GitHub--Python--Day20--面向对象例题--好难找工作
举例一:扑克游戏
简单起见,我们的扑克只有52张牌(没有大小王),游戏需要将 52 张牌发到 4 个玩家的手上,每个玩家手上有 13 张牌,按照黑桃、红心、草花、方块的顺序和点数从小到大排列,暂时不实现其他的功能。
使用面向对象编程方法,首先需要从问题的需求中找到对象并抽象出对应的类,此外还要找到对象的属性和行为。
分析:扑克游戏中至少应该有三类对象,分别是牌、扑克和玩家。这三类并不是孤立的。
类和类之间的关系可以粗略的分为 is-a关系(继承)、**has-a关系(关联)**和 use-a关系(依赖)。很显然扑克和牌是 has-a 关系,因为一副扑克有(has-a)52 张牌;玩家和牌之间不仅有关联关系还有依赖关系,因为玩家手上有(has-a)牌而且玩家使用了(use-a)牌。
步骤一:“牌”类
下面我们对于这个游戏分几步开始写,首先我们先建立“牌”这个类。
from enum import Enum
class Suite(Enum):
"""花色(枚举)"""
SPADE, HEART, CLUB, DIAMOND = range(4)
for suite in Suite:
print(f'{suite}: {suite.value}') # 用0,1,2,3对应这个四个花色
class Card:
"""牌"""
def __init__(self, suite, face):
self.suite = suite
self.face = face
def __repr__(self):
suites = '♠♥♣♦'
faces = ['', 'A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
return f'{suites[self.suite.value]}{faces[self.face]}' # 返回牌的花色和点数
card1 = Card(Suite.SPADE, 5)
card2 = Card(Suite.HEART, 12)
print(card1) # ♠5
print(card2) # ♥K
这段代码就相当于我们把牌已经买回来,一副新牌。
1、在 Python 中,
Suite本身并不是一个内置的关键字或预定义类。从你之前的代码示例来看,Suite是一个自定义的 枚举类(Enum),用于表示扑克牌的四种花色。
2、__repr__是 Python 的特殊方法,用于返回对象的 “官方” 字符串表示形式。定义__repr__函数,其作用是将suite.value对应的值和suites中的花色一一对应起来。
步骤二:“扑克”类
接下来,我们定了“扑克”,首先,扑克和牌是相关的,所以扑克是牌的继承。同时,由于在“牌”类中并没有定义牌的位置,我们需要给“扑克”类添加“属性”,以及“洗牌”,“发牌”的行为。下面代码如下,
import random
class Poker:
"""扑克"""
def __init__(self):
self.cards = [Card(suite, face)
for suite in Suite
for face in range(1, 14)] # 52张牌构成的列表
self.current = 0 # 记录发牌位置的属性
def shuffle(self):
"""洗牌"""
self.current = 0
random.shuffle(self.cards) # 通过random模块的shuffle函数实现随机乱序
def deal(self):
"""发牌"""
card = self.cards[self.current] # 取出当前位置的牌
self.current += 1 # 指针后移一位,指向下一张牌
return card
@property
def has_next(self):
"""还有没有牌可以发"""
return self.current < len(self.cards)
poker = Poker()
print(poker.cards) # 洗牌前的牌
poker.shuffle()
print(poker.cards) # 洗牌后的牌
在 Poker 类中,self.current 是一个发牌指针,用于记录当前发牌的位置。它的作用是追踪已经发出了多少张牌,从而控制下一张要发的牌是哪一张。
每次调用
deal()时,self.current会指示当前要发的牌,并在发牌后加1,指向下一张牌:
- 第一次调用
deal(),self.current为0,返回第一张牌,然后self.current变为1。- 第二次调用
deal(),self.current为1,返回第二张牌,然后self.current变为2。- 依此类推,直到发完所有 52 张牌。
步骤三:“玩家”类
定义了一个 Player 类,用于表示扑克牌游戏中的玩家。这个类包含玩家的基本属性(如姓名)和行为(摸牌、整理牌)。
class Player:
"""玩家"""
def __init__(self, name):
self.name = name
self.cards = [] # 玩家手上的牌
def get_one(self, card):
"""摸牌"""
self.cards.append(card)
def arrange(self):
"""整理手上的牌"""
self.cards.sort()
步骤四:开始完游戏
poker = Poker()
poker.shuffle()
players = [Player('东邪'), Player('西毒'), Player('南帝'), Player('北丐')]
# 将牌轮流发到每个玩家手上每人13张牌
for _ in range(13):
for player in players:
player.get_one(poker.deal())
# 玩家整理手上的牌输出名字和手牌
for player in players:
player.arrange()
print(f'{player.name}: ', end='')
print(player.cards)
将上述的代码整合,在运行的时候出现错误。执行上面的代码会在player.arrange()那里出现异常,因为Player的arrange方法使用了列表的sort对玩家手上的牌进行排序,排序需要比较两个Card对象的大小,而 < 运算符又不能直接作用于Card类型。也就是说,Python中只定义了对数、以及字符串进行比较,对于代码中花色的比较Python中并没有设置。
- 但对于自定义类(如
Card),对象的 “大小” 是抽象的,没有默认规则:
- 两张牌
card1和card2,Python 不知道是按 “花色” 比较,还是按 “点数” 比较,也不知道 “黑桃” 和 “红桃” 谁大谁小。- 因此,当你调用
self.cards.sort()时,Python 会报错TypeError: '<' not supported between instances of 'Card' and 'Card',因为它找不到比较Card对象的规则。
因此对于“牌”类应该修改为
class Card:
"""牌"""
def __init__(self, suite, face):
self.suite = suite
self.face = face
def __repr__(self):
suites = '♠♥♣♦'
faces = ['', 'A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
return f'{suites[self.suite.value]}{faces[self.face]}'
def __lt__(self, other):
if self.suite == other.suite:
return self.face < other.face # 花色相同比较点数的大小
return self.suite.value < other.suite.value # 花色不同比较花色对应的值
例二:工资结算系统
要求:
某公司有三种类型的员工,分别是部门经理、程序员和销售员。需要设计一个工资结算系统,根据提供的员工信息来计算员工的月薪。其中,部门经理的月薪是固定 15000 元;程序员按工作时间(以小时为单位)支付月薪,每小时 200 元;销售员的月薪由 1800 元底薪加上销售额 5% 的提成两部分构成。
这个游戏也可分步骤进行。
步骤一:建立牛马总类
通过对上述需求的分析,可以看出部门经理、程序员、销售员都是员工,有相同的属性和行为,那么我们可以先设计一个名为Employee的父类,再通过继承的方式从这个父类派生出部门经理、程序员和销售员三个子类。
为什么在抽象类中要用
@abstractmethod装饰器?强制子类遵守规则
抽象类的calculate_salary方法只是 “声明” 了 “员工需要算工资”,但没说具体怎么算(因为不同员工算法不同)。
用@abstractmethod装饰后,就像立下规矩:“所有继承我的子类,必须自己实现这个方法,不然不准用!”
比如,如果程序员类忘了写calculate_salary,代码一运行就会报错,提醒你 “漏了必做的事”。
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Employee(metaclass=ABCMeta):
"""员工"""
def __init__(self, name):
self.name = name
@abstractmethod
def get_salary(self):
"""结算月薪"""
pass
步骤二:具体的牛马类
class Manager(Employee):
"""部门经理"""
def get_salary(self):
return 15000.0
class Programmer(Employee):
"""程序员"""
def __init__(self, name, working_hour=0):
super().__init__(name)
self.working_hour = working_hour
def get_salary(self):
return 200 * self.working_hour
class Salesman(Employee):
"""销售员"""
def __init__(self, name, sales=0):
super().__init__(name)
self.sales = sales
def get_salary(self):
return 1800 + self.sales * 0.05
步骤三:工资结算系统
我们通过下面的代码来完成这个工资结算系统,由于程序员和销售员需要分别录入本月的工作时间和销售额,所以在下面的代码中我们使用了 Python 内置的isinstance函数来判断员工对象的类型。我们之前讲过的type函数也能识别对象的类型,但是isinstance函数更加强大,因为它可以判断出一个对象是不是某个继承结构下的子类型,你可以简单的理解为type函数是对对象类型的精准匹配,而isinstance函数是对对象类型的模糊匹配。
emps = [Manager('刘备'), Programmer('诸葛亮'), Manager('曹操'), Programmer('荀彧'), Salesman('张辽')]
for emp in emps:
if isinstance(emp, Programmer):
emp.working_hour = int(input(f'请输入{emp.name}本月工作时间: '))
elif isinstance(emp, Salesman):
emp.sales = float(input(f'请输入{emp.name}本月销售额: '))
print(f'{emp.name}本月工资为: ¥{emp.get_salary():.2f}元')
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