Das ist der Hauptgrund, objektorientiertes Programmieren in Python zu lernen, welches auch eine der beliebtesten Programmiersprachen ist.<\/p>\n
Lasst uns lernen!<\/p>\n
Ein Beispiel Python Programm<\/h2>\n
Bevor wir in die Materie eintauchen, wollen wir eine Frage stellen: Hast du jemals ein Python-Programm wie das untenstehende geschrieben?<\/p>\n
secret_number = 20\n \nwhile True:\n number = input('Guess the number: ')\n \n try:\n number = int(number)\n except:\n print('Sorry that is not a number')\n continue\n \n if number != secret_number:\n if number > secret_number:\n print(number, 'is greater than the secret number')\n \n elif number < secret_number:\n print(number, 'is less than the secret number')\n else:\n print('You guessed the number:', secret_number)\n break\n<\/code><\/pre>\nDieser Code ist ein einfacher Zahlensch\u00e4tzer. Versuche ihn in eine Python Datei zu kopieren und f\u00fchre ihn in deinem System aus. Es erf\u00fcllt perfekt seinen Zweck.<\/p>\n
Aber hier kommt ein gro\u00dfes Problem: Was w\u00e4re, wenn wir dich bitten w\u00fcrden, ein neues Feature<\/a> zu implementieren? Es k\u00f6nnte etwas Einfaches sein – zum Beispiel:<\/p>\n„Wenn die Eingabe ein Vielfaches der Geheimzahl ist, gib dem Benutzer einen Hinweis.“<\/p>\n
Das Programm w\u00fcrde schnell komplex und schwer werden, wenn du die Anzahl der Features und damit die Gesamtzahl der verschachtelten Conditionals erh\u00f6hst.<\/p>\n
Das ist genau das Problem, das die objektorientierte Programmierung zu l\u00f6sen versucht.<\/p>\n\n
Voraussetzungen, um Python OOP zu lernen<\/h2>\n
Bevor du in die objektorientierte Programmierung einsteigst, empfehlen wir dir, die Grundlagen von Python zu beherrschen.<\/p>\n
Die Klassifizierung von Themen, die als „grundlegend“ gelten, kann schwierig sein. Aus diesem Grund haben wir einen Spickzettel<\/a> mit den wichtigsten Konzepten erstellt, die du zum Erlernen der objektorientierten Programmierung in Python ben\u00f6tigst.<\/p>\n\n- Variable<\/strong>: Symbolischer Name, der auf ein bestimmtes Objekt<\/strong> zeigt (wir werden im Laufe des Artikels sehen, was Objekte bedeuten).<\/li>\n
- Arithmetische Operatoren<\/strong>: Addition (+), Subtraktion (-), Multiplikation (*), Division (\/), ganzzahlige Division (\/\/), modulo (%).<\/li>\n
- Eingebaute Datentypen<\/strong>: Numerisch (Integer, Float, Komplex), Sequenzen (Strings, Listen, Tupel), Boolesch (True, False), Dictionaries und Sets.<\/li>\n
- Boolesche Ausdr\u00fccke<\/strong>: Ausdr\u00fccke, bei denen das Ergebnis True<\/strong> oder False<\/strong><\/li>\n
- Conditional<\/strong>: Wertet einen booleschen Ausdruck aus und f\u00fchrt abh\u00e4ngig vom Ergebnis einen Prozess aus. Wird durch if\/else<\/strong> Anweisungen gehandhabt.<\/li>\n
- Schleife<\/strong>: Wiederholte Ausf\u00fchrung von Codebl\u00f6cken. Es kann sich um for<\/strong> oder while<\/strong> Schleifen handeln.<\/li>\n
- Funktionen<\/strong>: Block von organisiertem und wiederverwendbarem Code. Du erstellst sie mit dem Keyword def<\/strong>.<\/li>\n
- Argumente<\/strong>: Objekte, die an eine Funktion \u00fcbergeben werden. Zum Beispiel:
sum([1, 2, 4])<\/code><\/li>\n- F\u00fchre ein Python-Skript aus<\/strong>: \u00d6ffne ein Terminal oder eine Kommandozeile<\/a> und gib „python <Name der Datei>“ ein.<\/li>\n
- \u00d6ffne eine Python-Shell<\/strong>: \u00d6ffne ein Terminal und tippe „
python<\/code>“ oder „python3<\/code>“ ein, abh\u00e4ngig von deinem System.<\/li>\n<\/ul>\nJetzt, wo du diese Konzepte kristallklar hast, kannst du mit dem Verst\u00e4ndnis der objektorientierten Programmierung fortfahren.<\/p>\n
Was ist objektorientiertes Programmieren in Python?<\/h2>\n
Objektorientierte Programmierung (OOP) ist ein Programmierparadigma, in dem wir \u00fcber komplexe Probleme als Objekte denken k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ein Paradigma ist eine Theorie, die die Basis f\u00fcr das L\u00f6sen von Problemen liefert<\/p>\n
Wenn wir also \u00fcber OOP sprechen, beziehen wir uns auf eine Reihe von Konzepten und Mustern, die wir verwenden, um Probleme mit Objekten zu l\u00f6sen.<\/p>\n
Ein Objekt in Python ist eine einzelne Sammlung von Daten (Attribute) und Verhalten (Methoden). Du kannst dir Objekte als reale Dinge vorstellen, die dich umgeben. Betrachte zum Beispiel Taschenrechner:<\/p>\n![\"Ein](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Kinsta-Objects-around-you.png\")
<\/a>Ein Taschenrechner kann ein Objekt sein.<\/figcaption><\/figure>\nWie du vielleicht bemerkst, sind die Daten (Attribute) immer Substantive, w\u00e4hrend die Verhaltensweisen (Methoden) immer Verben sind.<\/p>\n
Diese Aufteilung ist das zentrale Konzept der objektorientierten Programmierung. Du baust Objekte, die Daten speichern und bestimmte Arten von Funktionalit\u00e4t enthalten.<\/p>\n
Warum verwenden wir objektorientierte Programmierung in Python?<\/h2>\n
OOP erlaubt es dir, sichere und zuverl\u00e4ssige Software zu erstellen. Viele Python Frameworks und Bibliotheken<\/a> nutzen dieses Paradigma, um ihre Codebasis aufzubauen. Einige Beispiele sind Django, Kivy, Pandas, NumPy und TensorFlow.<\/p>\nSchauen wir uns die Hauptvorteile der Verwendung von OOP in Python an.<\/p>\n
Vorteile von Python OOP<\/h3>\n
Die folgenden Gr\u00fcnde werden dich dazu bringen, dich f\u00fcr die Verwendung von objektorientierter Programmierung in Python zu entscheiden.<\/p>\n
Alle modernen Programmiersprachen verwenden OOP<\/h4>\n
Dieses Paradigma ist sprachunabh\u00e4ngig. Wenn du OOP in Python lernst, kannst du es in den folgenden Sprachen verwenden:<\/p>\n
\n- Java<\/li>\n
- PHP (lies unbedingt den Vergleich zwischen PHP und Python<\/a>)<\/li>\n
- Ruby<\/li>\n
- Javascript<\/a><\/li>\n
- C#<\/li>\n
- Kotlin<\/li>\n<\/ul>\n
Alle diese Sprachen sind entweder nativ objektorientiert oder beinhalten Optionen f\u00fcr objektorientierte Funktionalit\u00e4t. Wenn du eine dieser Sprachen nach Python lernen willst, wird es einfacher sein – du wirst viele \u00c4hnlichkeiten zwischen den Sprachen finden, die mit Objekten arbeiten.<\/p>\n
OOP erlaubt es dir, schneller zu programmieren<\/h4>\n
Schneller zu kodieren bedeutet nicht, weniger Zeilen Code zu schreiben. Es bedeutet, dass du mehr Funktionen in k\u00fcrzerer Zeit implementieren kannst, ohne die Stabilit\u00e4t eines Projekts zu gef\u00e4hrden.<\/p>\n
Objektorientiertes Programmieren erlaubt es dir, Code wiederzuverwenden, indem du Abstraktion<\/a> implementierst. Dieses Prinzip macht deinen Code pr\u00e4gnanter und lesbarer.<\/p>\nWie du vielleicht wei\u00dft, verbringen Programmierer<\/a> viel mehr Zeit damit, Code zu lesen als ihn zu schreiben. Es ist der Grund, warum Lesbarkeit immer wichtiger ist, als Features so schnell wie m\u00f6glich herauszubekommen.<\/p>\n![\"Produktivit\u00e4t](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Kinsta-Not-legible-code.png\")
<\/a>Produktivit\u00e4t sinkt mit nicht lesbarem Code<\/figcaption><\/figure>\nDu wirst sp\u00e4ter mehr \u00fcber das Abstraktionsprinzip erfahren.<\/p>\n
OOP hilft dir, Spaghetti Code zu vermeiden<\/h4>\n
Erinnerst du dich an das Zahlensch\u00e4tzer-Programm am Anfang dieses Artikels?<\/p>\n
Wenn du weiterhin Funktionen hinzuf\u00fcgst, wirst du in Zukunft viele verschachtelte if<\/strong>-Anweisungen haben. Dieses Gewirr von endlosen Codezeilen nennt man Spaghetti-Code, und du solltest es so weit wie m\u00f6glich vermeiden.<\/p>\nOOP gibt uns die M\u00f6glichkeit, die gesamte Logik in Objekten zu komprimieren<\/a> und somit lange St\u00fccke von verschachtelten if’s<\/strong> zu vermeiden.<\/p>\nOOP verbessert deine Analyse von jeder Situation<\/h4>\n
Sobald du etwas Erfahrung mit OOP gesammelt hast, wirst du in der Lage sein, Probleme als kleine und spezifische Objekte zu betrachten.<\/p>\n
Dieses Verst\u00e4ndnis f\u00fchrt zu einer schnellen Projektinitialisierung.<\/p>\n
Strukturierte Programmierung vs. Objekt-orientierte Programmierung<\/h3>\n
Die strukturierte Programmierung ist das von Anf\u00e4ngern am h\u00e4ufigsten verwendete Paradigma, weil es der einfachste Weg ist, ein kleines Programm zu bauen.<\/p>\n
Es geht darum, ein Python-Programm sequentiell ablaufen zu lassen. Das hei\u00dft, du gibst dem Computer eine Liste von Aufgaben und f\u00fchrst sie dann von oben nach unten aus.<\/p>\n
Schauen wir uns ein Beispiel f\u00fcr strukturiertes Programmieren mit einem Coffee Shop Programm an.<\/p>\n
small = 2\nregular = 5\nbig = 6\n \nuser_budget = input('What is your budget? ')\n \ntry:\n user_budget = int(user_budget)\nexcept:\n print('Please enter a number')\n exit()\n \nif user_budget > 0:\n if user_budget >= big:\n print('You can afford the big coffee')\n if user_budget == big:\n print('It\\'s complete')\n else:\n print('Your change is', user_budget - big)\n elif user_budget == regular:\n print('You can afford the regular coffee')\n print('It\\'s complete')\n elif user_budget >= small:\n print('You can buy the small coffee')\n if user_budget == small:\n print('It\\'s complete')\n else:\n print('Your change is', user_budget - small)\n<\/code><\/pre>\nDer obige Code agiert wie ein Kaffeehausverk\u00e4ufer. Er fragt dich nach einem Budget und „verkauft“ dir dann den gr\u00f6\u00dften Kaffee, den du kaufen kannst.<\/p>\n
Versuche, es im Terminal<\/a> auszuf\u00fchren. Er wird Schritt f\u00fcr Schritt ausgef\u00fchrt, abh\u00e4ngig von deinen Eingaben.<\/p>\nDieser Code funktioniert perfekt, aber wir haben drei Probleme:<\/p>\n
\n- Es hat eine Menge an wiederholter Logik.<\/li>\n
- Es verwendet viele verschachtelte if<\/strong>-Bedingungen.<\/li>\n
- Es wird schwer zu lesen und zu \u00e4ndern sein.<\/li>\n<\/ol>\n
OOP wurde als L\u00f6sung f\u00fcr all diese Probleme erfunden.<\/p>\n
Schauen wir uns das obige Programm an, das mit OOP implementiert wurde. Mach dir keine Sorgen, wenn du es noch nicht verstehst. Es dient nur dazu, strukturierte Programmierung und objektorientierte Programmierung zu vergleichen.<\/p>\n
class Coffee:\n # Constructor\n def __init__(self, name, price):\n self.name = name\n self.price = float(price)\n def check_budget(self, budget):\n # Check if the budget is valid\n if not isinstance(budget, (int, float)):\n print('Enter float or int')\n exit()\n if budget < 0: \n print('Sorry you don\\'t have money') \n exit() \n def get_change(self, budget):\n return budget - self.price\n \n def sell(self, budget):\n self.check_budget(budget)\n if budget >= self.price:\n print(f'You can buy the {self.name} coffee')\n if budget == self.price:\n print('It\\'s complete')\n else:\n print(f'Here is your change {self.get_change(budget)}$')\n\n exit('Thanks for your transaction')\n<\/code><\/pre>\nHinweis<\/strong>: Alle folgenden Konzepte werden im weiteren Verlauf des Artikels erkl\u00e4rt.<\/p>\nDer obige Code repr\u00e4sentiert eine Klasse<\/strong> namens „Coffee“. Es hat zwei Attribute – „name“ und „price“ – und beide werden in den Methoden verwendet. Die prim\u00e4re Methode ist „sell“, die die gesamte Logik verarbeitet, die ben\u00f6tigt wird, um den Verkaufsprozess abzuschlie\u00dfen.<\/p>\nWenn du versuchst, diese Klasse auszuf\u00fchren, wirst du keine Ausgabe erhalten. Das liegt vor allem daran, dass wir nur das „Template“ f\u00fcr die Kaffees deklarieren, nicht die Kaffees selbst.<\/p>\n
Lass uns diese Klasse mit dem folgenden Code implementieren:<\/p>\n
small = Coffee('Small', 2)\nregular = Coffee('Regular', 5)\nbig = Coffee('Big', 6)\n \ntry:\n user_budget = float(input('What is your budget? '))\nexcept ValueError:\n exit('Please enter a number')\n \nfor coffee in [big, regular, small]:\n coffee.sell(user_budget)\n<\/code><\/pre>\nHier erzeugen wir Instanzen<\/strong> oder Kaffee-Objekte der Klasse „Coffee“ und rufen dann die „Sell“-Methode jedes Kaffees auf, bis der Benutzer sich eine Option leisten kann.<\/p>\nMit beiden Ans\u00e4tzen erhalten wir die gleiche Ausgabe, aber wir k\u00f6nnen die Funktionalit\u00e4t des Programms mit OOP viel besser erweitern.<\/p>\n
Unten ist eine Tabelle, die objektorientierte Programmierung und strukturierte Programmierung vergleicht:<\/p>\n
![\"Python-Shell\"](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Python-terminal.png\")
<\/a>![\"Instanzen](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Kinsta-Instances.png\")
<\/a>