为什么我应该在 python 中使用类？

Question

我是一个非常业余的 Python 学习者，最近开始学习类的概念。我可以（非常）大致理解类的概念，但我不明白为什么我不能简单地写一些函数而不是写一个类？

例如，（我正在向Interactive python 学习）给出的练习之一（我应该使用类来编写）是：

1. 添加一个类似于distanceFromOrigin 的distanceFromPoint 方法，不同之处在于它将Point 作为参数并计算该点与自身之间的距离。

2. 向Point 添加一个方法reflect_x，它返回一个新的Point，它是点关于x 轴的反射。例如，Point(3, 5).reflect_x() 是 (3, -5)。

他们使用这样的类编写代码：

import math

class Point:
    """ Point class for representing and manipulating x,y coordinates. """

def __init__(self, initX, initY):
    """ Create a new point at the given coordinates. """
    self.x = initX
    self.y = initY

def getX(self):
    return self.x

def getY(self):
    return self.y

def distanceFromOrigin(self):
    return ((self.x ** 2) + (self.y ** 2)) ** 0.5

def distanceFromPoint(self, otherP):
    dx = (otherP.getX() - self.x)
    dy = (otherP.getY() - self.y)
    return math.sqrt(dy**2 + dx**2)

p = Point(3, 3)
q = Point(6, 7)

print(p.distanceFromPoint(q))

既然我可以这么写，为什么还要使用类：

def distanceFromPoint(p,q): # they are tuples
    y = (p[0]-q[0])**(2)+(p[1]-q[1])**(2)
    return y**(1/2)

def reflectx(p):
    return (p[0],-p[1])

p = (3,3)
q = (6,7)

Answer 1

你可以在类之外声明一个函数。 但是将它们存储在类中通常在编程中是一种更好的做法。 OOP 被认为更具可读性和可重用性。

而且在这种情况下，两个点之间的距离取决于点，所以在这个类中有 distanceFromPoint 方法是合乎逻辑的。

类还允许您确定计算距离 Points 的距离，而不是计算可能包含错误值的元组，例如两个以上的坐标。

Answer 2

Functional 和object-oriented 编程是不同的范例。

在 Python 中，一切都是对象，即使是 ints。整个语言都朝着面向对象的编程方向发展，这就是为什么你应该更喜欢它的原因，特别是如果你的程序会增长。

Answer 3

使用 OOP 的一大优势是可扩展性。

假设您编写了一个以点的形式处理大量数据的应用程序。现在您的客户添加到规范中，除了每个点的 x 和 y 坐标外，您的应用还需要知道每个点是什么颜色。

如果您编写的代码将每个点存储为元组(x, y)，则可以将颜色添加为第三个值：(x, y, colour)。但是现在你必须检查你所有的代码来找到它被破坏的地方，因为你改变了数据格式。如果您使用了一个类，您可以简单地定义一个继承自 Point 并添加必要功能的新类：

class ColouredPoint(Point):
    """ Class for points which are coloured, based on Point """

    def __init__(self, initX, initY, initCol):
        Point.__init__(self, initX, initY)
        self.colour = initCol

p = ColouredPoint(3, 3, "green")
q = ColouredPoint(6, 7, "red")
r = Point(8, 4)

print(p.distanceFromPoint(q))
print(p.colour)
print(p.distanceFromPoint(r))

与Point 类一起使用的所有代码仍将与新类一起使用，即使您没有编写或无法更改Point 类的定义，您也可以这样做。

Answer 4

您的观点示例无法证明使用类的合理性。

类是描述事物是什么而不是操纵数据的好方法。所以一个点只有两位描述它的信息（无论如何在二维空间中）。

想一些更抽象的东西，比如电影文件。电影有各种与之相关的信息：标题、时长、类型、演员、年龄等级、受欢迎程度、语言、奖项……还在继续。尝试编写处理所有这些信息的长列表的函数，您将很快看到一个类的优点。

数学可能是一个真正没有那么多上下文信息的领域，只有几个变量，它们定义了一切。真实世界的数据定义不太明确，因此可以从类的可扩展性中受益。