括起来，元素之间用逗号“，”分隔。例如：s1=1，2，3，4，5s2=a,b,c,d上述s1和s2都是集合。2.集合的创建 使用set()函数创建一个集合。3.集合元素的添加 python 集合有两种方法用于添加元素，分别是add（）和update（）。4.集合元素的 删除 用remove()可以删除集合中的元素。例如：a=set(boy)a.remove(y)ao,b5.集合的专用操作符集合的专用操作符 集合有4个专用操作符：&（交集）、|（并集）、-（差集，又称为“相对补集”）、（对称差分）。设有两个集合a、b,其关系如下：a&b 表示两个集合的共同元素；a|b表示两个集合的所有元素；a-b表示只属于集合a，不属于集合b 的元素；a b表示两个集合的非共同元素；2.4 程序控制结构2.4.1 顺序控制顺序控制语句语句在Python中使用print()函数输出数据。（1）直接输出（2）格式化输出 print()函数可以使用%格式化输出数据。常用的格式化输出符号如表2-1所示。【例2-1】格式化输出及控制换行输出示例。2.输入语句输入语句 在Python中，使用input()函数输入数据。input()函数只能输入字符数据，当需要输入数值型数据时，可以使用eval()函数将字符转换为数值。【例2-2】从键盘上输入二个数，计算这二数之和。编写源程序如下：print(输入一个整数：)a=eval(input()print(输入一个实数：)b=eval(input()str=input()print(str)c=a+bprint(c=,a,+,b,=,c)【例2-3】交换两个变量的值。在编写程序时，有时需要把两个变量的值互换，Python在交换值的运算不需要用中间变量。2.4.2 if选择语句选择语句语法格式为：【例2-4】从键盘任意输入两个整数，按从小到大的顺序依次输出这两个数。源程序如下：【例2-5】对给定的三个数，求最大数的平方。2.双分支双分支选择选择结构结构if 条件表达式:程序段1 else:程序段2 3.多分支选择多分支选择结构结构【例2-7】将百分制转换为五级记分制。if 条件表达式1:程序段1 elif条件表达式2:程序段2 elif条件表达式n:程序段n else:程序段n+12.4.3 循环语句循环语句1.for循环语句循环语句当循环变量的步长值为1时，可以省略，即可写成：【例2-8】求从1加到9的和。【例2-9】在循环体内发生循环变量的值，观察循环次数。3.3 案例精选案例精选【例3-11】设计一个学生类。这个学生类中包含有学生的学号、姓名和成绩。计算3名学生的成绩平均分。编写程序代码如下：【例3-12】设计一个学生类。这个学生类中包含有学生的学号、姓名和成绩，并能根据学生人数计算成绩平均分。
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