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物件導向程式設計

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「物件導向程式設計：負責設計、開發及維護物件導向應用程式，確保系統架構的彈性與可擴充性。需具備扎實的編程基礎，熟悉如Java、C++或Python等物件導向語言，並具有分析問題與解決問題的能力。要求具備良好的跨部門協作能力，以促進與產品、測試及運維團隊的有效溝通。在台灣職場中，需適應快速變化的技術環境，並掌握敏捷開發流程，以支持快速交付及迭代發展。」
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物件導向程式設計 學習推薦

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2021/10/22

Python封裝(Encapsulation)實用教學
Q:什麼是Python封裝(Encapsulation)
封裝(Encapsulation)的概念就有點像權限控制，有些屬性(Attribute)或方法(Method)只想於類別內部使用，而不想公開於外部，除了減少程式碼因來源端不適當的使用發生問題外，也可保護其中重要的商業邏輯。
一般情況下，來源端皆可存取類別中公開的屬性(Attribute)及方法(Method)，如下範例：
# 部落格類別
class Blog:
def __init__(self):
self.author = "Mike" # 作者屬性
self.titles = [] # 文章標題屬性
def add_post(self, title): # 新增文章
self.titles.append(title)
blog = Blog()
blog.add_post("Python Programming")
blog.add_post("Learn How to Code")
print("Author: ", blog.author)
print("Blog Titles: ", blog.titles)
如果我們要防止來源端存取作者屬性(Attribute)及呼叫新增文章標題方法(Method)，則需透過封裝(Encapsulation)的概念來進行設計。接下來就分別說明如何封裝(Encapsulation)類別中的屬性(Attribute)及方法(Method)。
Q:什麼是私有屬性(Private Attribute)?
在類別(Class)中可以進行存取，而外部無法存取的屬性(Attribute)。使用方式就是在私有屬性(Private Attribute)前加上兩個底線(__)，如下範例：
# 部落格類別
class Blog:
def __init__(self):
self.__author = "Mike" # 作者屬性
self.__titles = [] # 文章標題屬性
def __add_post(self, title): # 新增文章
self.__titles.append(title)
blog = Blog()
print(blog.__author)
從範例中可以看到，來源端無法存取到類別中的author及titles私有屬性(Private Attribute)。如果是利用Visual Studio Code來開發Python的話，在來源端物件的IntelliSense清單中就選不到私有屬性(Private Attribute)，證明成功將其進行封裝(Encapsulation)。
但是Python不像其他物件導向程式語言真的把屬性(Attribute)或方法(Method)變為私有，事實上來源端還是可以存取得到。Python事實上把加了兩個底線的私有屬性(Private Attribute)重新命名，在前面加上了底線類別名稱，來源端只要透過此名稱還是可以進行存取，如下範例：
blog = Blog()
print(blog._Blog__author) #執行結果為：Mike
所以在類別中的屬性(Attribute)或方法(Method)加上兩個底線(__)主要是告訴來源端此屬性(Attribute)或方法(Method)為私有，避免來源端直接或意外的存取。
Q:什麼是私有方法(Private Method)?
在類別(Class)中可以進行存取，而外部無法存取的方法(Method)。和私有屬性(Private Attribute)作法相同，在私有方法(Private Method)前面加上兩個底線(__)，如下範例：
# 部落格類別
class Blog:
def __init__(self):
self.__author = "Mike" # 作者屬性
self.__titles = [] # 文章標題屬性
def __add_post(self, title): # 新增文章
self.__titles.append(title)
blog = Blog()
blog.__add_post("Python tutorials")
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2021/10/21

Python繼承(Inheritance)實用教學
Q:如何使用Python繼承?
將共同的屬性(Attribute)或方法(Method)定義在一個類別(Class)中，而其它類別(Class)則透過繼承(Inheritance)的方式來擁有它，如下範例：
class Transportation: # 交通工具
def __init__(self):
self.color = "white"
def drive(self): # 駕駛方法
print("drive method is called.")
class Car(Transportation):
def accelerate(self): # 加速方法
print("accelerate is method called.")
class Airplane(Transportation):
def fly(self): # 飛行方法
print("fly method is called.")
Transportation類別(Class)就叫父類別或基底類別(Base Class)，而Car及Airplane類別(Class)就稱為子類別(Sub Class)，在類別名稱的地方透過括號的方式來繼承(Inheritance)，藉此擁有父類別公開的屬性(Attribute)及方法(Method)，如下範例：
mazda = Car()
mazda.drive()
print(mazda.color)
Q:什麼是方法覆寫?
當子類別中定義了和父類別同名的方法(Method)，這時候子類別的物件(Object)呼叫這個同名方法時，其中的實作內容將會覆蓋掉父類別的同名方法，這就叫做方法覆寫(Method Overriding)，如下範例：
class Transportation: # 交通工具
def drive(self): # 駕駛方法
print("Base class drive method is called.")
class Car(Transportation):
def drive(self):
print("Sub class drive method is called.")
mazda = Car()
mazda.drive()
這時候如果我們想在子類別中執行父類別的方法(Method)時，則可以使用super()內建方法來達成，如下範例：
class Transportation: # 交通工具
def drive(self): # 駕駛方法
print("Base class drive method is called.")
class Car(Transportation):
def drive(self):
super().drive()
print("Sub class drive method is called.")
mazda = Car()
mazda.drive()
Q:什麼是多層繼承?
就是繼承(Inheritance)的層級超過一層以上，如下範例：
class Animal: # 動物類別
pass
class Bird(Animal):
def fly(self):
print("fly")
class Duck(Bird):
pass
duck = Duck()
duck.fly()
Q:什麼是多重繼承?
就是子類別繼承(Inheritance)一個以上的父類別，並且各類別應各司其職，避免有相同的方法，如下範例：
class Animal: # 動物類別
def eat(self):
print("Animal eat method is called.")
class Bird:
def walk(self):
print("Bird walk method is called.")
class Duck(Animal, Bird):
pass
duck = Duck()
duck.eat()
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2021/10/21

Python多型(Polymorphism)實用教學
Q:什麼是抽象方法(Abstract Method)?
要使用抽像方法(Abstract Method)的類別首先要繼承ABC(Abstract Base Class)類別，接著在抽象方法上方加上@abstractmethod裝飾詞(Decorator)，並且不會有實作內容，如下範例：
from abc import ABC, abstractmethod
class Login(ABC): # 登抽象入類別
@abstractmethod
def login(self):
pass
由於抽象方法(Abstract Method)是抽象的，所以只要有抽象方法(Abstract Method)的類別就稱為抽象類別，是無法建立物件的，必須透過繼承(Inheritance)的類別來進行抽象方法(Abstract Method)的實作，如下範例：
from abc import ABC, abstractmethod
class Login(ABC): # 登入抽象類別
@abstractmethod
def login(self):
pass
class FacebookLogin(Login): # Facebook登入機制
def login(self):
print("Facebook login implementation.")
fb = FacebookLogin()
fb.login()
所以，抽象方法(Abstract Method)通常應用於定義各類別的共同介面，讓未來要增加的需求功能，必須遵守共同的規則進行實作，來達到各類別擁有一致性的介面，不但好維護且易於擴充。
Q:什麼是多型(Polymorphism)?
顧名思義，就是同一個介面或方法(Method)可以有多個實作型態。
我們來延伸上面的例子，如果今天應用程式要增加Google及Twitter的登入機制，想必大家應該知道要怎麼做了吧，就是建立各自的類別(Class)繼承(Inheritance)Login抽象類別，接著實作其中的login抽象方法(Abstract Method)，如下範例：
from abc import ABC, abstractmethod
class Login(ABC): # 登入抽象類別
@abstractmethod
def login(self):
pass
class FacebookLogin(Login): # Facebook登入機
def login(self):
print("Facebook login implementation.")
class GoogleLogin(Login): #Google登入
def login(self):
print("Google login implementation.")
class TwitterLogin(Login): #Twitter登入
def login(self):
print("Twitter login implementation.")
fb = FacebookLogin()
fb.login()
google = GoogleLogin()
google.login()
twitter = TwitterLogin()
twitter.login()
各位有沒有發現，來源端不同的類別物件(Object)呼叫同樣的方法(Method)時，卻可以有不同的實作方式，這也就是所謂的多型(Polymorphism)。
其中的原理，就是Python編譯器在執行期間(Runtime)看到三個實體類別(Class)皆繼承(Inheritance)了Login抽象類別，接著在物件(Object)呼叫login()方法(Method)時，Python編譯器則依據呼叫物件(Object)的實體類別(Class)來執行相應的類別實作。
Q:使用多型(Polymorphism)有什麼優點?
使用多型(Polymorphism)最大的優點就是易於擴充及降低類別間的相依性。從這兩個例子可以看到，不論未來要再增加新的登入機制或交通工具，都能非常容易的透過新增類別來進行擴充，並且有一致性的介面。
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