Шуман Х. - Python для детей - 2019. # Startwerte festlegen Red (255,0,0)

• Название: # Startwerte festlegen Red (255,0,0)
• Дата: 10.03.2023
• Размер: 5.95 Mb.
• Имя файла: Шуман Х. - Python для детей - 2019.pdf
• Тип: Документы; #977830
• страница: 9 из 22

Глава
Классы и модули
6
122
Рис. 6.6.Результат работы программы: три монстра!
Теперь я хотел бы расширить все три класса с помощью метода, который имеет возвращаемое значение. Для роди- тельского класса Monster код выглядит так:
def Type(self) :
return "Монстр"
Метод show тоже должен быть расширен. Я сделал новую вер- сию программы, код которой выглядит так (⇒ monster4.py):
class Monster :
# Инициализация атрибута def __init__(self, name, character) :
self.Name = name self.Character = character
# Метод def Type(self) :
return "Монстр"
def show(self) :
print("Имя: " + self.Name)
print("Особенность: " + self.Character)
print("Тип: " + self.Type())
class GMonster (Monster):
# Метод def Type(self) :
return "Дух монстра"

Наследование
123
class SMonster (Monster):
# Метод def Type(self) :
return "Душа монстра"
# Основная программа
Frank = Monster("Фрэнки", "необычный")
Frank.show()
Albert = GMonster("Альберт", "задумчивый")
Albert.show()
Sigmund = SMonster("Зигмунд", "веселый")
Sigmund.show()
Расширенный метод show()теперь также отображает тип со- ответствующего объекта:
print("Тип: " + self.Type())
Помимо прочего, важно, чтобы слово self было помещено перед методом. Это касается всех элементов.
Теперь у дочернего класса есть все элементы родительского класса и, конечно, его собственные новые атрибуты и мето- ды – в зависимости от того, что было переопределено.
дочерний родительский
Атрибут
+НаследуемыеАтрибуты
Методы
+НаследуемыеМетоды
(
) :
class
¾
Введи код из листинга выше, а затем запусти програм- му. Должно получиться примерно так, как показано на рис. 6.7.

Глава
Классы и модули
6
124
Рис. 6.7.Результат работы программы: отображается тип монстра
Обычно объект Frank вызывает собственный метод Type() в собственном методе show. Интересно, что два других объ- екта сначала вызывают унаследованный метод (= show()) и не получают доступ к дочернему (унаследованному) ме- тоду, а обращаются к собственному методу.
Как узнать, какой метод Type() использовать? Поскольку у них фактически есть два метода с одним и тем же име- нем Type(), они могут выбрать и использовать неправиль- ный метод «по ошибке». В Python существует механизм, благодаря которому автоматически используется дочер- ний метод.
На самом деле так происходит и в других языках программиро- вания, таких как, например, C++ или Java: программа, подобная приведенной выше, выводит тип Монстр три раза. Только если определить методы Type() по-разному, код будет работать авто- матически, как в Python. Почему так происходит?
Существует два способа вызова метода. Обычно в той позиции, где вызывается метод, задается начальный адрес. Этот параметр определяет, какой метод используется. Или ты помечаешь пози- цию вызова с помощью заполнителя. Только во время запуска программы будет использоваться адрес соответствующего ме- тода.

Модули программы
125
Другие языки программирования:
Python:
def show() :
def show() :
фиксированный адрес заполнитель нормальный метод виртуальный метод
Это виртуальные методы. В то время как в других языках про- граммирования такие методы имеют метку virtual, все методы в Python по умолчанию виртуальны.
Модули программы
Исходный код будет только увеличиваться в объеме со вре- менем. Эта программа не слишком велика, но представь, что ты захотел расширить код на нужное приложение или реализовать дополнительный функционал. Тогда код мож- но разделить на несколько файлов – модулей.
moster.py mosterlab.py
Определение класса с помощью атрибутов и методов
Определение класса с помощью атрибутов и методов
Основная программа: создание и использование объекта
Ctrl+X
Ctrl+V
Давай создадим новый файл, в котором мы сможем сохра- нить определения классов. В предыдущем файле остается только основная программа.
¾
Убедись, что последняя версия программы открыта.
Создай новый файл в среде разработки Python (IDLE), щелкнув мышью по пункту
File (Файл) в строке меню, а затем выбрав пункт
New file (Создать файл) (или на- жав сочетание клавиш
Ctrl+N).

Глава
Классы и модули
6
126
¾
Перейди в файл с кодом программы, выдели целиком определения классов монстров и вырежи их (нажав со- четание клавиш
Ctrl+X) (рис. 6.8). Затем перейди в окно нового файла и нажми сочетание клавиш
Ctrl+V, чтобы вставить скопированный код.
Рис. 6.8.Определения классов монстров выделены
¾
Сохрани оба файла, первый (старый) под новым име- нем (у меня это monster5.py). Новый файл назовем mon­
sterlab.py.
Скопированный код теперь находится в файле модуля:
class Monster :
# Инициализация атрибута def __init__(self, name, character) :
self.Name = name self.Character = character

Модули программы
127
# Метод def Type(self) :
return "Монстр"
def show(self) :
print("Имя: " + self.Name)
print("Особенность: " + self.Character)
print("Тип: " + self.Type())
class GMonster (Monster):
# Метод def Type(self) :
return "Дух монстра"
class SMonster (Monster):
# Метод def Type(self) :
return "Душа монстра"
Разумеется, старая программа без определения классов больше не работает. Но как основная программа узнает, где теперь находятся определения классов?
moster.py mosterlab.py import mosterlab
Основная программа: создание и использование объекта
Классы, с которыми мы работали раньше, определены в од- ном модуле, который импортируется в программу. Это вы- глядит так:
import mosterlab
Заверши код программы, вставив эту строку кода вверху.
Затем запусти программу.
Тебя удивило сообщение об ошибке? Так или иначе компью- тер не узнаёт класс Monster (и, разумеется, два других дочер- них класса) (рис. 6.9).

Глава
Классы и модули
6
128
Рис. 6.9.Ошибка определения имени Monster
Как сообщить компьютеру, что мы уже импортировали со- ответствующий модуль? Недостаточно просто импортиро- вать модуль, также нужно указать его имя, если ты хочешь использовать некий код из этого модуля (например, функ- цию). Давай сделаем это здесь (⇒ monster5.py):
import monsterlab
# Основная программа
Frank = monsterlab.Monster("Фрэнки", "необычный")
Frank.show()
Albert = monsterlab.GMonster("Альберт", "задумчивый")
Albert.show()
Sigmund = monsterlab.SMonster("Зигмунд", "веселый")
Sigmund.show()
Поместив перед именем каждого класса имя модуля, из которого происходит класс, компьютер не будет делать ошибок.
¾
Исправь исходный код основного модуля, затем запус- ти программу.
Теперь все работает (рис. 6.10).

Модули программы
129
Рис. 6.10.Ошибка исправлена
Наша семейка монстров готова, но не все еще идеально.
Во-первых, существует множество атрибутов и методов, которые могут быть согласованы в обоих классах – в зави- симости от твоего воображения. Займись этим.
А тем временем я хотел бы внести несколько потенциаль- ных улучшений, чтобы основная программа стала чуть бо- лее элегантной. Если мы немного изменим строку кода, отвечающую за импорт модуля, мы сможем сократить код ниже (⇒ monster6.py):
from monsterlab import *
# Основная программа
Frank = Monster("Фрэнки", "необычный")
Frank.show()
Albert = GMonster("Альберт", "задумчивый")
Albert.show()
Sigmund = SMonster("Зигмунд", "веселый")
Sigmund.show()
Вместо импорта всего модуля мы лишь извлекаем отдель- ные классы, обозначенные звездочкой (*) после слова im­
port
. Также может использоваться и такая строка:
from monsterlab import Monster
Но тогда программа будет работать только для объекта класса, потому что ссылка на вызов monsterlab указана до вызова класса.

Глава
Классы и модули
6
130
import from import
Модуль
Модуль
Элемент
Таким образом, ты можешь интегрировать полный модуль или его части. И если ты хочешь извлечь все элементы, прос то укажи звездочку:
from Modul import *
На первый взгляд кажется, что это сложнее и лучше – прос- то импортировать модуль. Но разница в том, что тебе боль- ше не нужно перечислять имена классов в модуле. Также ты можешь сократить объявление объекта – вот так:
Frank = Monster("Фрэнки", "необычный")
Albert = GMonster("Альберт", "задумчивый")
Sigmund = SMonster("Зигмунд", "веселый")
Приватный или публичный?
Остается недостаток, который ты даже не заметил вначале и, возможно, никогда не заметил бы. После создания объ- екта, такого как Frank, можно напрямую получить доступ к атрибутам внутри объекта (⇒ monster7.py):
Frank = Monster("Фрэнки", "необычный")
print(Frank.Name);
print(Frank.Character)
print(Frank.Type())
Что не так? А вот что. В нашем примере ничего страшного нет, но представь себе определение более сложных классов, которые имеют много атрибутов. Часто нежелателен пря- мой доступ к атрибутам извне. Потому что в зависимости от уровня доступа можно изменить значение атрибута.
В случае с многочисленными объектами может случиться так, что что-то изменилось, хотя не должно было. И найти такую ошибку часто бывает нелегко.
Вернемся к термину, который я упомянул в начале: ин- капсуляция. Ее также можно назвать замкнутостью и защи- той от внешнего доступа. В нашем случае достаточно полу- чить доступ к методу show(), и ты получишь доступ ко всему

Приватный или публичный?
131
остальному коду, т. к. он является внутренним. А нужно ли его менять с наружным доступом?
Давай посмотрим, как Python защищает атрибуты и мето- ды от внешнего доступа. Для этого нам нужно войти в мо- дуль monsterlab.
¾
Открой файл monsterlab.py и сохрани его под именем
monsterlabx.py.
Затем тебе нужно добавить два символа подчеркивания (_) для каждого из атрибутов Name и Character, а также метода
Type()
:
class Monster :
# Инициализация атрибута def __init__(self, name, character) :
self.__Name = name self.__Character = character
# Метод def _Type(self) :
return "Монстр"
def show(self) :
print("Имя: " + self.__Name)
print("Особенность: " + self.__Character)
print("Тип: " + self.__Type())
class GMonster (Monster):
# Метод def __Type(self) :
return "Дух монстра"
class SMonster (Monster):
# Метод def __Type(self) :
return "Душа монстра"
Импортируем новый модуль в основную программу и со- ответствующим образом настроим имена (⇒ monster8.py):
from monsterlabX import *
# Основная программа
Frank = Monster("Фрэнки", "необычный")
print(Frank.__Name);
print(Frank.__Character)
print(Frank.__Type())
Запуск программы выдаст сообщение об ошибке (рис. 6.11):

Глава
Классы и модули
6
132
Рис. 6.11.Ошибка: не обнаружены атрибуты объекта
Хотя _Name (а также _Character и _Type) четко определены и модуль импортирован, основная программа не может по- лучить доступ к этим элементам. Потому что рассматрива- емые атрибуты и метод Type теперь считаются закрытыми.
И именно этого мы и хотели достичь.
В Python применяется следующее правило: если ты добавляешь к имени класса два символа подчеркивания, элемент становит- ся закрытым. В противном случае каждый элемент считается публичным. Доступ к публичным элементам можно получить из любой позиции, но в пределах объекта. (Вспомни о доступности глобальных и локальных переменных.)
¾
Чтобы попробовать новый модуль, тебе нужно изме- нить только первую строку в исходном коде monster6.py
(если ты назвал свой модуль иначе, разумеется, указы- вай свое имя):
from monsterlabX import *
Запуск программы заканчивается горьким разочаровани- ем (рис. 6.12). Что происходит?

Приватный или публичный?
133
Рис. 6.12.Все монстры стали одного типа
Теперь дочерние классы Monster забыли про свой тип и ис- пользуют родительский. Поэтому, очевидно, нельзя ска- зать, что программа стала лучше. Итак, все элементы долж- ны быть определены заново?
Улучшение было своего рода «промежуточным». Взгляни на решение, которое предоставляет Python (⇒ monsterlabx.py):
class Monster :
# Инициализация атрибута def __init__(self, name, character) :
self.__Name = name self.__Character = character
# Метод def _Type(self) :
return "Монстр"
def show(self) :
print("Имя: " + self.__Name)
print("Особенность: " + self.__Character)
print("Тип: " + self._Type())
class GMonster (Monster):
# Метод def _Type(self) :
return "Дух монстра"
class SMonster (Monster):
# Метод def _Type(self) :
return "Душа монстра"
Смотри внимательно, чтобы увидеть разницу: теперь метод
Type()
имеет только одно подчеркивание (_). И вот разница между соответствующими параметрами доступа (табл. 6.1).

Глава
Классы и модули
6
134
Таблица 6.1. Типы доступа
Тип
Имя
Доступ
Public
(публичный)
Без подчеркивания
В любом месте
Protected
(защищенный) С одним подчеркиванием
В дочерних классах
Private
(приватный)
С двумя подчеркиваниями
Только внутри объекта
Внеси изменения, а затем запусти программу еще раз. (Ты можешь скачать все файлы примеров с сайта dmkpress.com
.)
Теперь, как раньше, все монстры знают свой тип. Снаружи ты не можешь получить доступ к методу, если только он не касается класса Monster. (Таким образом доступ к методу остается «защищенным».)
Подведение итогов
Вот и закончилась очередная глава. Ты написал собствен- ные классы и создал собственные объекты. Однако ты еще не гуру программирования (все самое интересное еще впе- реди). Посмотрим, что ты узнал о Python.
class
Определяет класс self
Ссылка на объект или класс
_init
Метод инициализации from
Импортирует отдельные элементы модуля
*
(звездочка)
Доступ ко всем элементам модуля pass
Пустая строка, отображающая пустую структуру
__
Определяет приватный элемент
_
Определяет защищенный элемент
Связывает объект с атрибутом или методом
Несколько вопросов...
1. Что такое методы и атрибуты класса?
2. Что такое инкапсуляция?
3. В чем разница между приватными и публичными эле- ментами?
...а задач нет

135
7
Введение в tkinter
До сих пор мы ограничивались вводом кода вручную, но в операционной системе Windows мы привыкли к чему-то большему. Мы используем графический интерфейс, откры- ваем меню, щелкаем по окнам с кнопками, изображениям и полям ввода. Но наши проекты на Python до сих пор были невзрачными, без красивого интерфейса. Теперь это нужно изменить. Ты можешь сделать это с помощью окон, кнопок и т. д.
Итак, в этой главе ты узнаешь:

что такое tkinter;

об элементах Label и Button;

как работать с событиями;

что такое компоновка окон;

о диалоговых окнах.
Создаем окно
Работая с интерфейсом IDLE, мы не использовали многие компоненты, которые содержит операционная система
Windows. Было бы круто вывести хотя бы одно диалоговое окно на экран. И если нам это удастся, мы заполним это окно разными компонентами.

Глава
Введение в tkinter
7
136
Что такое компоненты? Это объекты, которые обычно использу- ются для управления программой. Например, кнопки (Button), меню и метки (Label). Виджеты тоже относятся к компонентам tkinter
Разумеется, нам нужен модуль, который мы должны снача- ла импортировать:
import tkinter
Модуль tkinter содержит все компоненты, необходимые для создания графического пользовательского интерфейса.
Особенностью модуля является то, что он работает незави- симо от того, что делает операционная система.
Кстати, слово tkinter является аббревиатурой для Toolkit inter-
face – инструменты для разработки интерфейсов. Модуль содер- жит инструменты для разработки так называемого GUI – Graphical
User Interface – графического пользовательского интерфейса.
Наша первая графическая программа очень короткая:
import tkinter
Window = tkinter.Tk()
Если ты запустишь этот код, то увидишь окно, показанное на рис. 7.1.
Рис. 7.1.Созданное окно
Сначала создается объект окна, который запускается на- жатием функцией Tk(). Это основной класс модуля tkinter.
Важно, что имя Tk написано с прописной буквы «T», а слово tkinter со строчной «t».

Создаем окно
137
¾
Создай новый файл, напиши исходный код и запусти программу.
Как насчет приятного приветствия, как мы это делали в главе 1? Воспользуемся компонентом, называемым Label.
¾
Обнови исходный код, а затем перезапусти программу
(⇒ window1.py):
import tkinter
Window = tkinter.Tk()
Display = tkinter.Label(Window, text="Привет!")
Display.pack()
Функция Display создает объект Label, первый параметр указывает на окно, в котором должно отображаться содер- жимое Label, а второй представляет собой текст, который надо отобразить. Все это «обернуто», так сказать, в метод pack
. Без этой инструкции ты ничего не увидишь в окне
(рис. 7.2).
Рис. 7.2.Приветствие в окне
Окно стало еще более маленьким, чем предыдущее. Это связано с тем, что размер окна адаптируется под размер компонентов. Позже мы рассмотрим, как можем влиять на размер окна.
Теперь я хотел бы усложнить программу, чтобы за «при- ветствием» последовал вопрос «как дела?», а также доба- вить две кнопки Button, чтобы окно выглядело следующим образом:
Рис. 7.3.Усложненная программа
Выглядит (по-прежнему) не очень красиво, но ключевое слово pack в tkinter гарантирует, что окно занимает столь- ко места, сколько необходимо. Кроме того, все компоненты расположены один за другим. Мы изменим это позже.