ПИТОН. Язык Python 46. Что такое ооп

• Название: Язык Python 46. Что такое ооп
• Анкор: ПИТОН
• Дата: 16.03.2023
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: 11-7_python.pdf
• Тип: Документы; #994937
• страница: 4 из 4

§ 54. Совершенствование компонентов
Как вы видели в предыдущем параграфе, на практике нередко нужны поля ввода особого типа, с помощью которых можно вводить целые числа. Компонент
TEdit разрешает вводить лю- бые символы и представляет результат ввода как текстовое свойство
text. Поэтому для того, чтобы получить нужное нам поведение (ввод целых чисел), мы
• добавили обработку ошибок в процедуру onChange;
• для перевода текстовой строки в число каждый раз использовали функцию int.
Если такие поля ввода нужны часто и в разных программах, можно избавиться от этих рутинных операций. Для этого создается новый компонент, который обладает всеми необходимыми свой- ствами.
Конечно, можно создавать компонент «с нуля», но так почти никто не делает. Обычно зада- ча сводится к тому, чтобы как-то улучшить существующий стандартный компонент, который уже есть в библиотеке.
Мы будем совершенствовать компонент
TEdit (поле ввода), поэтому, согласно принципам
ООП, наш компонент (назовём его
TIntEdit) будет наследником класса TEdit, а класс TEdit будет соответственно базовым классом для нового класса
TIntEdit:
Задачи
?
Контрольные вопросы

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
30
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017
class
TIntEdit ( TEdit ):
...
Изменения стандартного класса
TEdit сводятся к двум пунктам:
• все некорректные символы, которые приводят к тому, что текст нельзя преобразовать в це- лое число, должны блокироваться автоматически, без установки дополнительных обработ- чиков событий;
• компонент должен уметь сообщать числовое значение целого типа; для этого мы добавим к нему свойство
value (англ. значение).
Сначала добавим в новый класс конструктор:
class
TIntEdit ( TEdit ):
def
__init__
( self, parent, **kw ):
TEdit.__init__ ( self, parent, **kw )
При вызове этого конструктора нужно указать, по крайней мере, один параметр – ссылку на «ро- дительский» объект
parent. Затем могут следовать именованные параметры (подробности можно найти в Интернете в описании компонента
Entry библиотеки tkinter). Запись с двумя звёздочками
**kw говорит о том, что они «собираются» в словарь.
В приведённом варианте класс
TIntEdit ничем не отличается от TEdit. Добавим к нему свойство
value. Для этого введём закрытое поле __value, в котором будем хранить последнее правильное числовое значение:
class
TIntEdit ( TEdit ):
def
__init__
( self, parent, **kw ):
TEdit.
__init__
( self, parent, **kw )
self.__value =
0
def
__setValue
( self, value ):
self.text = str ( value )
value =
property
(
lambda
x: x.__value, __setValue )
Из предыдущего материала (см. § 49) вам должно быть понятно, что для чтения введенного чи- слового значения используется «лямбда-функция», которая возвращает значение поля
__value.
Метод записи
__setValue записывает в свойство text переданное число в виде символьной строки.
Для того, чтобы заблокировать ввод нецифровых символов, будем использовать обработчик события
onValidate (от англ. validate – проверять на правильность) компонента TEdit. Устано- вим этот обработчик на скрытый метод нового класса
TIntEdit, который назовём
__onValidate. Обработчик должен возвращать логическое значение: True, если символ до- пустимый и
False, если нет (тогда ввод этого символа блокируется). В этом коде оставлены только те строки, который относятся к установке этого обработчика:
class
TIntEdit ( TEdit ):
def
__init__
( self, parent, **kw ):
...
self.onValidate = self.__validate
def
__validate
( self ):
try
:
newValue =
int
( self.text )
self.__value = newValue
return
True
except
:
return
False
При получении сигнала о событии, обработчик пытается преобразовать новое значение в число.
Если это удаётся, полученное число записывается в переменную
__value и возвращается ре- зультат
True. Если произошла ошибка, функция вернёт False.
Готовый компонент лучше всего поместить в отдельный модуль, назовем его
int_edit.py.
Построим новый проект: программа будет переводить целые числа из десятичной системы в шестнадцатеричную:

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
31
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017
Импортируем компонент
TIntEdit из модуля int_edit:
from
int_edit
import
TIntEdit
Создадим объект-приложение:
app = TApplication (
"Шестнадцатеричная система"
)
app.size = (
250
,
36
)
app.position = (
200
,
200
)
Поместим на форму метку
hexLabel для вывода шестнадцатеричного значения и компо- нент класса
TIntEdit для ввода:
f = (
"Courier New"
,
14
,
"bold"
)
hexLabel = TLabel ( app, text =
"?"
, font = f, fg =
"navy"
)
hexLabel.position = (
155
,
5
)
decEdit = TIntEdit ( app, width =
12
, font = f )
decEdit.position = (
5
,
5
)
decEdit.text =
"1001"
Добавим обработчик события
onChange для поля ввода:
def
onNumChange ( sender ):
hexLabel.text =
"{:X}"
.format ( sender.value )
decEdit.onChange = onNumChange
Этот обработчик читает значение свойства
value объекта-источника события и выводит его на метку
hexLabel в шестнадцатеричной системе. Формат «X» (а не «x») означает, что будут ис- пользовать заглавные буквы A-F.
Теперь программа готова и можно проверить её работу.
1. В каких случаях имеет смысл разрабатывать свои компоненты?
2. Подумайте, в чем достоинства и недостатки использования своих компонентов?
3. Почему программисты редко создают свои компоненты «с нуля»?
4. Объясните, как связаны классы компонентов
TIntEdit и TEdit. Чем они отличаются?
5. Какие функции используются для преобразования числового значения в текстовое и обрат- но?
6. Как получить запись числа в шестнадцатеричной системе счисления?
7. Объясните, как работает свойство
value у компонента TIntEdit?
8. Почему мы не обрабатывали возможные ошибки в обработчике
onChange?
9. Как установить обработчик события во время выполнения программы?
10. Почему можно использовать обработчик события
onChange, который не был объявлен в классе
TIntEdit?
1. Разработайте компонент, который позволяет вводить шестнадцатеричные числа.
§ 55. Модель и представление
Одна из важнейших идей технологии быстрого проектирования программ (RAD) – повтор- ное использование написанного ранее готового кода. Чтобы облегчить решение этой задачи, бы- ло предложено использовать еще одну декомпозицию: разделить модель, то есть данные и мето- ды их обработки, и представление – способ взаимодействия модели с пользователем (интер- фейс).
Пусть, например, данные об изменении курса доллара хранятся в виде массива, в котором требуется искать максимальное и минимальное значения, а также строить приближенные зави-
Задачи
?
Контрольные вопросы
метка
hexLabel
TLabel
поле
decEdit
TIntEdit

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
32
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017
симости, позволяющие прогнозировать изменение курса в ближайшем будущем. Это описание задачи на уровне модели.
Для пользователя эти данные могут быть представлены в различных формах: в виде табли- цы, графика, диаграммы и т.п. Полученные зависимости, приближенно описывающие изменение курса, могут быть показаны в виде формулы или в виде кривой. Это уровень представления или интерфейса с пользователем.
Чем хорошо такое разделение? Его главное преимущество состоит в том, что модель не за- висит от представления, поэтому одну и ту же модель можно использовать без изменений в про- граммах, имеющих совершенно различный интерфейс.
Вычисление арифметических выражений: модель
Построим программу, которая вычисляет арифметическое выражение, записанное в сим- вольной строке. Для простоты будем считать, что в выражении используются только
• целые числа и
• знаки арифметических действий +-*/.
Предположим, что выражение не содержит ошибок и посторонних символов.
Какова модель для этой задачи? По условию данные хранятся в виде символьной строки.
Обработка данных состоит в том, что нужно вычислить значение записанного в строке выражения.
Вспомните, что аналогичную задачу мы решали в главе 6, где использовалась структура типа
«дерево». Теперь мы применим другой способ.
Как вы знаете, при вычислении арифметического выражения последней выполняется край- няя справа операция с наименьшим приоритетом (см. главу 6). Таким образом, можно сформули- ровать следующий алгоритм вычисления арифметического выражения, записанного в символьной строке
s:
1. Найти в строке
s последнюю операцию с наименьшим приоритетом (пусть номер этого сим- вола записан в переменной
k).
2. Используя дважды этот же алгоритм, вычислить выражения слева и справа от символа с но- мером
k и записать результаты вычисления в переменные n1 и n2.
3. Выполнить операцию, символ которой записан в
s[k], с переменными n1 и n2.
Обратите внимание, что в п. 2 этого алгоритма нужно решить ту же самую задачу для левой и пра- вой частей исходного выражения. Как вы знаете, такой прием называется рекурсией.
Основную функцию назовём
Calc (от англ. calculate – вычислить). Она принимает символь- ную строку и возвращает целое число – результат вычисления выражения, записанного в этой строке. Алгоритм её работы на псевдокоде:
k =
номер символа, соответствующего последней операции
if
k <
0
:
# нет знака операции
перевести всю строку в число
else
:
n1 =
результат вычисления левой части
n2 =
результат вычисления правой части
применить найденную операцию к
n1
и
n2
22 + 13 – 3 * 8
n1 n2
k
модель представление x
y z
1 1
4 2
2 5
3 3
6
представление

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
33
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017
Для того, чтобы найти последнюю выполняемую операцию, будем использовать функцию
lastOp из главы 6. Если эта функция вернула «–1», то операция не найдена, то есть вся передан- ная ей строка – это число (предполагается, что данные корректны).
Теперь можно написать функцию
Calc:
def
Calc
( s ):
k = lastOp ( s )
if
k < 0:
# вся строка - число
return
int
(s)
else
:
n1 = Calc ( s[:k] )
# левая часть
n2 = Calc ( s[k+1:] )
# правая часть
# выполнить операцию
if
s[k] ==
"+"
:
return
n1+n2
elif
s[k] ==
"-"
:
return
n1-n2
elif
s[k] ==
"*"
:
return
n1*n2
else
:
return
n1 // n2
Обратите внимание, что функция
Calc – рекурсивная, она дважды вызывает сама себя.
Функции
Calc и lastOp (а также функцию priority, которая вызывается из lastOp) удобно объединить в отдельный модуль
model.py (модуль модели). Таким образом, наша мо- дель – это функции, с помощью которых вычисляется арифметическое выражение, записанное в строке.
Вычисление арифметических выражений: представление
Теперь построим интерфейс программы. В верхней части ок- на будет размещен выпадающий список (компонент
TComboBox), в котором пользователь вводит выражение. При нажатии на клавишу
Enter выражение вычисляется и его результат выводится в первой строке обычного списка (компонента
TListBox). Выпадающий список, в котором хранятся все вводимые выражения, полезен для того, чтобы можно было вернуться к уже введённому ранее варианту и исправить его.
Итак, импортируем из модуля
model функцию Calc и создаём приложение:
from
model
import
Calc
app = TApplication (
"Калькулятор"
)
app.size = (
200
,
150
)
На форму нужно добавить компонент
TComboBox. Чтобы прижать его к верху, установим свойст- во
align, равное "top". Назовем этот компонент Input (англ. ввод).
Input = TComboBox ( app, values = [], height =
1
)
Input.align =
"top"
Input.text =
"2+2"
При вызове конструктора, кроме родительского объекта, мы указали два именованных парамет- ра:
values (англ. «значения») – пустой список (сначала в списке нет ни одного элемента) и
height – высота компонента (одна строка).
Добавляем второй компонент –
TListBox, устанавливаем для него выравнивание
"client" (заполнить всю свободную область) и имя Answers (англ. ответы).
Answers = TListBox ( app )
Answers.align =
"client"
Логика работы программы может быть записана в виде псевдокода:
if
нажата клавиша Enter
:
вычислить выражение
добавить результат вычислений в начало списка
if
выражения нет в выпадающем списке
:
добавить его в выпадающий список

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
34
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017
Для перехвата нажатия клавиши Enter будем использовать обработчик события «

Return>» (англ. «клавиша перевод каретки»), который подключается стандартным способом библиотеки
tkinter – через метод bind (англ. «связать»):
Input.bind (
""
, doCalc )
Здесь
doCalc – это название функции, принимающей один параметр – объект-структуру, которая содержит полную информацию о произошедшем событии:
def
doCalc ( event ):
...
Вместо многоточия нужно написать операторы Python, которые нужно выполнить. Во-первых, чи- таем текст, введённый в выпадающем списке, и вычисляем выражение с помощью функции
Calc:
expr = Input.text
x = Calc ( expr )
Затем добавляем в начало списка вычисленное выражение и его результат:
Answers.insert (
0
, expr +
"="
+ str(x) )
Здесь используется метод
insert (англ. «вставить»), первый аргумент – это номер вставляемо- го элемента (0 – в начало списка).
Теперь проверим, есть ли такое выражение в выпадающем списке, и если нет – добавим его:
if not
Input.findItem(expr):
Input.addItem ( expr )
Метод
findItem (англ. find item – найти элемент) возвращает логическое значение: True, если переданная ему строка есть в списке и
False, если нет. Метод addItem (англ. add item – доба- вить элемент) добавляет элемент в конец списка.
Таким образом, полная функция
doCalc приобретает следующий вид:
def
doCalc
( event ):
expr = Input.text
x = Calc ( expr )
Answers.insert (
0
, expr +
"="
+ str(x) )
if not
Input.findItem ( expr ):
Input.addItem ( expr )
Теперь программу можно запускать и испытывать.
Итак, в этой программе мы разделили модель (данные и средства их обработки) и пред- ставление (взаимодействие модели с пользователем), которые разнесены по разным модулям.
Это позволяет использовать модуль модели в любых программах, где нужно вычислять арифме- тические выражения.
Часто к паре «модель-представление» добавляют еще управляющий блок (контрóллер), ко- торый, например, обрабатывает ошибки ввода данных. Но во многих случаях, например, при про- граммировании в RAD-средах, контроллер и представление объединяются вместе – управление данными происходит в обработчиках событий.
1. Чем хорошо разделение программы на модель и интерфейс? Как это связано с особенно- стями современного программирования?
2. Что обычно относят к модели, а что – к представлению?
3. Что от чего зависит (и не зависит) в паре «модель – представление»?
4. Приведите свои примеры задач, в которых можно выделить модель и представление. Пока- жите, что для одной модели можно придумать много разных представлений.
5. Объясните алгоритм вычисления арифметического выражения без скобок.
6. Пусть требуется изменить программу так, чтобы она обрабатывала выражения со скобками.
Что нужно изменить: модель, интерфейс или и то, и другое?
?
Контрольные вопросы

Информатика и ИКТ, 11 класс
К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
35
http://kpolyakov.spb.ru
21.04.2017 1. Измените программу так, чтобы она вычисляла выражения с вещественными числами (для перевода вещественных чисел из символьного вида в число- вой используйте функцию
float).
2. Добавьте в программу обработку ошибок. Подумайте, какие ошибки может сделать пользователь. Какие ошибки могут возникнуть при вычислениях?
Как их обработать?
3. *Измените программу так, чтобы она вычисляла выражения со скобками.
Подсказка: нужно искать последнюю операцию с самым низким приоритетом, стоящую вне скобок.
4. Постройте программу «Калькулятор» для выполнения вычислений с целыми числами (см. рисунок).
Самое важное в главе 7:
• Сложность и размеры современных программ таковы, что в их разработке принимает участие множе- ство программистов. Объектно-ориентированное программирование – это метод, позволяющий раз- бить задачу на части, каждая из которых в максимальной степени независима от других.
• Программа в ООП – это набор объектов, которые обмениваются сообщениями.
• Перед программированием выполняется объектно-ориентированный анализ задачи. На этом этапе выделяются взаимодействующие объекты, определяются их существенные свойства и поведение.
• Любой объект – экземпляр какого-то класса. Классом называют группу объектов, обладающих общими свойствами.
• Объекты не могут «узнать» устройство других объектов (принцип инкапсуляции). При описании класса закрытые поля и методы помещаются в секцию
private
, а общедоступные – в секцию
public
• Обмен данными между объектами выполняется с помощью общедоступных свойств и методов, кото- рые составляют интерфейс объектов. Изменение внутреннего устройства объектов (реализации) не влияет на взаимодействие с другими объектами, если не меняется интерфейс.
• Как правило, классы образуют иерархию (многоуровневую структуру). Классы-потомки обладают всеми свойствами и методами классов-предков, к которым добавляются их собственные свойства и методы.
• ООП позволяет обеспечивать высокую скорость и надежность разработки больших и сложных про- грамм. В простых задачах применение ООП, как правило, увеличивает длину программы и замедляет её работу.
• Современные программы с графическим интерфейсом основаны на обработке событий, которые вы- званы действиями пользователя и поступлением данных из других источников, и могут происходить в любой последовательности.
• Для быстрой разработки программ применяют системы визуального программирования, в которых ин- терфейс строится без «ручного» написания программного кода. Такие системы, как правило, основаны на ООП.
• В современных программах принято разделять модель (данные и алгоритмы их обработки) и пред-
ставление (способ ввода исходных значений и вывода результатов).
Задачи