programmingSimilar presentations:
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
1. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
1Объектно-ориентированное
программирование.
Язык Python
§ 42. Введение
§ 43. Создание объектов в программе
§ 44. Скрытие внутреннего устройства
§ 45. Иерархия классов
§ 46. Программы с графическим интерфейсом
§ 47. Графические интерфейс: основы
§ 48. Использование компонентов
§ 49. Совершенствование компонентов
§ 50. Модель и представление
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
2. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
2Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
Парадигмы
программирования
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
3. Что такое парадигма?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс3
Что такое парадигма?
Томас Кун: «Структура научных революций»
Парадигма – это система научных взглядов, в
рамках которых ведутся исследования.
Парадигма программирования — это общий
подход к составлению программ, стиль
программирования.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
4. Парадигмы программирования
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс4
Парадигмы программирования
парадигмы
программирования
императивное
программирования
декларативное
программирования
• процедурное
• объектноориентированное
• параллельное
• логическое
• функциональное
• программирование
баз данных
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
5. Процедурное программирование
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс5
Процедурное программирование
• программа и память
• в память загружаются исходные данных
• программа обрабатывает ячейки памяти и
получает результат
• процедуры и функции
1957 г. FORTRAN (Formula Translator)
1959 г. COBOL (COmmon Business-Oriented
Language)
1960 г. ALGOL (ALFOrithmic Language)
1964 г. BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic
Instruction Code)
1970 г. Pascal (для обучения, Н. Вирт)
1972 г. C (для разработки ОС UNIX)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
6. Объектно-ориентированное программ-ие
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс6
Объектно-ориентированное программ-ие
• данные – это множество объектов разных классов
• объекты взаимодействуют между собой,
обмениваясь сообщениями
• внутреннее устройство объектов закрыто от других
объектов
1967 г. Simula (некоторые идеи)
1980 г. Smalltalk (обмен сообщениями)
1983 г. С++ (+ библиотека STL)
1991 г. Python (Гвидо ван Россум)
1995 г. Java (виртуальная Java-машина)
1995 г. Delphi (объектный Pascal)
2001 г. C# (для .NET)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
7. Параллельное программирование
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс7
Параллельное программирование
• части программы выполняются одновременно на
нескольких процессорах
• обмен данными через общую память или через
сообщения
1980 г. Ada (в честь Ады Лавлейс)
1983 г. Occam (для транспьютеров)
1983 г. С++
1991 г. Python
1995 г. Java
2007 г. Платформа CUDA (NVIDIA)
2009 г. Go (многопоточность)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
8. Логическое программирование
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс8
Логическое программирование
• факты (утверждения)
• правила вывода
• система пытается сама вывести ответ на вопрос
1972 г. Prolog
факты
старше("Пётр", "Иван").
старше("Василий", "Тимофей").
старше("Тимофей", "Пётр").
правила
старше(X, Y) :- старше(X, Z), старше(Z, Y).
? старше("Тимофей", V).
? старше(U, "Пётр").
? старше(U, V).
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
вопросы
http://kpolyakov.spb.ru
9. Функциональное программирование
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс9
Функциональное программирование
• результат функции зависит только от её
аргументов («чистые» функции)
• функции не имеют побочных эффектов)
• нет переменных, только константы
• данные хранятся только как аргументы функций
1958 г. LISP (List Processing language)
1986 г. Erlang (с параллельными процессами)
1990 г. Haskell (все через рекурсию, нет циклов)
2004 г. Scala (+объектно-ориентированный)
2005 г. F# (для .NET)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
10. Программирование баз данных
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс10
Программирование баз данных
• запросы на выполнение операций: создание,
чтение, изменение, удаления
(CRUD = create, read, update, delete)
1974 г. SQL (Structured Query Language)
SELECT * FROM Компьютеры;
SELECT Процессор, ОЗУ FROM Компьютеры
WHERE ГодВыпуска > 2020;
UPDATE Книги
SET author = "Пушкин"
WHERE id = 1 OR id = 3;
DELETE FROM Машины WHERE id = 2;
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
11. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
11Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 42. Введение
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
12. Зачем нужно что-то новое?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс12
Зачем нужно что-то новое?
! Главная проблема – сложность!
• программы из миллионов строк
• тысячи переменных и массивов
Э. Дейкстра: «Человечество еще в древности
придумало способ управления сложными системами:
«разделяй и властвуй»».
Структурное программирование:
декомпозиция по
задача
задачам
подзадача 1
подзадача 2.1
подзадача 2
подзадача 2.2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
подзадача 3
подзадача 2.3
человек мыслит
иначе, объектами
http://kpolyakov.spb.ru
13. Как мы воспринимаем объекты?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс13
Как мы воспринимаем объекты?
существенные
свойства
Абстракция – это выделение существенных свойств
объекта, отличающих его от других объектов.
! Разные цели –
разные модели!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
14. Использование объектов
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс14
Использование объектов
Программа – множество объектов (моделей), каждый из
которых обладает своими свойствами и поведением,
но его внутреннее устройство скрыто от других
объектов.
! Нужно «разделить» задачу на объекты!
А
В
Б
Б1
В1
Б2
В2
В3
Б3
Г
Г1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
Г2
декомпозиция по
объектам
http://kpolyakov.spb.ru
15. С чего начать?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс15
С чего начать?
Объектно-ориентированный анализ (ООА):
• выделить объекты
• определить их существенные свойства
• описать поведение (команды, которые они
могут выполнять)
Что такое объект?
?
Объектом можно назвать то, что имеет чёткие границы
и обладает состоянием и поведением.
Состояние определяет поведение:
• лежачий человек не прыгнет
• незаряженное ружье не выстрелит
Класс – это множество объектов, имеющих общую
структуру и общее поведение.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
16. Модель дороги с автомобилями
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс16
Модель дороги с автомобилями
Объект «Дорога»:
ширина
(число полос)
длина
свойства
(состояние)
Дорога
длина
ширина
название
класса
методы
(поведение)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
17. Модель дороги с автомобилями
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс17
Модель дороги с автомобилями
Объект «Машина»:
свойства: координаты и скорость
P
V
X
• все машины одинаковы
• скорость постоянна
• на каждой полосе – одна машина
• если машина выходит за правую
границу дороги, вместо нее слева
появляется новая машина
Машина
X (координата)
P (полоса)
V (скорость)
двигаться
Метод – это процедура или функция, принадлежащая
классу объектов.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
18. Модель дороги с автомобилями
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс18
Модель дороги с автомобилями
Взаимодействие объектов:
Дорога
длина
ширина
узнать длину
Машина
X (координата)
P (полоса)
V (скорость)
двигаться
Схема определяет
• свойства объектов
• методы: операции, которые они могут выполнять
• связи (обмен данными) между объектами
! Ни слова о внутреннем устройстве объектов!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
19. Логические элементы (модуль logelement)
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс19
Логические элементы (модуль logelement)
A
A
&
A
A
A B
B
A B
1
B
Классы в программе:
TNot
TAnd
TOr
Модель схемы:
A
&
B
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
X
and1 = TAnd()
not1 = TNot()
and1.link(not1)
http://kpolyakov.spb.ru
20. Логические элементы: входы и выходы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс20
Логические элементы: входы и выходы
A
A
A
&
A B
B
A
1
A B
B
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
not1 = TNot()
not1.In1 = A
print( not1.Res )
and1 = TAnd()
and1.In1 = A
and1.In2 = B
print( and1.Res )
or1 = TOr()
or1.In1 = A
or1.In2 = B
print( or1.Res )
http://kpolyakov.spb.ru
21. Моделирование схемы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс21
Моделирование схемы
from logelement import *
and1 = TAnd()
not1 = TNot()
and1.link(not1)
for A in [0,1]:
for B in [0,1]:
and1.In1 = A
and1.In2 = B
print( A, B, not1.Res );
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
http://kpolyakov.spb.ru
22. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
22Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 43. Создание объектов в
программе
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
23. Классы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс23
Классы
• программа – множество взаимодействующих объектов
• любой объект – экземпляр какого-то класса
• класс – описание группы объектов с общей структурой и
поведением
отличие от
структур!
Класс
Данные
состояние
Методы
поведение
Поле – это переменная, принадлежащая объекту.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
24. Класс «Дорога»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс24
Класс «Дорога»
Описание класса:
class TRoad:
pass
Создание объекта:
road = TRoad()
! Объекты-экземпляры
не создаются!
вызов конструктора
Конструктор – это метод класса, который
вызывается для создания объекта этого класса.
! Конструктор по умолчанию строится автоматически!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
25. Новый конструктор – добавлений полей
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс25
Новый конструктор – добавлений полей
initialization – начальные
установки
ссылка для
class TRoad:
обращения к
def __init__ ( self ): самому объекту
self.length = 0
self.width = 0
оба поля
обнуляются
точечная запись
! Конструктор задаёт начальные
значения полей!
road = TRoad()
road.length = 60
road.width = 3
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
изменение
значений
полей
http://kpolyakov.spb.ru
26. Конструктор с параметрами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс26
Конструктор с параметрами
автоматически
class TRoad:
def __init__ ( self
self, length0, width0 ):
self.length = length0
self.width = width0
Вызов:
road = TRoad( 60, 3 )
! Нет защиты от неверных входных данных!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
27. Защита от неверных данных
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс27
Защита от неверных данных
class TRoad:
def __init__ ( self, length0, width0 ):
if length0 > 0:
self.length = length0
else:
self.length = 0
if width0 > 0:
self.width = width0
else:
self.width = 0
self.length = length0 if length0 > 0 else 0
self.width = width0 if width0 > 0 else 0
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
28. Класс «Машина»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс28
Класс «Машина»
дорога, по
которой едет
полоса
class TCar:
def __init__ ( self, road0, p0, v0 ):
self.road = road0
скорость
self.P = p0
self.V = v0
координата
self.X = 0
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
29. Класс «Машина» – метод move
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс29
Класс «Машина» – метод move
class TCar:
def __init__ ( self, road0, p0, v0 ):
...
def move ( self ):
перемещение за t = 1
self.X += self.V
если за
if self.X > self.road.length:
пределами
self.X = 0
дороги
Равномерное движение:
X X 0 V t
t 1 интервал
дискретизации
перемещение за одну
единицу времени
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
30. Основная программа
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс30
Основная программа
N=3
cars = []
for i in range(N):
cars.append ( TCar(road, i+1, 2*(i+1)) )
for k in range(100):
for i in range(N):
cars[i].move()
# 100 шагов
# для каждой машины
print ( "После 100 шагов:" )
for i in range(N):
print ( cars[i].X )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
31. Что в этом хорошего и плохого?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс31
Что в этом хорошего и плохого?
ООП – это метод разработки больших программ!
основная программа – простая и понятная
классы могут разрабатывать разные программисты
независимо друг от друга (+интерфейс!)
повторное использование классов
неэффективно для небольших задач
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
32. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс32
Задание
«A»: Построить класс Попугай (Parrot), который умеет
говорить какую-то фразу, заранее определённую при
описании класса.
Пример:
p = Parrot()
p.say()
Привет, друзья!
«B»: Изменить класс из задания A так, чтобы фраза
задавалась при создании конкретного экземпляра.
Пример:
p1 = Parrot( "Гав!" )
p2 = Parrot( "Мяу!" )
p1.say()
Гав!
p2.say()
Мяу!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
33. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс33
Задание
«С»: Изменить класс из задания B так, чтобы фразу можно
было изменять во время работы программы.
Пример:
p = Parrot( "Гав!" )
p.say()
Гав!
p.newText( "Мяу!" )
p.say()
Мяу!
«D»: Изменить класс из задания C так, чтобы при вызове
метода say можно было задать число повторений.
Пример:
p = Parrot( "Гав!" )
p.say()
Гав!
p.newText( "Мяу!" )
p.say( 3 )
Мяу! Мяу! Мяу!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
34. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс34
Задание
«E»: Изменить класс из задания D так, чтобы можно было
добавлять фразы в набор фраз, которые знает попугай.
При вызове метода say попугай выдаёт случайную фразу
из своего набора.
Пример:
p = Parrot( "Гав!" )
p.say()
Гав!
p.learn( "Мяу!" )
p.say()
Гав!
p.say(3)
Мяу! Мяу! Мяу!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
35. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
35Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 44. Скрытие внутреннего
устройства
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
36. Зачем скрывать внутреннее устройство?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс36
Зачем скрывать внутреннее устройство?
Объектная модель задачи:
интерфейсы
?
?
защита внутренних данных
проверка входных данных на корректность
изменение устройства с сохранением интерфейса
Инкапсуляция («помещение в капсулу») – скрытие
внутреннего устройства объектов.
! Также объединение данных и методов в
одном объекте!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
37. Защита внутренних данных
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс37
Защита внутренних данных
состояние
методы
Cat
энергия
настроение
голод
есть
спать
играть
! Меняем состояние
только через методы!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Можно изменять
вучную?
метод есть
+ энергия
+ настроение
- голод
метод спать
+ энергия
+ голод
метод играть
- энергия
+ настроение
+ голод
http://kpolyakov.spb.ru
38. Пример: класс «перо»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс38
Пример: класс «перо»
class TPen:
def __init__ ( self ):
self.color = "000000"
R
G
B
pen = TPen()
pen.color = "FF00FF"
умолчанию все члены класса открытые (в других
! По
языках – public)!
class TPen:
def __init__ ( self ):
__color = "000000"
self.__color
? Как обращаться
к полю?
! Имена скрытых полей (private) начинаются с двух
знаков подчёркивания!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
39. Пример: класс «перо»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс39
Пример: класс «перо»
class TPen:
def __init__ ( self ):
self.__color = "000000"
метод чтения
def getColor ( self ):
return self.__color
метод
записи
def setColor ( self, newColor ):
if len(newColor) != 6:
self.__color = "000000"
если ошибка,
else:
чёрный цвет
self.__color = newColor
! Защита от неверных данных!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
40. Пример: класс «перо»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс40
Пример: класс «перо»
Использование:
установить
цвет
pen = TPen()
pen.setColor ( "FFFF00" )
print ( "цвет пера:", pen.getColor() )
! Не очень удобно!
прочитать
цвет
pen.color = "FFFF00"
print ( "цвет пера:", pen.сolor )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
41. Свойство color
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс41
Свойство color
Свойство – это способ доступа к внутреннему
состоянию объекта, имитирующий обращение к его
внутренней переменной.
class TPen:
def __init__ ( self ):
...
def __getColor ( self ):
...
def __setColor ( self, newColor ):
...
метод чтения
color = property ( __getColor,
__setColor ) метод записи
свойство
pen.color = "FFFF00"
print ( "цвет пера:", pen.сolor )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
42. Изменение внутреннего устройства
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс42
Изменение внутреннего устройства
Удобнее хранить цвет в виде числа:
class TPen:
def __init__ ( self ):
число
self.__color = 0
def __getColor ( self ):
return f"{self.__color:06X}"
def __setColor ( self, newColor ):
if len(newColor) != 6:
число
self.__color = 0
число
else:
self.__color = int ( newColor, 16 )
color = property (__getColor, __setColor)
! Интерфейс не изменился!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
43. Преобразование int hex
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс43
Преобразование int hex
Целое – в шестнадцатеричную запись:
16711935 "FF00FF"
? Что плохо?
a = 16711935
sHex = f"{a:X}"
в шестнадцатеричной
системе
255 "FF"
"0000FF"
правильно так!
a = 16711935
sHex = f"{a:06X}"
дополнить
нулями
слева
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
занять 6
позиций
http://kpolyakov.spb.ru
44. Преобразование hex int
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс44
Преобразование hex int
"FF00FF"
16711935
sHex = "FF00FF"
x = int ( sHex, 16 )
система
счисления
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
45. Свойство «только для чтения»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс45
Свойство «только для чтения»
Скорость машины можно только читать:
class TCar:
def __init__ ( self ):
self.__v = 0
v = property ( lambda x: x.__v )
нет метода записи
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
46. Скрытие внутреннего устройства
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс46
Скрытие внутреннего устройства
Инкапсуляция («помещение в капсулу»)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
свойства
внутреннее
устройство
(private)
методы
интерфейс
(public)
http://kpolyakov.spb.ru
47. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс47
Задание
«A»: Построить класс РядЛампочек (LampRow), который
хранит состояние ряда из 8 лампочек в виде символьной
строки. Цифра 0 обозначает выключенную лампочку,
цифра 1 – включенную.
Свойство state скрывает внутреннюю переменную
__state, которая хранит состояние лампочек. При записи
нового значения проверяется, что длина строки
состояния равна 8, иначе записываются все нули.
Метод show выводит на экран состояние лампочек,
обозначая выключенную лампочку как минус, а
включённую – как «*».
Пример:
lamps = LampRow()
lamps.show()
-------lamps.state = "10101010"
print( lamps.state )
10101010
lamps.show()
*-*-*-* К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
48. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс48
Задание
«B»: Дополните класс LampRow из задания A так, чтобы
количество лампочек в цепочке можно было задавать в
конструкторе.
Пример:
lamps = LampRow( 6 )
lamps.show()
-----lamps.state = "101010"
print( lamps.state )
101010
lamps.show()
*-*-*lamps.state = "10101010"
# ошибка
print( lamps.state )
000000
lamps.show()
------
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
49. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс49
Задание
«С»: Дополните класс LampRow из задания B так, чтобы
лампочки могли гореть одним из двух цветов – красный
цвет имеет код 1 и обозначается при выводе как «*», а
зелёный цвет имеет код 2 и обозначается как «о».
Пример:
lamps = LampRow( 6 )
lamps.show()
-----lamps.state = "102102"
print( lamps.state )
102102
lamps.show()
*-o*-o
lamps.state = "10201010"
# ошибка
print( lamps.state )
000000
lamps.show()
------
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
50. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс50
Задание
«D»: Дополните класс LampRow из задания C так, чтобы код
состояния хранился как целое число. При этом
интерфейс (способ чтения и записи свойства state) не
должен измениться.
Пример:
lamps = LampRow( 6 )
lamps.show()
-----lamps.state = "102102"
print( lamps.state )
102102
lamps.show()
*-o*-o
lamps.state = "10201010"
# ошибка
print( lamps.state )
000000
lamps.show()
------
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
51. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
51Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 45. Иерархия классов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
52. Классификации
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс52
Классификации
? Что такое классификация?
Классификация – разделение изучаемых объектов на
группы (классы), объединенные общими признаками.
? Зачем это нужно?
Фрукт
Яблоко
Груша
базовый класс
Банан
Апельсин
классынаследники
это фрукт,
у которого…
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
53. Что такое наследование?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс53
Что такое наследование?
класс Двудольные
семейство Бобовые
род Клевер
горный клевер
наследует свойства
(имеет все свойства)
Класс Б является наследником класса А, если можно
сказать, что Б – это разновидность А.
яблоко – фрукт
яблоко – это фрукт
горный клевер – клевер
горный клевер – это
растение рода Клевер
машина – двигатель
машина содержит
двигатель (часть – целое)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
54. Иерархия логических элементов
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс54
Иерархия логических элементов
Логический элемент
с одним входом
с двумя входами
И
НЕ
A
A
A
B
&
ИЛИ
A B
A
B
1
A B
Объектно-ориентированное программирование –
это такой подход к программированию, при котором
программа представляет собой множество
взаимодействующих объектов, каждый из которых
является экземпляром определенного класса, а
классы образуют иерархию наследования.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
55. Базовый класс
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс55
Базовый класс
ЛогЭлемент
In1 (вход 1)
In2 (вход 2)
Res (результат)
calc
class TLogElement:
def __init__ ( self ):
self.__in1 = 0
self.__in2 = 0
self._res = 0
? Зачем хранить результат?
поле доступно
наследникам!
можно моделировать элементы
с памятью (триггеры)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
56. Базовый класс
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс56
Базовый класс
class TLogElement:
def __init__( self ):
self.__in1 = 0
self.__in2 = 0
self._res = 0
def __setIn1 ( self, newIn1 ):
self.__in1 = newIn1
пересчёт выхода
self.calc()
def __setIn2 ( self, newIn2 ):
self.__in2 = newIn2
self.calc()
In1 = property (lambda x: x.__in1, __setIn1)
In2 = property (lambda x: x.__in2, __setIn2)
Res = property (lambda x: x._res )
только для
чтения
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
57. Метод calc
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс57
Метод calc
? Как написать метод calc?
class TLogElement:
...
def calc ( self ):
pass
заглушка
! Нужно запретить создавать объекты TLogElement!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
58. Абстрактный класс
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс58
Абстрактный класс
• все логические элементы должны иметь метод calc
• метод calc невозможно написать, пока неизвестен тип
логического элемента
Абстрактный метод – это метод класса, который
объявляется, но не реализуется в классе.
Абстрактный класс – это класс, содержащий хотя бы
один абстрактный метод.
нет логического элемента «вообще», как не «фрукта
вообще», есть конкретные виды
! Нельзя создать объект абстрактного класса!
TLogElement – абстрактный класс из-за метода calc
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
59. Абстрактный класс
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс59
Абстрактный класс
? Как запретить создание объекта?
class TLogElement:
def __init__ ( self ):
self.__in1 = 0
если у объекта нет
self.__in2 = 0
атрибута (поля или
метода) с именем calc…
self._res = 0
if not hasattr ( self, "calc" ):
raise NotImplementedError(
"Нельзя создать такой объект!")
создать («поднять»,
«выбросить»)
исключение
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
60. Что такое полиморфизм?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс60
Что такое полиморфизм?
class TLogElement:
def __init__( self ):
...
def __setIn1 ( self, newIn1 ):
self.__in1 = newIn1
self.calc()
для каждого наследника
вызывается свой метод
calc
Полиморфизм – это возможность классов-наследников
по-разному реализовать метод с одним и тем же
именем.
греч.: πολυ — много, μορφη — форма
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
61. Элемент «НЕ»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс61
Элемент «НЕ»
наследник от
TLogElement
A
A
class TNot ( TLogElement ):
def __init__ ( self ):
TLogElement.__init__ ( self )
def calc ( self ):
self._res = 1 - self.In1
? Почему не __in1?
вызов
конструктора
базового класса
! Это уже не абстрактный класс!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
62. Элемент «НЕ»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс62
Элемент «НЕ»
Использование:
n = TNot()
n.In1 = 0
создание объекта
установка входа
print ( n.Res )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
вывод результата
http://kpolyakov.spb.ru
63. Элементы с двумя входами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс63
Элементы с двумя входами
наследник от
TLogElement
class TLog2In ( TLogElement ):
pass
? Можно ли создать объект этого класса?
нельзя, он абстрактный
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
64. Элементы с двумя входами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс64
Элементы с двумя входами
A
Элемент «И»:
& A B
B
class TAnd ( TLog2In ):
def __init__ ( self ):
TLog2In.__init__ ( self )
def calc ( self ):
self._res = self.In1 and self.In2
A
Элемент «ИЛИ»:
1 A B
B
class TOr ( TLog2In ):
def __init__ ( self ):
TLog2In.__init__ ( self )
def calc ( self ):
self._res = self.In1 or self.In2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
65. Пример: элемент «И-НЕ»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс65
Пример: элемент «И-НЕ»
elAnd
elNot = TNot()
elAnd = TAnd()
elAnd.In1 = 0
elAnd.In2 = 1
elNot
A
B
&
elNot.In1 = elAnd.Res
print ( elNot.Res )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
66. Таблица истинности элемента «И-НЕ»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс66
Таблица истинности элемента «И-НЕ»
elNot = TNot()
elAnd = TAnd()
print ( " A | B | not(A&B) " );
print ( "-------------------" );
for A in [0,1]:
A
&
elAnd.In1 = A
B
for B in [0,1]:
elAnd.In2 = B
elNot.In1 = elAnd.Res
print ( " ", A, "|", B, "|", elNot.Res )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
67. Модульность
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс67
Модульность
Идея: выделить классы в отдельный модуль
logelement.py.
class TLogElement:
...
class TNot ( TlogElement ):
...
class TLog2In ( TLogElement ):
pass
class TAnd ( TLog2In ):
...
class TOr ( TLog2In ):
...
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
68. Модульность
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс68
Модульность
В основную программу:
import logelement
elNot = logelement.TNot()
elAnd = logelement.TAnd()
...
from logelement import *
elNot = TNot()
elAnd = TAnd()
...
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
69. Сообщения между объектами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс72
Задание
«A»: Постройте класс Pet (домашнее животное) с двумя
скрытыми полями: __name (имя) и __age (возраст). Они
должны быть доступны для чтения через свойства name
и age и недоступны для записи. Метод gettingOlder
увеличивает возраст на 1 год. Класс Pet – абстрактный,
он имеет абстрактный метод say.
Постройте два класса-наследника – Cat (кошка) и Dog
(собака).Они должны реализовать метод say.
Описания классов должны быть в отдельном модуле
animals.py.
Пример: см. следующий слайд.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
70. Сообщения между объектами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс73
Задание
«A»:
Шарик: 6 лет
Пример:
Мурка: Мяу!
from animals import *
p = Dog("Шарик", 5)
Шарик: Гав!
p.gettingOlder()
print( p.name + ":", p.age, "лет")
pets = [ Cat("Мурка", 3), p ]
for p in pets:
p.say()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
71. Сообщения между объектами
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс74
Задание
«B»: Добавьте класс Mammal (млекопитающее) –
наследник класса Pet и предок для классов Cat и
Dog. Он должен иметь метод run (бежать), который
выводит сообщение вида «Вася побежал».
Пример:
from animals import *
pets = [Cat("Мурзик", 3),
Dog("Шарик", 5) ]
for p in pets:
Мурзик: Мяу!
p.say()
Мурзик побежал...
p.run()
Шарик: Гав!
Шарик побежал...
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
72. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс75
Задание
«C»: Добавьте класс Reptilia (рептилии) – наследник класса
Pet и предок для новых классов Turtle (черепаха) и
Snake (змея). Он должен иметь метод crawl (ползти),
который выводит сообщение вида «Вася пополз…».
Пример:
from animals import *
Мурзик: Мяу!
pets = [Cat("Мурзик", 3),
Мурзик побежал...
Turtle("Зак", 32),
Зак: ...
Dog("Шарик", 5),
Зак пополз...
Snake("Чаки", 2) ]
Шарик: Гав!
for p in pets:
Шарик побежал...
p.say()
Чаки: ш-ш-ш-ш...
if isinstance(p, Mammal):
Чаки пополз...
p.run()
if isinstance(p, Reptilia):
p.crawl()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
73. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс76
Задание
«A»: Собрать полную программу и построить таблицу
истинности последовательного соединения элементов
«ИЛИ» и «НЕ».
Пример:
A | B | not(A+B)
------------------0 | 0 | 1
0 | 1 | 0
1 | 0 | 0
1 | 1 | 0
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
74. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс77
Задание
«B»: Добавить в иерархию классов элементы «И-НЕ» (TNAnd)
и «ИЛИ-НЕ» (TNOr), которые представляют собой
последовательные соединения элементов «И» и «ИЛИ» с
элементом «НЕ». Построить их таблицы истинности.
Пример:
A | B | A nand B
------------------0 | 0 | 1
0 | 1 | 1
1 | 0 | 1
1 | 1 | 0
A | B | A nor B
------------------0 | 0 | 1
0 | 1 | 0
1 | 0 | 0
1 | 1 | 0
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
75. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс78
Задание
«C»: Добавить в иерархию классов элемент «исключающее
ИЛИ» (TXor) и «импликация» (TImp). Построить их
таблицы истинности.
Пример:
A | B | A xor B
------------------0 | 0 | 0
0 | 1 | 1
1 | 0 | 1
1 | 1 | 0
A | B | A -> B
------------------0 | 0 | 1
0 | 1 | 1
1 | 0 | 0
1 | 1 | 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
76. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс79
Задание
«D»: Добавить в иерархию классов элемент «триггер»
(TTrigger). Построить его таблицу истинности при
начальных значениях выхода Q, равных 0 и 1.
Пример:
При Q = 0:
A | B | Q
------------------0 | 0 | 0
0 | 1 | 0
1 | 0 | 1
1 | 1 | 1
При Q = 1:
A | B | Q
------------------0 | 0 | 1
0 | 1 | 0
1 | 0 | 1
1 | 1 | 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
77. Задание
80Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 46. Программы с графическим
интерфейсом
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
78. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс81
Интерфейс: объекты и сообщения
поле ввода
флажок
кнопка
переключатель
Все элементы окон – объекты, которые обмениваются
данными, посылая друг другу сообщения.
Сообщение – это блок данных определённой
структуры, который используется для обмена
информацией между объектами.
• адресат (кому) или широковещательное
• числовой код (тип) сообщения
• параметры (дополнительные данные)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
79. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс82
Классические программы
начало
основная программа
ввод данных
обработка данных
вывод результатов
конец
процедуры и функции
! Порядок выполнения команд определяется
программистом, пользователь не может вмешаться!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
80. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс83
Программы, управляемые событиями
Событие – это переход какого-либо объекта из одного
состояния в другое.
• нажатие на клавишу
• щелчок мышью
• перемещение окна
• поступление данных из сети
• запрос к веб-серверу
• завершение вычислений
•…
! Программа начинает работать при
наступлении событий!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
81. Интерфейс: объекты и сообщения
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс84
Программы, управляемые событиями
клавиатура, мышь, …
системная очередь сообщений
начало
ожидание сообщения
стоп?
конец
очередь
программы
операционная
система
основная
программа
обработка сообщения
программа
обработчики
сообщений
! Программа управляется событиями!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
82. Классические программы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс85
Что такое RAD-среда?
RAD = Rapid Application Development — быстрая
разработка приложений
Форма – это шаблон, по
Этапы разработки:
которому строится окно
• создание формы
программы или диалога
• минимальный код
добавляется автоматически
• расстановка элементов интерфейса с
помощью мыши и настройка их свойств
• создание обработчиков событий
• написание алгоритмов обработки данных
выполняются при
возникновении событий
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
83. Программы, управляемые событиями
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс86
RAD-среды: Delphi
Язык: Object Pascal, позднее Delphi:
1995: Borland, сейчас: Embarcadero Technologies
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
84. Программы, управляемые событиями
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс87
RAD-среды: Lazarus
Языки: FreePascal, Delphi
свободное ПО:
lazarus.freepascal.org
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
85. Что такое RAD-среда?
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс88
RAD-среды: MS Visual Studio
Языки: Visual Basic, Visual C++, Visual C#, Visual F#
c 1995 по н.в.: Microsoft
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
86. RAD-среды: Delphi
89Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 47. Графический
интерфейс: основы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
87. RAD-среды: Lazarus
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс90
Графические библиотеки для Python
• tkinter (стандартная библиотека Python )
• wxPython (http://wxpython.org)
• PyGTK (http://pygtk.org)
• PyQt (http://www.riverbankcomputing.com/software/pyqt/intro)
simpletk – «обёртка» над tkinter
(http://kpolyakov.spb.ru/school/probook/python.htm)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
88. RAD-среды: MS Visual Studio
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс91
Общие принципы
компонент
(виджет, элемент)
форма (окно
верхнего уровня)
щелчок по
выключателю
щелчок по
кнопке
изменение
размеров
обработчики событий
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
89. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс92
Простейшая программа
импорт всех
функций из
simpletk
from simpletk import *
app = TApplication("Первая форма")
app.run()
заголовок
объектокна
приложение
запуск
(программа)
программы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
90. Графические библиотеки для Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс93
Свойства формы
app = TApplication("Первая форма")
x
y
app.position = (100, 300)
ширина
начальные
координаты
высота
app.size = (500, 200)
по ширине
по высоте
app.resizable = (True, False)
по ширине
по высоте
app.minsize = (100, 200)
можно ли
менять
размеры
минимальные
размеры
app.maxsize = (900, 700)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
91. Общие принципы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 классОбработчик события
94
событие
Задача. Запросить подтверждение при закрытии окна.
! Обработчик события –
это функция!
from tkinter.messagebox import askokcancel
информация о
событии
def askOnExit( event ):
if askokcancel ( "Подтверждение",
"Вы хотите выйти из программы?" ):
app.destroy()
удалить из памяти
Привязка обработчика:
app.onCloseQuery = askOnExit
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
92. Простейшая программа
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс95
Задание
«A»: Соберите и запустите программу, которая описывается в
теоретической части. Сделайте так, чтобы форма
открывалась в максимально возможном размере: 500
пикселей в ширину и 300 пикселей в высоту. Нужно
сделать так, чтобы её высоту нельзя было сделать менее
200 пикселей, а ширину – менее 400 пикселей.
«B»: Доработайте программу уровня B так, чтобы при щелчке
на форме (событие onClick) появлялось диалоговое окно
с сообщением «Вы щёлкнули по форме». Используйте
для этого функцию showinfo из модуля
tkinter.messagebox. Она принимает те же аргументы, что
и функция askokcancel.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
93. Свойства формы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс96
Задание
«C»: Доработайте программу уровня B так, что при
одиночном щелчке мышью сообщение не появлялось, но
цвет формы менялся случайным образом. При двойном
щелчке по форме цвет должен становиться серым и
должно появляться сообщение «Вы сделали двойной
щелчок».
(Подсказка: изучите документацию по модулю simpletk –
свойства и методы главного окна программы, с. 1-2).
Цвет кодируется в виде символьной строки формата
"#FFAA00". Первые две шестнадцатеричных цифры –
это интенсивность красного цвета, вторая пара цифр –
интенсивность зелёного цвета, третья пара –
интенсивность синего цвета.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
94. Обработчик события
97Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 48. Использование
компонентов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
95. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс98
Просмотр рисунков
кнопка
TButton
выключатель
TCheckBox
панель
TPanel
рисунок
TImage
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
96. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс99
Настройка формы
from simpletk import *
app = TApplication ( "Просмотр рисунков" )
app.position = (200, 200)
app.size = (300, 300)
# сюда будем добавлять компоненты!
app.run()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
97. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс100
Верхняя панель
панель
TPanel
родительский
объект
рельеф приподнятый
panel = TPanel ( app,
relief = "raised",
ширина
height = 35,
высота
рамки
bd = 1 )
panel.align = "top"
выравнивание
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
прижать к
верхней
границе
http://kpolyakov.spb.ru
98. Просмотр рисунков
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс101
Кнопка и выключатель
кнопка
TButton
выключатель
TCheckBox
«родитель» –
панель
ширина
openBtn = TButton ( panel, width = 110,
height=30,
text = "Открыть файл" )
openBtn.position = (5, 5)
координаты
centerCb = TCheckBox ( panel,
text = "В центре" )
centerCb.position = (115, 5)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
99. Настройка формы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс102
Поле для рисунка
рисунок
TImage
«родитель» –
главное окно
фон – белый
image = TImage ( app, bg = "white" )
image.align = "client"
заполнить все
свободное
место
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
100. Верхняя панель
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс103
Выбор файла
После щелчка по кнопке:
выбрать файл с рисунком
if файл выбран:
загрузить рисунок в компонент image
Выбор файла:
from tkinter import filedialog
fname = filedialog.askopenfilename (
filetypes = [ ("Файлы GIF", "*.gif"),
("Все файлы", "*.*") ] )
Загрузка рисунка:
если имя файла не пустое
if fname:
image.picture = fname
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
101. Кнопка и выключатель
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс104
Выбор файла
Обработчик щелчка по кнопке:
from tkinter import filedialog
объект-источник
события
def selectFile ( sender ):
fname = filedialog.askopenfilename(
filetypes = [ ("Файлы GIF", "*.gif"),
("Все файлы", "*.*")] )
if fname:
image.picture = fname
Привязка обработчика:
openBtn.onClick = selectFile
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
102. Поле для рисунка
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 классЦентрирование
105
объект-источник
события
Обработчик:
def cbChanged ( sender ):
image.center = sender.checked
image.redrawImage()
перерисовать
рисунок
включен
(True/False)?
Привязка обработчика:
centerCb.onChange = cbChanged
обработчик
события
«изменение
состояния»
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
! • программа на основе ООП
• использование компонентов
скрывает сложность
http://kpolyakov.spb.ru
103. Выбор файла
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс106
Новый класс – «всё в одном»
! Идея: убрать все действия в новый класс!
Основная программа:
class TImageViewer ( TApplication ):
...
app = TImageViewer()
app.run()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
104. Выбор файла
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс107
Класс TImageViewer: конструктор
class TImageViewer ( TApplication ):
def __init__(self):
TApplication.__init__ ( self, "Просмотр рисунков" )
self.position = (200, 200)
self.size = (300, 300)
self.panel = TPanel(self, relief = "raised",
height = 35, bd = 1)
self.panel.align = "top"
self.image = TImage ( self, bg = "white" )
self.image.align = "client"
self.openBtn = TButton ( self.panel,
width = 110, height = 30, text = "Открыть файл" )
self.openBtn.position = (5, 5)
self.openBtn.onClick = self.selectFile
self.centerCb = TCheckBox ( self.panel,
text = "В центре" )
self.centerCb.position = (115, 5)
self.centerCb.onChange = self.cbChanged
self. сохраняем всё в полях объекта TImageViewer
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
105. Центрирование
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс108
Класс TImageViewer: обработчики
class TImageViewer ( TApplication ):
def __init__(self):
...
def selectFile ( self, sender ):
fname = filedialog.askopenfilename(
filetypes = [ ("Файлы GIF", "*.gif"),
("Все файлы", "*.*")] )
if fname:
self.image.picture = fname
def cbChanged ( self, sender ):
self.image.center = sender.checked
self.image.redrawImage()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
106. Новый класс – «всё в одном»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс109
Ввод и вывод данных
для веб-страниц
поле ввода rEdit
TEdit
метка rgbLabel
TLabel
метки
TLabel
метка rgbRect
TLabel
поле ввода bEdit
TEdit
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
поле ввода gEdit
TEdit
http://kpolyakov.spb.ru
107. Класс TImageViewer: конструктор
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс110
Основная программа
Объект-приложение:
app = TApplication ( "RGB-кодирование" )
app.size = (210, 90)
app.position = (200, 200)
шрифт
Метки RGB:
f = ( "MS Sans Serif", 12 )
lblR = TLabel ( app, text = "R = ", font = f )
lblR.position = (5, 5)
lblG = TLabel ( app, text = "G = ", font = f )
lblG.position = (5, 30)
lblB = TLabel ( app, text = "B = ", font = f )
lblB.position = (5, 55)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
108. Класс TImageViewer: обработчики
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс111
Компоненты
rgbLabel
rgbRect
Метки для вывода результата:
шрифт
fc = ( "Courier New", 16, "bold" )
rgbLabel = TLabel ( app, text = "#000000",
font = fc, fg = "navy" )
rgbLabel.position = (100, 5)
цвет текста
rgbRect = TLabel ( app, text = "",
width = 90, height = 44 )
rgbRect.position = (105, 35)
ширина и высота в
пикселях!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
109. Ввод и вывод данных
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс112
Компоненты
rEdit
gEdit
bEdit
Поля ввода:
шрифт тот же, что
и для меток
rEdit = TEdit ( app, font = f, width = 50 )
rEdit.position = (45, 5)
ширина в
rEdit.text = "123"
пикселях!
остальные – аналогично…
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
110. Основная программа
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс113
Обработчик события «изменение поля»
объект-источник
события
def onChange ( sender ):
r = int ( rEdit.text )
g = int ( gEdit.text )
b = int ( bEdit.text )
преобразовать
строки в числа
s = f"#{r:02X}{g:02X}{b:02X}"
rgbRect.background = s
rgbLabel.text = s
шестнадцатеричный
код
изменить фон
изменить
текст метки
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
111. Компоненты
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс114
Запуск программы
Подключение обработчиков:
rEdit.onChange = onChange
gEdit.onChange = onChange
bEdit.onChange = onChange
! После того, как все поля будут созданы!
Запуск программы:
app.run()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
112. Компоненты
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс115
Обработка ошибок
? Если вместо числа ввести букву?
Exception in Tkinter callback
Traceback (most recent call last):
… line 48, in onChange
ValueError: invalid literal for int() with base
10: '12w'
неверные данные
для функции int
! Программа не должна «вылетать»!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
113. Обработчик события «изменение поля»
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс116
Обработка ошибок
попытаться выполнить
try:
# «опасные» команды
except:
# обработка ошибки
если исключение
(аварийная ситуация)
? Какие у нас опасные операции?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
114. Запуск программы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс117
Обработка ошибок
def onChange ( sender ):
цвет
s = "?"
# текст метки
прямоугольника
bkColor = "SystemButtonFace"
try:
# получить новый цвет из полей ввода
except:
pass
rgbLabel.text = s
rgbRect.background = bkColor
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
115. Обработка ошибок
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс118
Обработка ошибок
def onChange ( sender ):
s = "?"
bkColor = "SystemButtonFace"
try:
r = int ( rEdit.text )
g = int ( gEdit.text )
b = int ( bEdit.text )
if r in range(256) and \
g in range(256) and b in range(256):
s = f"#{r:02X}{g:02X}{b:02X}"
bkColor = s
except:
pass
rgbLabel.text = s
rgbRect.background = bkColor
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
116. Обработка ошибок
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс119
Задание
«A»: Постройте программу, которая вычисляет площадь
комнаты.
Требования:
1) размер окна нельзя менять
2) при попытке закрыть окно выдаётся запрос на
подтверждение
3) площадь пересчитывается сразу же, как только
изменяются значения длины или ширины комнаты
4) если длина или ширина отрицательны или не числа,
вместо площади выводится знак вопроса
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
117. Обработка ошибок
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс120
Задание
«B»: Постройте программу, которая вычисляет площадь стен
комнаты и определяет, сколько рулонов обоев нужно на
оклейку всех стен. Количество рулонов – целое число.
Остальные требования такие же, как в варианта «А».
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
118. Обработка ошибок
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс121
Задание
«С»: Доработайте программу так, чтобы по щелчку по кнопке
«Сохранить» все данные сохранялись в файле с
расширением .dat (имя файла можно выбрать), а по
щелчку по кнопке «Загрузить» данные загружались из
файла (имя файла также выбирается).
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
119. Задание
122Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 49. Совершенствование
компонентов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
120. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс123
Новый класс для ввода целого числа
Задача: построить поле для ввода целых чисел, в котором
• есть защита от ввода неверных символов
• есть методы для чтения/записи целого числа
! На основе класса TEdit!
class TIntEdit ( TEdit ):
...
Изменения:
• автоматическая блокировка недопустимых символов
(всех, кроме цифр)
• свойство value – значение (целое число)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
121. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс124
Добавление свойства
class TIntEdit ( TEdit ):
объект-«родитель»
остальные
параметры
(словарь)
def __init__ ( self, parent, **kw ):
TEdit.__init__ ( self, parent, **kw )
self.__value = 0
поле хранит целое
значение
def __setValue ( self, value ):
self.text = str ( value )
value = property ( lambda x: x.__value,
__setValue )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
122. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс125
Проверка символов
onValidate – обработчик события «проверка данных»
class TIntEdit ( TEdit ):
def __init__ ( self, parent, **kw ):
...
установить обработчик
self.onValidate = self.__validate
пытаемся получить
def __validate ( self ):
целое
try:
newValue = int ( self.text )
self.__value = newValue
если удачно,
запомнили
return True
except:
неудачно, отказаться
return False
от изменений
! В модуль int_edit.py!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
123. Новый класс для ввода целого числа
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс126
Поле для ввода целых чисел
поле decEdit
TIntEdit
метка hexLabel
TLabel
Объект-приложение:
app = TApplication ( "Шестнадцатеричная система" )
app.size = (250, 36)
app.position = (200, 200)
шрифт
Метка:
f = ( "Courier New", 14, "bold" )
hexLabel = TLabel ( app, text = "?",
font = f, fg = "navy" )
hexLabel.position = (155, 5)
цвет текста
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
124. Добавление свойства
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс127
Поле для ввода целых чисел
Поле ввода:
шрифт
from int_edit import TIntEdit
decEdit = TIntEdit ( app, width = 140, font = f )
decEdit.position = (5, 5)
ширина в пикселях
decEdit.text = "1001"
в шестнадцатеричную
Обработчик события:
систему
def onNumChange ( sender ):
hexLabel.text = "{:X}".format (
sender.value )
decEdit.onChange = onNumChange
установить
обработчик
Запуск:
app.run()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
125. Проверка символов
128Объектноориентированное
программирование.
Язык Python
§ 50. Модель и представление
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
126. Поле для ввода целых чисел
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс129
Еще одна декомпозиция
Задача: повторное использование написанного ранее
готового кода.
решение
модель
представление
(данные и методы
их обработки)
(интерфейс с
пользователем)
решение
представление
(интерфейс с
пользователем)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
127. Поле для ввода целых чисел
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс130
Модель и представление
Задача: хранить и использовать данные об изменении
курса доллара.
решение
модель
(массив, поиск
минимума и
максимума,
прогнозирование)
представление
(формулы, диаграммы,
графики, таблицы)
представление
x
1
2
3
y
1
2
3
z
4
5
6
модель
представление
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
128. Объектно-ориентированное программирование. Язык Python
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс131
Модель и представление
Задача: вычисление арифметического выражения:
• целые числа
• знаки арифметических действий + - * /
Модель:
функция lastOp
• символьная строка
(глава 6)
• алгоритм вычисления:
k = номер последней операции
n1 = значение левой части
n2 = значение правой части
результат = операция(n1, n2)
! Рекурсия!
k
22 + 13 – 3 * 8
n1
n2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Чего не хватает?
http://kpolyakov.spb.ru
129. Еще одна декомпозиция
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс132
Модель
Псевдокод:
k = номер последней операции
if k < 0:
результат = строка в число
else:
n1 = значение левой части
n2 = значение правой части
результат = операция(n1, n2)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
130. Модель и представление
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс133
Модель: вычисления
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
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
131. Модель и представление
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс134
Вспомогательные функции
Приоритет операции:
Модуль:
model.py:
Calc
priority
lastOp
def priority ( op ):
if op in "+-": return 1
if op in "*/": return 2
return 100
Номер последней операции:
def lastOp ( s ):
minPrt = 50
# любое между 2 и 100
k = -1
for i in range(len(s)):
if priority(s[i]) <= minPrt:
minPrt = priority(s[i])
k=i
Почему <=?
return k
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
132. Модель
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс135
Представление
выпадающий
список
TComboBox
список
TListBox
Объект-приложение:
app = TApplication ( "Калькулятор" )
app.size = (200, 150)
...
app.run()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
133. Модель: вычисления
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс136
Компоненты
Выпадающий список:
список
значений
Input = TComboBox ( app, values = [] )
Input.align = "top"
Input.text = "2+2"
прижать к верху
текст
Список для запоминания результатов:
Answers = TListBox ( app, values = [] )
Answers.align = "client"
заполнить все
свободное место
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
134. Вспомогательные функции
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс137
Логика работы
if нажата клавиша Enter:
вычислить выражение
добавить результат в начало списка
if выражения нет в выпадающем списке:
добавить его в выпадающий список
Обработчик нажатия Enter:
def doCalc ( event ):
...
Установка обработчика:
Input.bind ( "<Key-Return>", doCalc )
«связать»
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
клавиша
Enter
http://kpolyakov.spb.ru
135. Представление
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс138
Обработчик нажатия на клавишу Enter
from model import Calc
def doCalc ( event ):
expr = Input.text
# прочитать выражение
x = Calc ( expr )
# вычислить
Answers.insert ( 0, expr + "=" + str(x) )
if not Input.findItem ( expr ):
Input.addItem ( expr )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
если еще нет в
списке
http://kpolyakov.spb.ru
136. Компоненты
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс139
Задание
«A»: Измените программу так, чтобы она могла вычислять
значения выражений с вещественными числами.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
137. Логика работы
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс140
Задание
«B»: Измените программу так, чтобы она могла вычислять
значения выражений со скобками.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
138. Обработчик нажатия на клавишу Enter
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс141
Задание
«С»: Измените программу так, чтобы она могла вычислять
значения выражений, содержащих вызовы функций abs,
sin, cos, sqrt.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
139. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс142
Задание
«D»: Измените программу так, чтобы вся логика программы
содержалась в класcе TCalculator. Основная программа
должны выглядеть так:
class TCalculator(TApplication):
# здесь должно быть описание класса
app = TCalculator()
app.run()
При вводе неверного
выражения нужно
выводить сообщение об
ошибке. Используйте
функцию showerror из
модуля tkinter.messages.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
140. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс143
Задание
«D»: (продолжение) Все результаты вычислений и сообщения
об ошибках записываются в файл results.txt:
...
sin(1.2)*sqrt(1.7)=1.215230290196084
Неверное выражение sin(1.2)*sqrt(1.7)qwe
Оформите процедуру записи в файл как метод log класса
TCalculator.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
141. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс144
Калькулятор
! Самостоятельно!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
142. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс145
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
143. Задание
Объектно-ориентированное программирование. Язык Python. 11 класс146
Источники иллюстраций
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
www.picstopin.com
maugav.info
yoursourceisopen.com
ru.wikipedia.org
medium.freecodecamp.org
www.istockphoto.com
иллюстрации художников издательства «Бином»
авторские материалы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru