Введение в ООП; классы; инкапсуляция

Не успели в 7 день

• itertools

Построение графиков в PyGame

• нарисуем ломаную

  • pygame.draw.lines()

  • например, график функции y = sqrt(x) или y = sin(x)

  • график 1:1px очень мелкий; особенно забавным получается sin(x)

    • нужно прибегать к масштабированию и смещению осей, т. е. экранных координат

• Напишем функцию scale(x,a,b,A,B), которая по числу x на отрезке a…b вычисляет число X на отрезке A…B, делящее этот отрезок в той же пропорции

  • (подсказка) scale(a,a,b,A,B) == A, scale(b,a,b,A,B) == B, scale((a+b)/2,a,b,A,B) == (A+B)/2

    • (спойлер!) вычесть начало старого отрезка (получится что-то от 0), поделить на длину отрезка (получится что-то от 0 до 1), умножить на длину нового отрезка, прибавить его начало

• Нарисовать sin(x) на отрезке a≤x≤b, 100 точек в графике, график растянут на всё окно

  •    1 # Ввести A и B,
       2 # Нарисовать график функции sin(x),
       3 # где A≤x≤B, 100 точек в графике
       4 # график должен помещаться во всё окно
       5 
       6 import pygame
       7 from math import *
       8 
       9 W, H = 320,200
      10 N = 100
      11 
      12 pygame.init()
      13 
      14 screen = pygame.display.set_mode((W,H))
      15 A, B = -3, 4
      16 X = [A+(B-A)*i/(N-1) for i in range(N)]
      17 Dots = [(x,sin(x)) for x in X]
      18 Graph = [ ((x-A)*W/(B-A), (y+1)*H/2) for x,y in Dots]
      19 pygame.draw.lines(screen, (255,255,0,255), False, Graph)
      20 
      21 while pygame.event.wait().type != pygame.QUIT:
      22     pygame.display.flip()
    

• Переписать предыдущее задание с использованием масштабирующей функции scale

• Попробовать при помощи scale уместить график в прямоугольник заданных размеров

  •    1 # переписать программу рисования синуса
       2 # с использованием функции масштабирования
       3 # scale(x,a,b,A,B), которая x из диапазона a…b превращает
       4 # в X из диапазона A…B
       5 # уместить график в заданный прямогугольник
       6 
       7 import pygame
       8 from math import *
       9 
      10 def scale(x,a,b,A,B):
      11     return (x-a)*(B-A)/(b-a)+A
      12 
      13 W, H = 320,200
      14 N = 100
      15 Grect = pygame.Rect(10,5,W-20,H-10)
      16 pygame.init()
      17 
      18 screen = pygame.display.set_mode((W,H))
      19 A, B = -3, 4
      20 X = [scale(i,0,N-1,A,B) for i in range(N)]
      21 Dots = [(x,sin(x)) for x in X]
      22 Graph = [(scale(x,A,B,Grect.left,Grect.right), scale(y,-1,1,Grect.top,Grect.bottom)) for x,y in Dots]
      23 pygame.draw.lines(screen, (255,255,0,255), False, Graph)
      24 
      25 while pygame.event.wait().type != pygame.QUIT:
      26     pygame.display.flip()
    

• К зачёту: Поправить пример:

  • добавить возможность таскать график мышью
  • добавить масштабирование колесом
  • нарисовать оси координат

    • оси координат должны всегда быть видны

Классы

• Можно почитать скетч про классы в Python3

• класс по имени someclass — это тоже такой объект

  • callable(someclass) == True

  • (type(some) is type) == True"

  • ...такой объект с полями

    • aka static class members в других языках

• класс можно инстанциировать — создать экземпляр класса, объект класса

  • a = someclass()

    • (type(a)) is someclass) == True

  • такой объект — не что иное, как пространство имён
    • TODO вспомним: а чем отличается от словаря?
  • к объекту можно добавлять поля, которых класс изначально не предусматривал

  • при обращении к callable-полям класса через объект мы получаем не само поле, а обёртку над ним, имеющую тип method:

    • def ff(...): ...

    • some.fn = ff

    • type(some.fn) is type(ff) == True

    • type(a.fn) is type(ff) == False

    • вызов метода a.fn(*args) аналогичен вызову функции-поля класса some.fn(a, *args)

• Некоторые методы и поля (вида __blabla__) имеют особенное значение

  • __init__(), aka конструктор

  • __class__ — тип объекта; класс, экземпляром которого он является

  • __str__() — преобразование в строку

  • __eq__() — операция сравнения (==)

    • 'запись на Python' a == 2 'эквивалентна записи' a.__eq__(2)

  • __add__() — операция сложения

  • тысячи их!

  • естественно, их можно переопределять (перегружать)

    • тем самым наделять различные конструкции языка смыслом

    • например, def __eq__(self, ob): ...

  • левые/правые операции

    • если a.__add__(b) возвращает NotImplemented, то Python пытается подставить b.__radd__(a)

• создать cписок из 10 экземпляров класса Square:

  • содержащего docstring, описывающий, что такое объект класса Square

  • содержащего pygame.Rect

  • с методом show(self, surface), рисующим квадрат на surface

  • с методом ID(self), выдающим строку с описанием объекта

  • содержащего информацию о цвете (pygame.Color)

  • задать каждому координаты, размер, цвет
  • нарисовать, пользуясь методами класса

       1 # создать класс Square, который должен
       2 # - содержать размер и координатвы (pygame.Rect)
       3 # - содержать цвет (pygame.Color)
       4 # - содержать метод show(self, surface) — нарисовать себя на surface
       5 # - содержать метод ID(self) — строка с описанием объекта
       6 # создать список из 10 таких прямоугольников, задать их координаты, размер и цвет
       7 # нарисовать все
       8 
       9 import pygame
      10 import random
      11 
      12 def randcolor():
      13     col = [random.randrange(100,255),random.randrange(0,255),random.randrange(0,100)]
      14     random.shuffle(col)
      15     return pygame.Color(*col)
      16 
      17 class Square:
      18     rect = pygame.Rect(0,0,0,0)
      19     color = pygame.Color(0,0,0,0)
      20     
      21     def show(self, surface):
      22         pygame.draw.rect(surface, self.color, self.rect)
      23         
      24     def ID(self):
      25         return "Square: {}/{}".format(self.rect, self.color)
      26         
      27 W, H = 320, 200
      28 pygame.init()
      29 screen = pygame.display.set_mode((W, H))
      30 
      31 SQS = [Square() for i in range(10)]
      32 for s in SQS:
      33     s.color = randcolor()
      34     s.rect = pygame.Rect(random.randrange(0, W-10),  random.randrange(0, H-10), 10, 10)
      35     
      36 for s in SQS:
      37     s.show(screen)
      38     
      39 while pygame.event.wait().type != pygame.QUIT:
      40     pygame.display.flip()
    

• реализовать класс Rect как Square:

  • поддержка сложения, ( вычитания, умножения на число)

    • pygame.Rect сами собой не складываются, надо выдумать для них сложение (например, результат — прямоугольник суммарного размера по координатам первого слагаемого)

    • pygame.Color при сложении довольно быстро дают белый, интереснее брать полусумму цветов (примерно так: self.color//pygame.Color(2,2,2,1)+other.color//pygame.Color(2,2,2,1))

    • при этом вместо двух старых образуется один новый, пока не останется один

  • отображение на экран

  • К зачёту: программа, которая умеет рисовать такие прямоугольники, таскать их по экрану и при переносе одного прямоугольника на другой складывает их