Diese Notiz ist das Ergebnis der Bemühungen des Bauingenieurs, des Ingenieurs, der Nase, des Wassers und des Schreibens. Das Fingerpicken ist kein Masakari, sondern ein reinweißer Taoru, der auch hervorragend und geworfen ist.

Der Anfang davon

Ich sagte: "Nein, aber ich habe Pyhton schon lange geschrieben und ich frage mich, ob ich Python vollständig verstanden habe!"

Ich sagte: "Möchten Sie es nach langer Zeit in docs.python.org sehen? Wenn Sie es sich jetzt ansehen, können Sie alles sehen, www."

I "HOWTO zur funktionalen Programmierung ...? Was ist das ..."

Ich sagte: "Nun ...? Die meisten Programmiersprachen sind ** prozedural **? Und eine Anweisungsliste, die dem Computer beibringt, was mit Eingaben zu tun ist? ** Objektorientiert **? Manipuliert eine Sammlung von Objekten. Hat einen internen Status und es gibt eine Methode, um diesen Status zu überprüfen und zu ändern ...? ** Funktionstyp **? Teilt das Problem einfach in mehrere Funktionen auf, wartet auf Eingabe und spuckt Ausgabe aus. Hat es keinen internen Status, der unterschiedliche Ausgänge für denselben Eingang spuckt? "

ICH "?????????"

Ich "Ähm ...?"

Python ist eine solche Multi-Paradigmen-Sprache. Sie können jedes dieser Programme verwenden, um Programme und Bibliotheken zu schreiben, die grundsätzlich prozedural, grundsätzlich objektorientiert oder grundsätzlich funktional sind. In großen Programmen kann jeder Teil mit einem anderen Ansatz geschrieben werden, die GUI ist objektorientiert, die Verarbeitungslogik ist jedoch prozedural oder funktional und so weiter.

Ich "Was willst du denn sagen ... ich weiß nichts ..."

Unterschiede in den Programmiermethoden

Ich sagte: "Es gibt in erster Linie verschiedene ** Methoden ** und ** Funktionen ** in der Programmierung."

Methode	Charakteristisch	Typische Sprache
Verfahrensart	Ein Stil, in dem Prozeduren (Funktionen usw.), die Anweisungen kombinieren, beschrieben und kombiniert werden.	C
Funktionsart	Ein Stil zum Erstellen eines Programms aus dem Synthetisieren und Anwenden von Funktionen.	Haskell
Objektorientierung	Ein Stil, der die zu verarbeitenden Daten und die Operationsprozedur als Gruppe betrachtet.	Java

Ich sagte: "Hmm ... ich weiß nicht ... Was ist der Unterschied zwischen dem prozeduralen Typ und dem funktionalen Typ? Lassen Sie uns etwas mehr untersuchen."

Merkmale der prozeduralen Programmierung

――Schreiben Sie die Methode auf, um das Problem gemäß dem Verfahren detailliert zu lösen ――Die Prozedur kann einzeln von oben beschrieben werden. Im Allgemeinen werden jedoch mehrere Funktionen definiert und kombiniert, um die Daten zu ändern.

Einfacher und leicht verständlicher Prozessablauf (leicht zu sehen und zu schreiben)
Typische Sprachen: C usw.

Ich sagte: "Ich verstehe. Der Punkt ist, die Verarbeitung in der Reihenfolge von oben wie folgt zu schreiben. Dies ist, was ich schließlich mit Python mache."

def add(x, y):
    return x + y

def squared(x):
    return x ** 2

squared_x = squared(2) # 4
squared_y = squared(4) # 16
add_xy = add(squared_x, squared_y) # 20

Ich "Hona, als nächstes"

Merkmale der funktionalen Programmierung

--Variationen und Funktionen sind referenztransparent und Nebenwirkungen werden unterdrückt oder vollständig beseitigt. ―― Mit anderen Worten, das Innere der Funktion ist nicht auf externe Daten angewiesen und ändert diese nicht.

Im reinen Funktionstyp mit vollständig eliminierten Nebenwirkungen gibt es keine Idee, einer Variablen einen Wert zuzuweisen, und der Wert ist an die Variable "gebunden".
Pipelines, Funktionen höherer Ordnung, Abschlüsse usw. werden verwendet, um die Verarbeitung in Funktionen zu unterteilen und diese in Kombination zu verwenden.
Typische Sprachen: Haskell usw.

Ich sagte: "Hmm ??? Ein schwieriges Wort kam heraus ..."

Was ist Referenztransparenz?

Variablen, die nicht von der Umgebung betroffen sind und deren Werte unabhängig davon, wann sie referenziert werden, gleich sind (unveränderlich)
Beinhaltet Funktionen, die immer den gleichen Rückgabewert zurückgeben, wenn die Argumente gleich sind
Da der Wert unveränderlich ist, kann menschliches Versagen unterdrückt werden.
Stark gegen Parallelverarbeitung, da es keine Nebenwirkungen verursacht (weniger wahrscheinlich Datenkonflikte verursachen)

Ich sagte: "Sobald Sie" x = 1 "definiert haben, ist garantiert, dass x im Programm 1 ist."

Ich sagte: "Ich kann nicht dasselbe für Funktionen sagen. Es ist wie in der Mathematik, die immer den gleichen Wert zurückgibt. Als ich mit dem Programmieren anfing."

x = x + 1

Ich sagte: "Ich wollte es gerade umdrehen. Die rechte und die linke Seite sind nicht gleich."

Ich sagte: "... nun, ich verstehe. Python ist ein Konzept, das schwierig anzuwenden scheint, da die meisten Variablen variabel sind, aber ich würde es begrüßen, wenn der Rückgabewert konstant ist. Es ist einfach zu testen. Was sind die Nebenwirkungen?"

Was sind Nebenwirkungen?

Durch Ausführen des Prozesses eine extern beobachtbare Änderung vornehmen
Ein typisches Beispiel ist die Neuzuweisung zu einer veränderlichen (variablen) Variablen.
Eine Funktion, die keinen Zustand hat und Nebenwirkungen vollständig beseitigt, wird als reine Funktion bezeichnet, und eine Funktion, die keinen Zustand hat, wird als unreine Funktion bezeichnet.

Ich sagte: "Ah, ja, ich verstehe. Ich verstehe voll und ganz."

Ich sagte: "Aber wie erstellen Sie ein Programm, indem Sie den Status der Neuzuweisung vollständig beseitigen ...? Für Anweisungen wird verwendet, aber Python für Anweisungen erstellt keinen lokalen Bereich und ist ein typisches Beispiel für Nebenwirkungen ..."

Ich sagte "Ja !!!!!! Verwenden Sie die eingebaute Funktion map !!!!!!"

#Verfahrensart
def squared(x):
    return x ** 2

number_list = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_list = [] # [1, 4, 9, 16, 25]
for n in number_list:
    squared_list.append(squared(n))

#Funktionsart
squared_list = list(map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])) # [1, 4, 9, 16, 25]

Ich sagte: "Ich konnte in einer Zeile schreiben, ohne den Zustand zu ändern. Ist es nicht erstaunlich?"

Ich sagte: "Es besteht jedoch kein Zweifel daran, dass der Prozedurtyp intuitiver und leichter zu verstehen ist. Der Punkt ist, überlegen Sie, wo Sie ihn verwenden sollen."

Ich "Was kommt als nächstes?"

Andere Schlüsselwörter

Funktion höherer Ordnung: Eine Funktion, die eine Funktion als Argument verwendet (auch als Rückruffunktion bezeichnet). --Closer: Eine Funktion, deren verschachtelte interne Funktion sich an die von der übergeordneten Funktion definierten Variablen erinnert.

Ich sagte: "Die" Karte ", die ich zuvor verwendet habe, empfängt einen" Lambda-Ausdruck (anonyme Funktion) ", daher ist dies ein typisches Beispiel für eine Funktion höherer Ordnung."

Ich sagte: "Indem es möglich ist, Funktionen zu empfangen, ist es nicht notwendig, eine bestimmte Verarbeitung in eine Funktion zu schreiben, so dass es einfach ist, die Verarbeitung zu teilen, das heißt, sie ist erweiterbarer."

Ich sagte: "Wenn Sie eine Funktion erhalten, ist es einfach, einen festen Prozess vor und nach der empfangenen Funktion zu platzieren, und Sie können Funktionen hinzufügen, ohne den Hauptprozess zu beeinflussen! Es scheint, dass dies in Python als Dekorator bezeichnet wird. ! "

#Messen Sie die Bearbeitungszeit einer Funktion
from functools import wraps
import time

#Definieren Sie eine Funktion, die eine Funktion empfängt
#Geben Sie die interne Funktion zurück
def time_measurement(func):
    @wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        exe = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"time_measurement: {end - start}")
        return exe
    return wrapper

# @Beim Aufruf mit (decorator) wird das Argument der aufgerufenen Funktion eingegeben.
@time_measurement
def func(num):
    res = 0
    for n in range(num):
        res += n
    return res

func(10000000) # time_measurement: 0.48942112922668457

Ich sagte: "Es scheint, dass die verschachtelte Funktion wie die folgende eine Funktion ist, die sich an die außerhalb definierten Variablen erinnert!"

#Gehege
def outer():
    x = 1
    #Schließung
    def inner(y):
        return x + y
    return inner

f = outer() #Der Rückgabewert ist inner()
i = f(10) #Da inner ausgeführt wird, beträgt der Rückgabewert 11.

Ich sagte: "Sie können sich jedoch auf die im übergeordneten Element definierten Variablen beziehen, müssen jedoch eine spezielle Anweisung mit dem Namen" nonlocal "deklarieren, um sie zu aktualisieren. Seien Sie also vorsichtig!"

Ich sagte: "Der Funktionstyp ist der gleiche wie das Programmieren mit Funktionen, aber angesichts der Wartbarkeit und Erweiterbarkeit ist es eine gute Idee, die volle Leistungsfähigkeit der Sprache zu nutzen, um ein Programm zu erstellen, das (so weit wie möglich) keine Nebenwirkungen hat. ""

Objekt orientierte Programmierung

Ich sagte: "Ist das Ende objektorientiert? Es ist ein Typ, der oft mit Äpfeln oder Autos verglichen wird!"

Eine Methode, mit der das System flexibel auf Änderungen reagieren kann, indem Teile extrahiert werden, die sich häufig in Klassen ändern.
Im objektorientierten Modus hat es im Gegensatz zum Funktionstyp einen internen Status, und ein Programm wird erstellt, indem darauf verwiesen und geändert wird.
Verstecken Sie es intern, indem Sie Änderungen nur an der in der Schnittstelle definierten Methode (Verhalten) zulassen, um das Auftreten von Nebenwirkungen zu unterdrücken.
Mit Funktionen wie Verschleierung / Abstraktion / Vererbung / Vielfalt
Typische Sprachen: C ++, Java usw.

Ich sagte: "Ich verstehe. Der Punkt ist, dass es eine 'Klasse' ist. Ich möchte kein Programm erstellen, indem ich die Struktur und das Verhalten von Daten als eine Sache betrachte."

Ich sagte: "Im Gegensatz zum Funktionstyp erlaubt es einen Zustand, aber indem es darin versteckt wird, unterdrückt es das Auftreten von Fehlern."

Ich sagte: "Ich weiß nicht, ob es zu viele Keywords gibt ... Überprüfen Sie sie einzeln."

Schlüsselwort für objektorientierte Programmierung

Verschleierung (Kapselung) / Abstraktion

Verschleierung (Einkapselung)

Verhindert nicht autorisierte Änderungen von außen direkt, indem alle Instanzeigenschaften mithilfe von Methoden geändert werden ――Das Wichtigste ist die "korrekte Benennung", da die Kapselung durch Vereinheitlichung der Rollen der Klasse einfacher ist. Gute Benennung bedeutet, dass es einfach ist und einen klaren Zweck hat, so dass es leicht zu verbergen ist.

Ich sagte: "Hmm. Sie können nicht mit den Variablen der Instanz herumspielen, die direkt aus der Klasse erstellt wurden."

Ich sagte: "Aber Python kann keine unveränderlichen Variablen definieren. Wenn Sie das tun, ist es so?"

--Verwenden Sie @ property und @ property.setter in Python

Fügen Sie am Anfang der Variablen einen Unterstrich für Eigenschaften hinzu, auf die Sie von außen nicht zugreifen möchten
Da Python jedoch keine privaten Variablen erstellen kann, auf die wirklich nicht zugegriffen werden kann, ist es üblich, "Nicht zugreifen" anzugeben.

Ich sagte: "Zunächst einmal, warum machst du nicht eine Fleischklasse, deren Preis sich je nach Gewicht ändert?"

class Meat:
    #Instanzinitialisierung
    #Jede Instanz hat die hier definierten Attribute
    def __init__(self, name, weight):
        if weight < 0:
            raise ValueError("Das Gewicht sollte nicht unter 0 g liegen")
        self.name = name
        self.weight = weight
        #Nicht direkt von außen verwenden_Anziehen
        #Der Rabatt wird auf den Anfangswert von 5 gesetzt
        self._unit_price = 5
        self._price = 0
    #Legen Sie die Zeichenfolge fest, die beim Aufrufen der Instanz angezeigt werden soll
    def __repr__(self):
        return f"{self.name}: {self.price}Kreis"
    #Durch Anhängen eines Eigenschaftsdekorators können Sie eine Methode wie eine Instanzvariable von außen aufrufen.
    @property
    def unit_price(self):
        #Legen Sie den Wert fest, den Sie als Rückgabewert bezeichnen möchten
        return self._unit_price
    @property
    def price(self):
        return self.weight * self._unit_price
    #Verwenden Sie den Setter, um Variablen zu ändern
    #Wenn Sie eine Variable ändern möchten, überschreiben Sie sie nicht direkt, sondern über eine Methode
    #Auf diese Weise werden durch diese Methode externe Referenzen erstellt, um zu verhindern, dass falsche Werte eingemischt werden.
    @unit_price.setter
    def unit_price(self, value):
        if not (1 <= value <= 10):
            raise ValueError("Bitte stellen Sie den Stückpreis zwischen 1 Yen und 10 Yen ein")
        self._unit_price = int(value)

Ich sagte: "OK, versuchen Sie es sofort."

>>> meat = Meat("Matsuzaka-Rindfleisch", 200)
>>> meat
Matsuzaka-Rindfleisch:1000 Yen

>>> meat.unit_price = 100
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
  File "<input>", line 30, in unit_price
ValueError:Bitte stellen Sie den Stückpreis zwischen 1 Yen und 10 Yen ein

>>> meat.unit_price = 10
>>> meat
Matsuzaka-Rindfleisch:2000 Yen

>>> meat.price = 3000
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
AttributeError: can't set attribute

Ich sagte: "Matsuzaka-Rindfleisch ist teuer. Ich möchte satt essen."

Ich sagte: "Aber es funktioniert wie erwartet. Jetzt kann ich es wie folgt implementieren."

--name und weight können als Anfangswerte eingestellt werden

Wenn Sie das Objekt aufrufen, wird "Name: Preiskreis" angezeigt. --Preis wird automatisch berechnet --unit_price schlägt fehl, wenn versucht wird, einen Wert außerhalb des Bereichs festzulegen
Fehler beim Versuch, einen Wert direkt auf "Preis" zu setzen

Abstraktion

Ich sagte: "Wenn Sie darüber nachdenken, ist die Berechnung der Menge aus dem Gewicht ein Vorgang, der Fleisch eigen ist."

Ich sagte: "Warum ändern Sie den Klassennamen nicht in Artikel? Der Preis ändert sich nicht immer je nach Gewicht, und der Stückpreis kann festgelegt werden, und nur die Anzahl kann sich ändern." . "

Ich sagte: "Ich glaube nicht, dass dies eine Abstraktion ist."

Sammeln Sie die Teile, die sich häufig ändern, und extrahieren Sie nur die wesentlichen Merkmale in die Klasse. ――Wenn Sie "A ist B" ausdrücken können, sollten sie abstrakter zusammengefasst werden. ――Das Konzept der Abstraktion besteht darin, gemeinsame Punkte als Standard zusammenzufassen, um austauschbare Teile herzustellen. ――Es wird stark gegen Veränderungen sein, aber achten Sie darauf, es nicht zu übertreiben

class Item:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self._price = 0
    def __repr__(self):
        return f"{self.name}: {self.price}Kreis"
    @property
    def price(self):
        return self._price

Erbe

Ich sagte: "Wenn ich wieder eine Fleischklasse machen möchte, mache ich eine konkrete Klasse, indem ich die obige abstrakte Klasse (Gegenstandsklasse) erbe."

--Erstellen einer konkreteren Klasse durch Erben des übergeordneten abstrahierten Objekts

Wenn es sich um Python handelt, kann es vererbt werden, indem die übergeordnete Klasse als Argument bei der Definition der Klasse verwendet wird.
Die Eigenschaften und Methoden der übergeordneten Klasse können nur verwendet werden, wenn sie zum Zeitpunkt der Initialisierung mithilfe der super () -Methode explizit vererbt werden.

class Meat(Item):
    def __init__(self, name, weight):
        # super()Explizite Verwendung der übergeordneten Klasse__init__()Anruf
        super().__init__(name)
        self.weight = weight
        self._unit_price = 5
    @property
    def unit_price(self):
        return self._unit_price
    #Methode überschreiben
    @property
    def price(self):
        return self.weight * self._unit_price
    @unit_price.setter
    def unit_price(self, value):
        if not (1 <= value <= 10):
            raise ValueError("Bitte stellen Sie den Stückpreis zwischen 1 Yen und 10 Yen ein")
        self._unit_price = int(value)

>>> meat = Meat("Matsuzaka-Rindfleisch", 500)
>>> meat
Matsuzaka-Rindfleisch:2500 Yen

>>> meat.unit_price = 100
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
  File "<input>", line 21, in unit_price
ValueError:Bitte stellen Sie den Stückpreis zwischen 1 Yen und 10 Yen ein

>>> meat.unit_price = 10
>>> meat
Matsuzaka-Rindfleisch:5000 Yen

>>> meat.price = 3000
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
AttributeError: can't set attribute

Ich sagte: "Ich möchte damit eine Apfelklasse und eine Mikan-Klasse machen !!!!"

Vielfalt (Polymorphismus)

Ich sagte: "Übrigens habe ich dieses Mal eine abstrakte Klasse als Klasse erstellt, aber normalerweise scheint es, dass nur das" Verhalten (Methodenname) "in der Schnittstelle definiert ist."

I "Schreiben Sie den Inhalt der Methode nicht in die Schnittstelle und überlassen Sie die spezifische Implementierung der geerbten Klasse (erzwungene Implementierung der Methode)."

Ich sagte: "Auf diese Weise wird bestätigt, dass alle geerbten Klassen Methoden mit demselben Namen haben, sodass die Aussichten besser sind! Es scheint, dass dies als" Polymorphismus "bezeichnet wird !!"

――Programmieren für abstrahierte Klassen, damit sie auf verschiedene Arten verwendet werden können ―― Mit anderen Worten, obwohl die Funktionen und Methoden denselben Namen haben, verhalten sie sich je nach Typ unterschiedlich.

Zusammenfassung

Ich sagte: "Huh. Ich habe endlich die Eigenschaften meines Schreibstils verstanden. Alle sind wunderbar."

Ich sagte: "Mit dem Prozedurtyp können Sie Code schreiben, der einfach, schnell und klar ist, wenn Sie ein einfaches Programm erstellen. Wenn Sie jedoch mittelgroß oder größer sind, ist dies ein direkter Kurs für Spaghetti ..."

Ich sagte: "Es scheint schwierig zu sein, einen Funktionstyp zu schreiben, aber in der groß angelegten Entwicklung scheint er erweiterbar zu sein, da er in wiederverwendbare Teile unterteilt ist und es weniger Fehler geben wird."

Ich sagte: "Die Objektorientierung scheint im großen Maßstab stark zu sein. Es scheint schwierig zu sein, aber wenn es gut abstrahiert werden kann, wird die Menge an Code dadurch verringert!"

Ich sagte: "Python hat übrigens Nebenwirkungen, aber es ist eine vielseitige Sprache, die auch mit einem Funktionstyp programmiert und objektorientiert sein kann! Es scheint eine Multi-Paradigmen-Sprache zu sein!"

Ich sagte: "Deshalb sollten Sie die Methode gut lernen und richtig anwenden! Geben Sie Ihr Bestes, um Python vollständig zu verstehen!"

Oshimai

Was ist "funktionale Programmierung" und "objektorientiert"? Python Edition