oop/oop_example.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# Примеры ООП программ на Python\n",
    "\n",
    "В ООП очень важно предварительное проектирование. В общей сложности можно\n",
    "выделить следующие этапы разработки объектно-ориентированной программы:\n",
    "1. Формулирование задачи.\n",
    "2. Определение объектов, участвующих в ее решении.\n",
    "3. Проектирование классов, на основе которых будут создаваться объекты. В случае необходимости установление между классами наследственных связей.\n",
    "4. Определение ключевых для данной задачи свойств и методов объектов. 5. Создание классов, определение их полей и методов.\n",
    "6. Создание объектов.\n",
    "7. Решение задачи путем организации взаимодействия объектов.\n",
    "\n",
    "\n",
    "## Класс рациональных дробей\n",
    "\n",
    "Простой класс, представляющий рациональную дробь (`num` – числитель, `den` – знаменатель). Класс содержит конструктор и перегруженные методы умножения и деления (дроби на дробь и дроби на целое число). Метод создания случайной дроби из заданного диапазона целых чисел объявлен как статический.\n",
    "\n",
    "Следует отметить, что в языке имеется готовый тип `Fraction` в модуле `fractions`. И данный пример нужно рассматривать только как образец для создания собственных классов."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 7,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "9/2 * 3/2 = 27/4\n",
      "9/2 / 3/2 = 3/1\n",
      "9/2 * 1 = 9/2\n",
      "9/2 / 1 = 9/2\n",
      "1/2 * 1/1 = 1/2\n",
      "1/2 / 1/1 = 1/2\n",
      "1/2 * 3 = 3/2\n",
      "1/2 / 3 = 1/6\n",
      "7/3 * 1/1 = 7/3\n",
      "7/3 / 1/1 = 7/3\n",
      "7/3 * 1 = 7/3\n",
      "7/3 / 1 = 7/3\n",
      "7/4 * 5/2 = 35/8\n",
      "7/4 / 5/2 = 7/10\n",
      "7/4 * 5 = 35/4\n",
      "7/4 / 5 = 7/20\n",
      "1/1 * 1/7 = 1/7\n",
      "1/1 / 1/7 = 7/1\n",
      "1/1 * 8 = 8/1\n",
      "1/1 / 8 = 1/8\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "from math import gcd\n",
    "from random import randint\n",
    "\n",
    "class My_Fraction:\n",
    "\n",
    "    def __init__(self, num, den):\n",
    "        if num != 0 and den != 0:\n",
    "            k = gcd(num, den) # находим НОД \n",
    "            self.num = num // k # числитель \n",
    "            self.den = den // k # знаменатель\n",
    "        else:\n",
    "            raise ValueError\n",
    "\n",
    "    @staticmethod\n",
    "    def generate(num_min, num_max, den_min, den_max):\n",
    "        return My_Fraction(randint(num_min, num_max), randint(den_min, den_max)) \n",
    "    \n",
    "    def __str__(self): # Метод преобразования дроби в строку\n",
    "        return f'{self.num}/{self.den}'\n",
    "        \n",
    "    def __mul__(self, other): # Умножение дробей\n",
    "        if isinstance(other,My_Fraction): # перегрузка умножения на дробь\n",
    "            return My_Fraction(self.num * other.num, self.den * other.den) \n",
    "        if isinstance(other,int): # перегрузка умножения на целое число\n",
    "            return My_Fraction(self.num * other, self.den)\n",
    "        return self # для остальных типов возвращаем значение самого объекта\n",
    "\n",
    "    def __truediv__(self, other): # Деление дробей\n",
    "        if isinstance(other,My_Fraction): # перегрузка деления на дробь\n",
    "            return My_Fraction(self.num * other.den, self.den * other.num) \n",
    "        if isinstance(other,int): # перегрузка деления на целое число\n",
    "            return My_Fraction(self.num, self.den*other)\n",
    "        raise TypeError # для остальных типов вызываем исключение\n",
    "\n",
    "# Список из 5 случайных дробей:\n",
    "a = [My_Fraction.generate(1, 9, 1, 9) for i in range(5)]\n",
    "\n",
    "for f in a:\n",
    "    b = My_Fraction.generate(1, 9, 1, 9) # дробь для правого операнда\n",
    "    cm = f * b\n",
    "    print(f'{f} * {b} = {cm}') # пример умножения на дробь\n",
    "    cd = f / b\n",
    "    print(f'{f} / {b} = {cd}') # пример деления на дробь \n",
    "    n=randint(1, 9) # число для правого операнда\n",
    "    cm = f * n\n",
    "    print(f'{f} * {n} = {cm}') # пример умножения на число \n",
    "    cd = f / n\n",
    "    print(f'{f} / {n} = {cd}') # пример деления на число"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Класс «Студент»\n",
    "\n",
    "Класс содержит имя студента `full_name`, номер группы `group_number` и список полученных оценок `progress`. В программе вводится список студентов. Далее список сортируется по имени, потом выводятся студенты, имеющие неудовлетворительные оценки."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 12,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Введите полное имя студента: \n",
      "Введите номер группы: \n",
      "Введите  8  оценок в столбик: progress = []\n"
     ]
    },
    {
     "ename": "ValueError",
     "evalue": "invalid literal for int() with base 10: ''",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[0;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[0;31mValueError\u001b[0m                                Traceback (most recent call last)",
      "Cell \u001b[0;32mIn [12], line 28\u001b[0m\n\u001b[1;32m     26\u001b[0m \u001b[38;5;28mprint\u001b[39m(\u001b[38;5;124m'\u001b[39m\u001b[38;5;124mВведите \u001b[39m\u001b[38;5;124m'\u001b[39m,n,\u001b[38;5;124m'\u001b[39m\u001b[38;5;124m оценок в столбик: progress = []\u001b[39m\u001b[38;5;124m'\u001b[39m) \u001b[38;5;66;03m# у каждого студента n оценок\u001b[39;00m\n\u001b[1;32m     27\u001b[0m \u001b[38;5;28;01mfor\u001b[39;00m i \u001b[38;5;129;01min\u001b[39;00m \u001b[38;5;28mrange\u001b[39m(n):\n\u001b[0;32m---> 28\u001b[0m     score \u001b[38;5;241m=\u001b[39m \u001b[38;5;28;43mint\u001b[39;49m\u001b[43m(\u001b[49m\u001b[38;5;28;43minput\u001b[39;49m\u001b[43m(\u001b[49m\u001b[43m)\u001b[49m\u001b[43m)\u001b[49m \u001b[38;5;66;03m# ввод оценок st_size студентов\u001b[39;00m\n\u001b[1;32m     29\u001b[0m     progress\u001b[38;5;241m.\u001b[39mappend(score) \u001b[38;5;66;03m# добавление оценок\u001b[39;00m\n\u001b[1;32m     30\u001b[0m \u001b[38;5;66;03m# создание экзепляра класса Student:\u001b[39;00m\n",
      "\u001b[0;31mValueError\u001b[0m: invalid literal for int() with base 10: ''"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Student:\n",
    "    def __init__(self,full_name=\"\", group_number=0, progress=[]): # конструктор\n",
    "        self.full_name = full_name # имя \n",
    "        self.group_number = group_number # номер группы \n",
    "        self.progress = progress # оценки\n",
    "\n",
    "    def __str__(self): # печатаемое представление экземпляра класса\n",
    "        txt = 'Студент: ' + self.full_name + ' Группа: ' + self.group_number\n",
    "        txt += ' Оценки:'\n",
    "        for x in self.progress:\n",
    "            txt += ' ' + str(x) # добавляем список оценок \n",
    "        return txt\n",
    "\n",
    "\n",
    "\n",
    "\n",
    "\n",
    "st_size = 5 # количество студенов\n",
    "students = [] # создание пустого списка\n",
    "for i in range(st_size): # цикл для ввода\n",
    "    print(\"Введите полное имя студента: \")\n",
    "    full_name = input() # ввод фамилии\n",
    "    print(\"Введите номер группы: \")\n",
    "    group_number = input() # ввод группы n=5\n",
    "    print('Введите ',n,' оценок в столбик: progress = []') # у каждого студента n оценок\n",
    "    for i in range(n):\n",
    "        score = int(input()) # ввод оценок st_size студентов\n",
    "        progress.append(score) # добавление оценок\n",
    "    # создание экзепляра класса Student:\n",
    "    st = Student(full_name, group_number, progress) \n",
    "    students.append(st) # добавление экземпляра в список\n",
    "\n",
    "print(\"Students list:\")\n",
    "for st in students: # вывод полного списка студентов\n",
    "    print(st)\n",
    "\n",
    "\n",
    "# сортировка по фамилии, ключ сортировки определяется функцией SortParam:\n",
    "students = sorted(students, key=lambda x: x.full_name)\n",
    "\n",
    "print(\"Sorted students:\")\n",
    "for st in students: # вывод отсортированного списка\n",
    "    print(st)\n",
    "\n",
    "print(\"bad students:\")\n",
    "n=0 # счетчик количества неуспевающих\n",
    "for st in students: #  вывод неуспевающих\n",
    "    for val in st.progress:\n",
    "        if val<3 : # есть плохая оценка\n",
    "            print(st) # выводим студента с плохой оцекой \n",
    "            n += 1\n",
    "            break\n",
    "if n == 0:\n",
    "    print(\"no matches were found.\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Класс «Паспорт»\n",
    "\n",
    "Класс `ForeignPassport` является производным от класса `Passport`. Метод `PrintInfo` существует в обоих классах. `PassportList` представляет собой список, содержащий объекты обоих классов. Вызов метода `PrintInfo` для каждого элемента списка демонстрирует его полиморфное поведение."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 10,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "\n",
      "Fullname:  Ivan   Ivanov\n",
      "Date of birth:  12.03.1967\n",
      "County:  Russia\n",
      "Passport number:  123456789\n",
      "Visa:  USA\n",
      "\n",
      "Fullname:  Иван   Иванов\n",
      "Date of birth:  12.03.1967\n",
      "County:  Россия\n",
      "Passport number:  45001432\n",
      "\n",
      "Fullname:  Peter   Smit\n",
      "Date of birth:  01.03.1990\n",
      "County:  USA\n",
      "Passport number:  21435688\n",
      "Visa:  Germany\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Passport():\n",
    "\n",
    "        def __init__(self, first_name, last_name, country, date_of_birth,numb_of_pasport):\n",
    "                self.first_name = first_name\n",
    "                self.last_name = last_name \n",
    "                self.date_of_birth = date_of_birth \n",
    "                self.country = country \n",
    "                self.numb_of_pasport = numb_of_pasport\n",
    "\n",
    "        def PrintInfo(self):\n",
    "                print(\"\\nFullname: \",self.first_name, \" \",self.last_name)\n",
    "                print(\"Date of birth: \",self.date_of_birth)\n",
    "                print(\"County: \",self.country)\n",
    "                print(\"Passport number: \",self.numb_of_pasport)\n",
    "\n",
    "class ForeignPassport(Passport):\n",
    "\n",
    "        def __init__(self, first_name, last_name, country, date_of_birth,numb_of_pasport,visa):\n",
    "                super().__init__(first_name, last_name, country, date_of_birth,numb_of_pasport)\n",
    "                self.visa = visa\n",
    "\n",
    "        def PrintInfo(self):\n",
    "                super().PrintInfo()\n",
    "                print(\"Visa: \",self.visa)\n",
    "\n",
    "PassportList=[]\n",
    "request = ForeignPassport('Ivan', 'Ivanov', 'Russia', '12.03.1967', '123456789', 'USA')\n",
    "PassportList.append(request)\n",
    "\n",
    "request = Passport('Иван', 'Иванов', 'Россия', '12.03.1967', '45001432')\n",
    "PassportList.append(request)\n",
    "\n",
    "request = ForeignPassport('Peter', 'Smit', 'USA', '01.03.1990', '21435688', 'Germany')\n",
    "PassportList.append(request)\n",
    "\n",
    "for emp in PassportList:\n",
    "   emp.PrintInfo()      "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Класс «Склад оргтехники»\n",
    "\n",
    "Классы `Printer`, `Scaner` и `Xerox` являются производными от класса `Equipment`. Метод `str()` перегружен только в классе `Printer`, для остальных используется метод из базового класса. Метод `action()` перегружен для всех производных классов. Вызов этих методов для каждого элемента списка демонстрирует их полиморфное поведение."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 11,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "На складе имеются:\n",
      "Mustek BearPow 1200CU 2010 Сканирует\n",
      "Xerox Phaser 3120 2019 Копирует\n",
      "hp 1200 Laser Jet 2018 Печатает\n",
      "\n",
      "На складе осталось:\n",
      "Mustek BearPow 1200CU 2010 Сканирует\n",
      "Xerox Phaser 3120 2019 Копирует\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Equipment:\n",
    "    def __init__(self, name, make, year):\n",
    "        self.name = name # производитель\n",
    "        self.make = make # модель\n",
    "        self.year = year # год выпуска\n",
    "    \n",
    "    def action(self):\n",
    "        return 'Не определено'\n",
    "    \n",
    "    def __str__(self):\n",
    "        return f'{self.name} {self.make} {self.year}'\n",
    "\n",
    "class Printer(Equipment):\n",
    "    def __init__(self, series, name, make, year):\n",
    "        super().__init__(name, make, year)\n",
    "        self.series = series # серия \n",
    "    \n",
    "    def __str__(self):\n",
    "        return f'{self.name} {self.series} {self.make} {self.year}' \n",
    "    \n",
    "    def action(self):\n",
    "        return 'Печатает'\n",
    "\n",
    "class Scaner(Equipment):\n",
    "    def __init__(self, name, make, year): \n",
    "        super().__init__(name, make, year)\n",
    "    \n",
    "    def action(self):\n",
    "        return 'Сканирует'\n",
    "    \n",
    "class Xerox(Equipment):\n",
    "    def __init__(self, name, make, year):\n",
    "        super().__init__(name, make, year)\n",
    "    \n",
    "    def action(self):\n",
    "        return 'Копирует'\n",
    "\n",
    "sklad = []\n",
    "# создаем объект сканер и добавляем\n",
    "scaner = Scaner('Mustek','BearPow 1200CU', 2010) \n",
    "sklad.append(scaner)\n",
    "# создаем объект ксерокс и добавляем\n",
    "xerox = Xerox('Xerox','Phaser 3120', 2019) \n",
    "sklad.append(xerox)\n",
    "# создаем объект принтер и добавляем\n",
    "printer = Printer(\"1200\",'hp', 'Laser Jet', 2018) \n",
    "sklad.append(printer)\n",
    "# выводим склад\n",
    "print(\"На складе имеются:\")\n",
    "for x in sklad:\n",
    "   print(x,end=' ')\n",
    "   print(x.action())\n",
    "# забираем со склада все принтеры\n",
    "for x in sklad:\n",
    "   if isinstance(x,Printer):\n",
    "      sklad.remove(x)\n",
    "# выводим склад\n",
    "print(\"\\nНа складе осталось:\")\n",
    "for x in sklad:\n",
    "   print(x,end=' ')\n",
    "   print(x.action())"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3.10.6 64-bit",
   "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": "3.10.6"
  },
  "orig_nbformat": 4,
  "vscode": {
   "interpreter": {
    "hash": "b0fa6594d8f4cbf19f97940f81e996739fb7646882a419484c72d19e05852a7e"
   }
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 2
}