4.1. Clase și obiecte

• să explici, printr-un exemplu, diferența dintre o clasă și un obiect;
• să definești în Python o clasă simplă, cu date și metode;
• să creezi obiecte prin instanțiere și să accesezi membrii acestora;
• să utilizezi constructorul __init__ și parametrul self;
• să urmărești execuția unui program bazat pe obiecte și să testezi rezultatele.

2.1. De ce folosim clase?

În problemele întâlnite până acum, datele și prelucrările lor au fost organizate prin variabile, instrucțiuni și funcții. Când aceeași structură de date și aceleași operații apar pentru mai multe entități, este util să le grupăm.

O clasă este un model după care pot fi construite obiecte. Un obiect este o instanță a unei clase, adică o entitate concretă creată pe baza modelului.

2.2. Membrii unei clase

O clasă poate avea membri care reprezintă date și membri care reprezintă metode. Datele descriu starea obiectului, iar metodele descriu operațiile pe care obiectul le poate efectua.

2.3. Definirea unei clase

În Python, o clasă se definește cu class. O metodă este o funcție definită în interiorul clasei.

2.4. Constructorul și self

Metoda specială __init__ este utilizată pentru inițializarea unui obiect în momentul creării sale. Parametrul self reprezintă obiectul asupra căruia se execută metoda.

2.5. Instanțierea și starea

Expresia Elev("Ana", "a IX-a") creează un obiect și transmite valorile către __init__. Două obiecte ale aceleiași clase au aceeași structură, dar pot avea valori diferite pentru aceleași atribute.

2.6. Metode și parametri

O metodă poate calcula și returna o valoare sau poate modifica starea obiectului. Într-un apel precum p.pret_reducere(10), obiectul p este asociat automat lui self, iar 10 este valoarea parametrului procent.

4.1. Exemplu minimal

class Carte:
    def __init__(self, titlu):
        self.titlu = titlu

c = Carte("Algoritmi")
print(c.titlu)

La construirea lui c, Python execută __init__ și memorează titlul în atributul self.titlu.

4.2. Mai multe obiecte

class Elev:
    def __init__(self, nume, clasa):
        self.nume = nume
        self.clasa = clasa

    def prezentare(self):
        print("Nume:", self.nume)
        print("Clasa:", self.clasa)

elev1 = Elev("Ana", "a IX-a")
elev2 = Elev("Vlad", "a IX-a")
elev1.prezentare()
elev2.prezentare()

Operatorul punct . este folosit pentru accesarea unui membru al obiectului: elev1.nume, elev1.clasa sau elev1.prezentare().

4.3. Metodă cu parametru

class Produs:
    def __init__(self, nume, pret):
        self.nume = nume
        self.pret = pret

    def pret_reducere(self, procent):
        return self.pret * (1 - procent / 100)

p = Produs("Caiet", 20)
print(p.pret_reducere(10))

În această lecție, pseudocodul descrie modelarea. Sintaxa exactă pentru definirea unei clase aparține limbajului Python.

clasa Elev
    definește datele nume și clasa
    definește metoda prezentare

citește datele primului elev
creează obiectul elev1
citește datele celui de-al doilea elev
creează obiectul elev2
apelează prezentare pentru elev1
apelează prezentare pentru elev2

1. Stabilește datele care descriu entitatea.
2. Stabilește operațiile necesare.
3. Definește clasa și datele inițializate în __init__.
4. Definește metodele necesare.
5. Creează obiectele prin instanțiere.
6. Apelează metodele și/sau accesează datele obiectelor.
7. Testează rezultatele.

• Clasa este modelul; obiectul este instanța concretă.
• self.pret este atribut al obiectului, în timp ce pret poate fi parametrul metodei.
• La apelul p.pret_reducere(10) nu scriem self; obiectul este asociat automat.
• Două obiecte ale aceleiași clase au aceeași structură, nu neapărat aceeași stare.
• self trebuie să apară ca primul parametru al unei metode de instanță.
• __init__ trebuie scris exact cu două caractere _ înainte și după init.

Problemă

Se definește clasa Dreptunghi, ale cărei obiecte au lungimea și lățimea. Definiți metode pentru aria și perimetrul unui dreptunghi. Creați două obiecte și afișați rezultatele.

Analiză

Datele lungime și lățime aparțin fiecărui obiect. Metodele arie() și perimetru() folosesc datele obiectului pentru calcul.

Algoritm/pseudocod

clasa Dreptunghi
    definește lungime și lățime
    metoda arie:
        returnează lungime * lățime
    metoda perimetru:
        returnează 2 * (lungime + lățime)
creează primul dreptunghi
creează al doilea dreptunghi
afișează aria și perimetrul fiecărui obiect

Python

class Dreptunghi:
    def __init__(self, lungime, latime):
        self.lungime = lungime
        self.latime = latime

    def arie(self):
        return self.lungime * self.latime

    def perimetru(self):
        return 2 * (self.lungime + self.latime)

d1 = Dreptunghi(6, 4)
d2 = Dreptunghi(10, 3)
print("Dreptunghi 1:", d1.arie(), d1.perimetru())
print("Dreptunghi 2:", d2.arie(), d2.perimetru())

Urmărirea variabilelor

Testare

Verificare

Folosim independent formulele A = L·l și P = 2(L+l). Pentru (6,4), obținem 24 și 20, iar pentru (10,3), 30 și 26. Rezultatele programului coincid cu aceste calcule.

La fiecare exercițiu identifică mai întâi clasa, atributele și metodele.

1. Definește clasa Carte, cu titlu, autor și metoda prezentare(). Creează două obiecte.
2. Definește clasa Cerc, cu raza și metodele diametru() și lungime(), folosind π = 3.14.
3. Definește clasa Produs, cu nume, pret și metoda reducere(p).
4. Definește clasa Student, cu nume și trei note, și metoda medie().
5. Definește clasa Masina, cu marca și viteza, și metoda accelereaza(x).
6. Definește clasa Dreapta, cu lungimea și metoda este_mai_lunga_decat(x).
7. Definește clasa Temperatura, cu valoarea Celsius și metodele in_fahrenheit() și este_negativa().

1. Definește clasa ContBancar cu titular și sold; depunere(suma) și retragere(suma) modifică soldul, dar retragerea se face numai dacă soldul este suficient.
2. Definește clasa Interval cu capetele stânga și dreapta și metode pentru lungime și apartenență.
3. Creează trei obiecte Student și determină studentul cu media cea mai mare. Precizează regula pentru egalitate.
4. Explică de ce modificarea unui atribut al primului obiect nu trebuie să modifice starea celui de-al doilea.
5. Definește clasa Fractie, cu numărător și numitor, și o metodă valoare(); apoi explică de ce o metodă de simplificare poate modifica ambele atribute.
6. Proiectează clasa Rezultat, cu numele unui elev și două note, și metodele medie() și promovat(). Testează cel puțin trei cazuri.