{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# 8. előadás\n",
"_Tartalom:_ osztályok, objektum orientált programozás\n",
"\n",
"\n",
"A Python objektum orientált programozást a 2D-s pontok osztályának elkészítésén keresztül mutatjuk be _(Nagyban támaszkodni fogunk Siki Zoltán könyvére)_. A Python nyelvben minden osztály (például a lista vagy a szótár is, de a függvények is). \n",
"Kezdjük is el az osztály kódjának elkészítését.\n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 1,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [],
"source": [
"# Siki Zoltán\n",
"class Point2D(object): # object a bázis osztály\n",
" \"\"\" kettő dimenziós pontok osztálya\n",
" \"\"\"\n",
" def __init__(self, east = 0, north = 0): # __init__ a konstruktor\n",
" \"\"\" Initialize point\n",
" :param east: első koordináta\n",
" :param north: második koordináta\n",
" \"\"\"\n",
" #self.east = east # tagváltozó létrehozása\n",
" self.setEast(east)\n",
" #self.north = north\n",
" self.setNorth(north)\n",
" def abs(self):\n",
" \"\"\" calculate length of vector (absolute value)\n",
" :returns: absolute value\n",
" \"\"\"\n",
" return (self._east**2 + self._north**2)**0.5\n",
" def __str__(self):\n",
" \"\"\" String representation of the 2D point\n",
" :returns: point coordinates as string (e.g. 5; 3)\n",
" \"\"\"\n",
" return \"*%.3f; %.3f*\" % (self._east, self._north)\n",
" def __add__(self, p):\n",
" \"\"\" Add two point\n",
" :param p: point to add\n",
" :returns: the sum of the two point (vector)\n",
" \"\"\"\n",
" return Point2D(self._east + p.getEast(), self._north + p.getNorth())\n",
" def setEast(self, east):\n",
" self._east = east\n",
" def getEast(self):\n",
" return self._east\n",
" def setNorth(self, north):\n",
" if north < 400000:\n",
" self._north = north\n",
" else:\n",
" raise ValueError('north must be less than 400000') \n",
" def getNorth(self):\n",
" return self._north "
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"A `self` változó az osztály minden (nem statikus vagy osztály) metódusának az első paramétere és az objektum példányt jelenti, ezen keresztül hivatkozhatunk az objektum elemeire pl. `self.east`. A többsoros megjegyzés a sphinx programnak megfelelően készült, hogy automatikusan lehessen dokumentációt generálni a kódból.\n",
"Próbáljuk ki a kódunkat."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 2,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [],
"source": [
"p0 = Point2D() # példányosítás, 2, 0 pont\n",
"p1 = Point2D(0) # példányosítás, 0, 0 pont\n",
"p2 = Point2D(2, -2) # példányosítás, 2,–2 pont"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Írassuk ki az egyes pontok tagváltozóit, abszolút értékét."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 3,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"[ 0, 0] abs: 0.00\n",
"[ 0, 0] abs: 0.00\n",
"[ 2,-2] abs: 2.83\n"
]
}
],
"source": [
"pontok = [p0, p1, p2]\n",
"for pont in pontok:\n",
" print(\"[%2d,%2d] abs: %.2f\" % (pont.getEast(), pont.getNorth(), pont.abs()))"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 4,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"p2 east tagváltozó értéke: 2\n",
"p2 north tagváltozó értéke: -2\n",
"p2 abs() függvény értéke: 2.8284271247461903\n",
"p2.__dict__: {'_east': 2, '_north': -2}\n",
"p2: *2.000; -2.000*\n"
]
}
],
"source": [
"print(\"p2 east tagváltozó értéke: \", p2.getEast())\n",
"print(\"p2 north tagváltozó értéke: \", p2.getNorth())\n",
"print(\"p2 abs() függvény értéke: \", p2.abs())\n",
"print(\"p2.__dict__:\", p2.__dict__)\n",
"print(\"p2:\", p2)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Az egyes osztályokhoz speciális függvényeket definiálhatunk (mint pl. az `__init__`), ezek jellemzője, hogy két aláhúzás karakterrel kezdődik és végződik a nevük. \n",
"\n",
"Az `__init__` függvény az úgynevezett **konstruktor**, ez fut le a példányok létrehozásakor, itt biztosíthatjuk, hogy ne legyen inicializálatlan tagváltozónk. \n",
"\n",
"A **destruktor**t a `__del__` függvény implementálásával valósíthatjuk meg. A dinamikus tárfoglalás hiányában a Pythonban erre\n",
"ritkábban van szükség.\n",
"\n",
"A print utasítás az osztály `__str__` metódusát hívja meg. A fenti példában ennek alapértelmezett változatának eredményét láthattuk az object osztályból. "
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 5,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"data": {
"text/plain": [
"<__main__.Point2D at 0x28b29bc06d8>"
]
},
"execution_count": 5,
"metadata": {},
"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"p2"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 6,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"*2.000; -2.000*\n"
]
}
],
"source": [
"print(p2)"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 7,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"*10.000; 300000.000*\n"
]
}
],
"source": [
"p3 = Point2D(10, 300000) \n",
"print(p3)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"A pont osztály egy példányának a koordinátáit közvetlenül nem változtathatjuk meg amennyiben:\n",
"``` python\n",
"self.east = east\n",
"```\n",
"helyett a \n",
"``` python\n",
"self.setEast(east)\n",
"```\n",
"módon hozzuk létre tagváltozóinkat. \n",
"Ha a pont osztály egy példányának a koordinátáit közvetlenül megváltoztathatjuk, ez azzal a következménnyel járhat, hogy:\n",
"1. a példány tagváltozóit az osztály felhasználója egy programhibából következően is átírhatja,\n",
"2. a példány tagváltozóit ellenőrzés nélkül is felül lehet írni.\n",
"\n",
"Ennek kivédésére privát tagváltozókat (`_` karakterrel kezdődő név) és getter/setter metódusokat használhatunk. Írjuk át az osztályunkat, hogy egy-egy metóduson keresztül lehessen megváltoztatni a tagváltozókat. A Python osztályok privát tagváltozóinak neve aláhúzás karakterrel kezdődik. A két aláhúzással kezdődő és végződő nevek a Python nyelv elemei.\n",
"\n",
"A következő kódrészlet\n",
"``` python\n",
" def setNorth(self, north):\n",
" if north < 400000:\n",
" self._north = north\n",
" else:\n",
" raise ValueError('north must be less than 400000')\n",
"```\n",
"miatt a \n",
"\n",
"``` python\n",
"p3.setNorth(400000) \n",
"```\n",
"illetve \n",
"``` python\n",
"p9 = Point2D(10, 400001) \n",
"```\n",
"\n",
"esetén a következő hibába botlanánk:\n",
"``` python\n",
"ValueError Traceback (most recent call last)\n",
"ValueError: north must be less than 400000\n",
"```"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"A Python nyelvben az osztályokhoz további speciális függvényekkel műveleteket is definiálhatunk. A pontokat mint helyvektorokat is használhatjuk, készítsük el a helyvektorok összeadását.\n",
"\n",
"``` python\n",
" def __add__(self, p):\n",
" \"\"\" Add two point\n",
" :param p: point to add\n",
" :returns: the sum of the two point (vector)\n",
" \"\"\"\n",
" return Point2D(self.east + p.east, self._north + p._north)\n",
"```\n",
"\n",
"Próbáljuk ki:"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 8,
"metadata": {
"collapsed": false
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"*2.000; -2.000*\n",
"*10.000; 300000.000*\n",
"Összegük: *12.000; 299998.000*\n"
]
}
],
"source": [
"print(p2)\n",
"print(p3)\n",
"print(\"Összegük: \", p2 + p3)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### _Used sources_ / Felhasznált források\n",
"- [Shannon Turner: Python lessons repository](https://github.com/shannonturner/python-lessons) MIT license (c) Shannon Turner 2013-2014\n",
"- [Siki Zoltán: Python mogyoróhéjban](http://www.agt.bme.hu/gis/python/python_oktato.pdf) GNU FDL license (c) Siki Zoltán"
]
}
],
"metadata": {
"kernelspec": {
"display_name": "Python 3",
"language": "python",
"name": "python3"
},
"language_info": {
"codemirror_mode": {
"name": "ipython",
"version": 3
},
"file_extension": ".py",
"mimetype": "text/x-python",
"name": "python",
"nbconvert_exporter": "python",
"pygments_lexer": "ipython3",
"version": "3.6.0"
}
},
"nbformat": 4,
"nbformat_minor": 2
}