Lær Python - Dag 4, modul 2 Objektorienteret programmering

Transkript

1 Lær Python - Dag 4, modul 2 Objektorienteret programmering Simon J. Larsen 28. oktober 2017 Institut for Matematik og Datalogi

2 Metoder

3 Metoder Indtil videre har vi kun brugt objekter til at gemme værdier. Men det kunne vi jo bare gøre med f.eks. et dictionary? def lav_tid(t, m, s): return {"timer": t, "minutter": m, "sekunder": s} t = lav_tid(4, 43, 5) 1

4 Metoder Ofte bruges en funktion kun til én type værdi. F.eks. print_tid fra tidligere: def print_tid(t): fmt = "{}:{:02}:{:02}" print(fmt.format(t.timer, t.minutter, t.sekunder)) Giver fejl vi kalder med andet end Tid-objekt: >>> print_tid(tid(2,53,7)) 2:53:07 >>> print(123) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<stdin>", line 3, in print_tid AttributeError: 'int' object hast no attribute 'timer' 2

5 Metoder Vi kan i stedet lave en print-metode på Tid-klassen. Vi flytter ansvaret for at printe til selve objektet. class Tid: def init (self, t, m, s): self.t = t self.m = m self.s = s def print(self): fmt = "{}:{:02}:{:02}" print(fmt.format(self.t, self.m, self.s)) 1. Bemærk vi altid skal have self som første argument! 2. En metode må ikke hedde det samme som en attribut! 3

6 Metoder Metoder kan også ændre på objektet. class Tid:... def vent(self, sekunder): self.s += sekunder self.m += self.s // 60 self.s = self.s % 60 self.t += self.m // 60 self.m = self.m % 60 4

7 Metoder Kan lægge s sekunder til et Tid-objekt ved at kalde Tid.vent(<s>): >>> t = Tid(6, 43, 23) >>> t.print() 6:43:23 >>> t.vent(53) >>> t.print() 6:44:16 >>> t.vent(634) >>> t.print() 6:54:50 5

8 Metoder Når vi gerne vil printet et Tid-objekt, kan vi kalde Tid.print() >>> t = Tid(7, 43, 12) >>> t.print() 7:43:12 Nu kan vi ikke længere komme til at kalde funktionen med en forkert værdi! 6

9 Særlige metoder Python definerer en række særlige funktioner, som kan bruges til at gøre programmere lettere at læse/skrive. Hvad sker rent faktisk når vi kalder print(...)? For tal og tekststrenge er det simpelt: Print tallet eller strengen. Hvad hvis vi printer et Tid-objekt? >>> t = Tid(12,34,5) >>> print(t) < main.tid object at 0x7fee8e1abcf8> 7

10 Metoder I stedet for at lave en print_tid-funktion, kan vi implementere en særlig repr -metode: class Tid: def init (self, t, m, s): self.t = t self.m = m self.s = s def repr (self): fmt = "{}:{:02}:{:02}" return fmt.format(self.t, self.m, self.s) >>> print(tid(12, 34, 56)) 12:34:56 Bemærk: repr skal returnere en str! 8

11 Operator overloading Vi lavede tidligere en funktion sum_tid til at lægge to Tid-objekter sammen. Hvad sker der hvis vi bare bruger +-operatoren? >>> t1 = Tid(12, 34, 56) >>> t2 = Tid(34, 5, 12) >>> t1 + t2 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Tid' and 'Tid' Python forstår ikke hvad det vil sige at lægge to Tid sammen. 9

12 Operator overloading Vi kan fortælle Python hvad der skal ske, ved at implementere add -metoden. class Tid:... def add (self, o): t = self.t + o.t m = self.m + o.m s = self.s + o.s m += s // 60; s = s % 60 t += m // 60; m = m % 60 return Tid(t, m, s) Argumenterne self og o er Tid-objekterne på venstre og højre side af +. Funktionen skal returnere et nyt Tid-objekt. 10

13 Operator overloading Test af add : >>> t1 = Tid(6, 43, 23) >>> t2 = Tid(1, 12, 56) >>> t3 = t1 + t2 >>> print(t3) 7:56:19 Det virker dog ikke med andre typer: >>> t1 = Tid(6, 43, 23) >>> t2 = t t += o.t AttributeError: 'int' object has no attribute 't' 11

14 Operator overloading Dette kaldes operator overloading. Det er muligt at overloade alle operatorerne i Python. Brug med omtanke! add, sub, mul, div,... Oversigt: 12

15 Operator overloading Vi kan udvidde metoden til at håndtere typer forskelligt: class Tid: def add (self, o): t = self.t m = self.m s = self.s if type(o) == int: s += o elif type(o) == Tid: t += o.t m += o.m s += o.s else: raise TypeError("Ups!") m += s // 60; s = s % 60 t += m // 60; m = m % 60 return Tid(t, m, s) 13

16 Nedarvning

17 Nedarvning I OOP har vi ofte brug for at modellere et er-et -forhold. En bil og en cykel er begge køretøjer. Hund og kat er dyr. Firkant og cirkel er former. De har ting til fælles: En cykel og en bil kan bege køre, de har hjul (men ikke samme antal), osv. Men også forskelle: En bil kan dytte, en cykel kan ikke. 14

18 Nedarvning Lad os starte med at definere en klasse Køretøj. class Køretøj: def kør(self, destination): print("kører til " + destination + "!") Vi bestemmer at alle køretøjer skal have en metode kør, der kører til en destination. Yderligere vil vi gerne have disse to metoder: antalsæder(): Returnerer antallet af sæder i køretøjet. tilføjbagage(<bagage>): Tilføjer et stykke bagage til køretøjet. 15

19 Nedarvning Vi kan derefter definere Cykel-klassen. Vi indikerer at Cykel nedarver fra Køretøj ved at skrive superklassen i parentes: class Cykel(Køretøj): class Cykel(Køretøj): def init (self): self.bagage = None def antalsæder(self): return 2 def tilføjbagage(self, b): if self.bagage!= None: raise RuntimeError("Bagagebærer fuldt.") self.bagage = b 16

20 Nedarvning En bil har i stedet fem sæder, og kan have op til 10 ting i bagagerummet. En bil kan også dytte med dyt-metoden. class Bil(Køretøj): def init (self): self.bagage = [] def antalsæder(self): return 5 def tilføjbagage(self, b): if len(self.bagage) >= 10: raise RuntimeError("Bagagerum fuldt.") self.bagage.append(b) def dyr(self): print("dyt dyt!") 17

21 Nedarvning Cykler og biler kan begge køre: >>> b = Bil() >>> c = Cykel() >>> b.kør("københavn") Kører til København >>> c.kør("århus") Kører til Århus Og give os antallet af sæder: >>> print(b.antalsæder(), c.antalsæder()) 5 2 Men kun bilen kan dytte: >>> b.dyt() Dyt dyt! >>> c.dyt() AttributeError: 'Cykel' object has no attribute 'dyt' 18

22 Nedarvning I klassediagrammer tegnes nedarvning ofte således: 19

23 Polymorfi En funktion kan virke få flere slags objekter af forskellig type, hvis bare de implementerer de samme funktioner. Antag alle underklasser af Køretøj implementerer en metode bagagefuldt() der returnerer True hvis der er plads til mere bagage og False hvis ikke. Så vil denne funktion virke på alle køretøjer, selvom de håndterer bagage forskelligt: def fyld_med_fisk(køretøj): while not køretøj.bagagefuldt(): køretøj.tilføjbagage("fisk") Dette er et eksempel på polymorfi. 20

24 Polymorfi Denne funktion virker også med både strenge, lister og dictionaries, selvom de er forskellige typer: def længst(a, b): if len(a) > len(b): print(a, "er længst.") elif len(b) > len(a): print(b, "er længst.") else: print("der er lige lange.") >>> længst("lær", "Python") Python er længst. >>> længst([1,2,3], [4,5]) [1, 2, 3] er længst. Det virker, fordi de alle implementerer len -metoden. 21

25 Webshop eksempel Lad os prøve at bruge det vi har lært til at modellere en simpel webshop med følgende klasser: Webshop: Selve butikken med varer. Skal kunne søge efter varer. Vare: En vare. Skal have navn, pris, evt. rabat (%). Indkøbskurv: Skal indeholde kundens varer. Skal kunne tilføje rabatkupon for rabat. Rabatkupon: Skal repræsentere en rabatkupon (x kr. rabat). Webshop og Indkøbskurv skal nedarve fra samme superklasse VareListe. 22