Классы могут использоваться для моделирования многих реальных ситуаций. После того как класс будет написан, разработчик проводит бульшую часть времени за работой с экземплярами, созданными на основе этого класса. Одной из первых задач станет изменение атрибутов, связанных с конкретным экземпляром. Атрибуты экземпляра можно изменять напрямую или же написать методы, изменяющие атрибуты по особым правилам.
Класс Car
Напишем класс, представляющий автомобиль. Этот класс будет содержать информацию о типе машины, а также метод для вывода краткого описания:
car.py
class Car():
. ."""Простая модель автомобиля."""
(1) . .def __init__(self, make, model, year):
. . . ."""Инициализирует атрибуты описания автомобиля."""
. . . .self.make = make
. . . .self.model = model
. . . .self.year = year
. . . .
(2) . .def get_descriptive_name(self):
. . . ."""Возвращает аккуратно отформатированное описание."""
. . . .long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
. . . .return long_name.title()
. .
(3)my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
В точке (1) в классе Car определяется метод __init__(); его список параметров начинается с self, как и в классе Dog. За ним следуют еще три параметра: make, model и year. Метод __init__() получает эти параметры и сохраняет их в атрибутах, которые будут связаны с экземплярами, созданными на основе класса. При создании нового экземпляра Car необходимо указать фирму-производителя, модель и год выпуска для данного экземпляра.
В точке (2) определяется метод get_descriptive_name(), который объединяет год выпуска, фирму-производителя и модель в одну строку с описанием. Это избавит вас от необходимости выводить значение каждого атрибута по отдельности. Для работы со значениями атрибутов в этом методе используется синтаксис self.make, self.model и self.year.
В точке (3) создается экземпляр класса Car, который сохраняется в переменной my_new_car. Затем вызов метода get_descriptive_name() показывает, с какой машиной работает программа:
2016 Audi A4
Чтобы класс был более интересным, добавим атрибут, изменяющийся со временем, — в нем будет храниться пробег машины в милях.
Назначение атрибуту значения по умолчанию
Каждый атрибут класса должен иметь исходное значение, даже если оно равно 0 или пустой строке. В некоторых случаях (например, при задании значений по умолчанию) это исходное значение есть смысл задавать в теле метода __init__(); в таком случае передавать параметр для этого атрибута при создании объекта не обязательно.
Добавим атрибут с именем odometer_reading, исходное значение которого всегда равно 0. Также в класс будет включен метод read_odometer() для чтения текущих показаний одометра:
class Car():
def __init__(self, make, model, year):
"""Инициализирует атрибуты описания автомобиля."""
self.make = make
self.model = model
self.year = year
(1) . . . .self.odometer_reading = 0
. . . .
def get_descriptive_name(self):
...
. .
(2) . .def read_odometer(self):
. . . ."""Выводит пробег машины в милях."""
. . . .print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")
. .
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()
Когда Python вызывает метод __init__() для создания нового экземпляра, этот метод сохраняет фирму-производителя, модель и год выпуска в атрибутах, как и в предыдущем случае. Затем Python создает новый атрибут с именем odometer_reading и присваивает ему исходное значение 0 (1) . Также в класс добавляется новый метод read_odometer() (2), который упрощает чтение пробега машины в милях.
Сразу же после создания машины ее пробег равен 0:
2016 Audi A4
This car has 0 miles on it.
Впрочем, у продаваемых машин одометр редко показывает ровно 0, поэтому нам понадобится способ изменения значения этого атрибута.
Изменение значений атрибутов
Значение атрибута можно изменить одним из трех способов: изменить его прямо в экземпляре, задать значение при помощи метода или изменить его с приращением (то есть прибавлением определенной величины) при помощи метода. Рассмотрим все эти способы.
Прямое изменение значения атрибута
Чтобы изменить значение атрибута, проще всего обратиться к нему прямо через экземпляр. В следующем примере на одометре напрямую выставляется значение 23:
class Car():
...
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
(1) my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()
В точке (1) точечная запись используется для обращения к атрибуту odometer_reading экземпляра и прямого присваивания его значения. Эта строка приказывает Python взять экземпляр my_new_car, найти связанный с ним атрибут odometer_reading и задать значение атрибута равным 23:
2016 Audi A4
This car has 23 miles on it.
Иногда подобные прямые обращения к атрибутам допустимы, но чаще разработчик пишет вспомогательный метод, который изменяет значение за него.
Изменение значения атрибута с использованием метода
В класс можно включить методы, которые изменяют некоторые атрибуты за вас. Вместо того чтобы изменять атрибут напрямую, вы передаете новое значение методу, который берет обновление атрибута на себя.
В следующем примере в класс включается метод update_odometer() для изменения показаний одометра:
class Car():
. ....
. . . .
(1) . .def update_odometer(self, mileage):
. . . ."""Устанавливает заданное значение на одометре."""
. . . .self.odometer_reading = mileage
. .
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
(2)my_new_car.update_odometer(23)
my_new_car.read_odometer()
Класс Car почти не изменился, в нем только добавился метод update_odometer()(1) . Этот метод получает пробег в милях и сохраняет его в self.odometer_reading. В точке (2) мы вызываем метод update_odometer() и передаем ему значение 23 в аргументе (соответствующем параметру mileage в определении метода). Метод устанавливает на одометре значение 23, а метод read_odometer() выводит текущие показания:
2016 Audi A4
This car has 23 miles on it.
Метод update_odometer() можно расширить так, чтобы при каждом изменении показаний одометра выполнялась некоторая дополнительная работа. Добавим проверку, которая гарантирует, что никто не будет пытаться сбрасывать показания одометра:
class Car():
. ....
. .def update_odometer(self, mileage):
. . . ."""
. . . .Устанавливает на одометре заданное значение.
. . . .При попытке обратной подкрутки изменение отклоняется.
. . . ."""
(1) . . . .if mileage >= self.odometer_reading:
. . . . . .self.odometer_reading = mileage
. . . .else:
(2) . . . . . .print("You can't roll back an odometer!")
Теперь update_odometer() проверяет новое значение перед изменением атрибута. Если новое значение mileage больше или равно текущего, self.odometer_reading, показания одометра можно обновить новым значением (1) . Если же новое значение меньше текущего, вы получите предупреждение о недопустимости обратной подкрутки (2).
Изменение значения атрибута с приращением
Иногда значение атрибута требуется изменить с заданным приращением (вместо того чтобы присваивать атрибуту произвольное новое значение). Допустим, вы купили подержанную машину и проехали на ней 100 миль. Следующий метод получает величину приращения и прибавляет ее к текущим показаниям одометра:
class Car():
...
def update_odometer(self, mileage):
--snip--
. .
(1) . .def increment_odometer(self, miles):
. . . ."""Увеличивает показания одометра с заданным приращением."""
. . . .self.odometer_reading += miles
. .
(2)my_used_car = Car('subaru', 'outback', 2013)
print(my_used_car.get_descriptive_name())
(3)my_used_car.update_odometer(23500)
my_used_car.read_odometer()
(4)my_used_car.increment_odometer(100)
my_used_car.read_odometer()
Новый метод increment_odometer() в точке (1) получает расстояние в милях и прибавляет его к self.odometer_reading. В точке (2) создается экземпляр my_used_car. Мы инициализируем показания его одометра значением 23 500; для этого вызывается метод update_odometer(), которому передается значение 23500 (3). В точке (4) вызывается метод increment_odometer(), которому передается значение 100, чтобы увеличить показания одометра на 100 миль, пройденные с момента покупки:
2013 Subaru Outback
This car has 23500 miles on it.
This car has 23600 miles on it.
При желании можно легко усовершенствовать этот метод, чтобы он отклонял отрицательные приращения; тем самым вы предотвратите обратную подкрутку одометра.
примечание
Подобные методы управляют обновлением внутренних значений экземпляров (таких, как показания одометра), однако любой пользователь, имеющий доступ к программному коду, сможет напрямую задать атрибуту любое значение. Эффективная схема безопасности должна уделять особое внимание таким подробностям, не ограничиваясь простейшими проверками.
Упражнения
9-4. Посетители: начните с программы из упражнения 9-1 (с. 165). Добавьте атрибут number_served со значением по умолчанию 0; он представляет количество обслуженных посетителей. Создайте экземпляр с именем restaurant. Выведите значение number_served, потом измените и выведите снова.
Добавьте метод с именем set_number_served(), позволяющий задать количество обслуженных посетителей. Вызовите метод с новым числом, снова выведите значение.
Добавьте метод с именем increment_number_served(), который увеличивает количество обслуженных посетителей на заданную величину. Вызовите этот метод с любым числом, которое могло бы представлять количество обслуженных клиентов — скажем, за один день.
9-5. Попытки входа: добавьте атрибут login_attempts в класс User из упражнения 9-3 (с. 165). Напишите метод increment_login_attempts(), увеличивающий значение login_attempts на 1. Напишите другой метод с именем reset_login_attempts(), обнуляющий значение login_attempts.
Создайте экземпляр класса User и вызовите increment_login_attempts() несколько раз. Выведите значение login_attempts, чтобы убедиться в том, что значение было изменено правильно, а затем вызовите reset_login_attempts(). Снова выведите login_attempts и убедитесь в том, что значение обнулилось.