Python中的类使用

Question

我经常用Python写很多脚本，来分析和绘制实验数据，还会写一些简单的模拟，看看理论和数据的契合度。这些脚本通常都是按照步骤来写的：先计算某个属性，再计算另一个属性，然后绘制这些属性，最后分析图表……

我在想，除了按照步骤写代码，使用类（Class）会有什么好处呢？我可以把实际的分析过程放到函数里，这样就可以把数据传给函数，让它自己处理，但这些函数并不在一个类里面。

使用类能解决什么问题？如果我可以按照步骤写代码，使用类的目的是什么呢？

如果这个问题之前有人问过，我很抱歉，请指引我去相关的内容。

Answer 1

“但是这些函数并没有放在一个类里面。”

其实可以放进去的。

class Linear( object ):
    a= 2.
    b= 3.
    def calculate( self, somePoint ):
        somePoint['line']= b + somePoint['x']*a

class Exponential( object ):
    a = 1.05
    b = 3.2
    def calculate( self, somePoint ):
        somePoint['exp']= b * somePoint['x']**a

class Mapping( object ):
    def __init__( self ):
        self.funcs = ( Linear(), Exponential() )
    def apply( self, someData ):
        for row in someData:
            for f in self.funcs:
                f.calculate( row )

现在你的计算都放在类里面了。你可以使用一些设计模式，比如委托、组合和命令，来让你的脚本更简单。

Answer 2

在Python中，你不需要使用类——它并不会强迫你使用面向对象编程。如果你更喜欢函数式编程的风格，那也没问题。我在想要建模一些有变化的抽象概念时会使用类，这样可以用类来表示这些变化。正如“类”这个词所暗示的，当你处理的内容自然分成不同的类别时，类就特别有用。但如果只是处理大数据集，我并没有觉得一定要为了遵循面向对象的原则而去使用它。

Answer 3

使用面向对象编程（OOP）时，你会有一些对象，这些对象有相关的功能，而这些功能应该是唯一能修改对象属性（内部变量）的方法。

以前常常会有这样的函数：trim_string(string)，而在一个string类中，你可以直接用string.trim()。这种区别在处理大型复杂模块时特别明显，因为你需要尽量减少各个组件之间的耦合。

OOP还有其他概念，比如继承，但最重要的是要明白，OOP让你关注的是对象，这些对象有操作和消息传递（方法/动词），而不是关注操作（函数/动词）和基本元素（变量）。

面向对象范式的重要性不在于语言机制，而在于思维和设计过程。

你也可以看看这个问题.

结构化编程本身并没有什么错误，只是某些问题更适合用面向对象的设计。

举个例子，在结构化编程语言中，你可能会有：

#Pseudocode!!!

function talk(dog):
    if dog is aDog:
        print "bark!"
    raise "IS NOT A SUPPORTED ANIMAL!!!"

>>var dog as aDog
>>talk(dog)
"bark!"
>>var cat as aCat
>>talk(cat)
EXCEPTION: IS NOT A SUPPORTED ANIMAL!!!

# Lets add the cat
function talk(animal):
    if animal is aDog:
        print "bark!"
    if animal is aCat:
        print "miau!"
    raise "IS NOT A SUPPORTED ANIMAL!!!"

而在面向对象编程中，你会有：

class Animal:
     def __init__(self, name="skippy"):
         self.name = name
     def talk(self):
         raise "MUTE ANIMAL"

class Dog(Animal):
     def talk(self):
         print "bark!"

class Cat(Animal):
     def talk(self):
         print "miau!"

>>dog = new Dog()
>>dog.talk()
"bark!"
>>cat = new Cat()
>>cat.talk()
"miau!"

你可以看到，在结构化编程中，每添加一个动物，就得在talk里加一个if，还得加一个变量来存储动物的名字，可能还要修改模块里的每个函数。而在面向对象编程中，你可以把你的类看作是独立于其他部分的。当有全局性的变化时，你只需要修改Animal，如果只是小范围的变化，你只需查看类的定义。

对于简单、顺序的、可能是一次性的代码，使用结构化编程是可以的。