讨论 7 | CS 61A 2024 春季
讨论 7：面向对象编程
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开始
先说说你的名字，除了 CS 61A 之外还在上的其他课，以及你练习过一段时间的东西，比如乐器、杂耍或者武术。你们小组的成员之间有什么共同的兴趣吗？
Q1：抽牌
draw 函数接受一个列表 hand 和一个唯一的非负整数列表 positions，这些整数都小于 hand 的长度。 它会删除 positions 中每个 p 对应的 hand[p] 元素，并按照这些元素在 hand 中出现的顺序返回一个列表 (而非 positions 中的顺序)。
请用以下名称之一填空：list、map、filter、reverse、reversed、sort、sorted、append、insert、index、remove、pop、zip 或 sum。 有关这些操作的描述，请参阅内置函数和列表方法文档。
讨论时间：在开始编写代码之前，小组一起讨论一下，你们打算用什么方法来确保正确地删除和返回卡牌。 尽量避免盲目猜测和尝试！ 讨论的目的是让大家在没有解释器帮助的情况下，尝试解决问题。
你的答案
在 61A 代码中运行
解决方案
def draw(hand, positions):
"""Remove and return the items at positions from hand.
>>> hand = ['A', 'K', 'Q', 'J', 10, 9]
>>> draw(hand, [2, 1, 4])
['K', 'Q', 10]
>>> hand
['A', 'J', 9]
"""
return list(reversed( [hand.pop(i) for i in reversed(sorted(positions))] ))
对于列表 s 和整数 i，s.pop(i) 会返回并删除列表中第 i 个元素。 这会改变其后所有元素的位置 (索引)，但不会影响之前元素的位置。
Aced it? 做得好！给自己鼓掌！
面向对象编程
定义新类的一个有效方法是，先确定每个对象应该有哪些实例属性，以及每个类应该有哪些类属性。 首先，描述每个属性的类型以及它将如何使用，然后尝试根据这些属性实现类的方法。
Q2：键盘
概述：键盘为字母表的每个字母都有一个按钮。 当按下按钮时，它通过调用一个 output 函数（例如 print）来输出其字母。 字母是大写还是小写，取决于大写锁定键 (Caps Lock) 被按下的次数。
首先，实现 Button 类，该类接受一个小写 letter（一个字符串）和一个单参数 output 函数，例如 Button('c', print)。
Button 类的 press 方法会调用其 output 属性 (一个函数)，并将 letter 属性作为参数传入。 如果 caps_lock 键被按了奇数次，则传入大写字母，否则传入小写字母。 press 方法还会递增 pressed 并返回被按下的键。 提示：'hi'.upper() 的计算结果为 'HI'。
其次，实现 Keyboard 类。 Keyboard 有一个名为 keys 的字典，其中包含 Button（以其 letter 作为其键），用于 LOWERCASE_LETTERS 中的每个字母。 它还有一个字母列表 typed，它可能是大写和小写字母的混合。
type 方法接受一个仅包含小写字母的字符串 word。 对于 word 中的每个字母，它会调用 keys 字典中对应 Button 对象的 press 方法。 每次调用都会将一个字母 (大写或小写，取决于 caps_lock 的状态) 添加到 Keyboard 对象的 typed 列表中。 重要提示：不要在 type 的实现中使用 upper 或 letter； 只需调用 press 即可。
阅读 doctest 并讨论：
- 为什么可以连续使用
.press().press().press()来重复按一个按钮。 - 为什么重复按一个按钮有时只在一行上打印，有时打印多行。
- 为什么最后
bored.typed这个列表里会有 10 个元素。 讨论环节：在开始写代码之前，先讨论一下每个属性的类型和用途。Button类的letter和output属性将如何使用？Keyboard类的typed和keys属性将如何使用？每次按下keys里的Button，新字母是如何添加到typed列表中的？不明白就问助教！一旦大家都理解了这些问题，你们就可以尝试一起编写代码了。
你的答案
在 61A 代码编辑器中运行
解决方案
LOWERCASE_LETTERS = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
class CapsLock:
def __init__(self):
self.pressed = 0
def press(self):
self.pressed += 1
class Button:
"""A button on a keyboard.
>>> f = lambda c: print(c, end='') # The end='' argument avoids going to a new line
>>> k, e, y = Button('k', f), Button('e', f), Button('y', f)
>>> s = e.press().press().press()
eee
>>> caps = Button.caps_lock
>>> t = [x.press() for x in [k, e, y, caps, e, e, k, caps, e, y, e, caps, y, e, e]]
keyEEKeyeYEE
>>> u = Button('a', print).press().press().press()
A
A
A
"""
caps_lock = CapsLock()
def __init__(self, letter, output):
assert letter in LOWERCASE_LETTERS
self.letter = letter
self.output = output
self.pressed = 0
def press(self):
"Call output on letter (maybe uppercased), then return the button that was pressed."
self.pressed += 1
if self.caps_lock.pressed % 2 == 1:
self.output(self.letter.upper())
else:
self.output(self.letter)
return self
class Keyboard:
"""A keyboard.
>>> Button.caps_lock.pressed = 0 # Reset the caps_lock key
>>> bored = Keyboard()
>>> bored.type('hello')
>>> bored.typed
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
>>> bored.keys['l'].pressed
2
>>> Button.caps_lock.press()
>>> bored.type('hello')
>>> bored.typed
['h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'H', 'E', 'L', 'L', 'O']
>>> bored.keys['l'].pressed
4
"""
def __init__(self):
self.typed = []
self.keys = {c: Button(c, self.typed.append) for c in LOWERCASE_LETTERS}
def type(self, word):
"Press the button for each letter in word."
assert all([w in LOWERCASE_LETTERS for w in word]), 'word must be all lowercase'
for w in word:
self.keys[w].press()
先小组讨论，确定需要提示了再看。
因为 self.letter 总是小写，所以用 self.letter.upper() 来得到大写版本。
caps_lock 的按下次数可以用 self.caps_lock.pressed 或者 Button.caps_lock.pressed 来表示。
output 属性是一个可以被调用的函数，例如 self.output(self.letter) 或 self.output(self.letter.upper())。这里不需要返回结果，最后返回 self 是为了返回被按下的按钮对象。
可以用字典推导式来创建 keys：self.keys = {c: Button(c, ...) for c in LETTERS}。调用 Button 时，需要传入 c 和一个能将输出附加到 self.typed 的函数。这样，每次按下按键，就会将一个字母添加到 Keyboard 的 self.typed 列表中。
对于 word 里的每个字母 w，调用 self.key[w] 的 press 方法。请确保在调用 press 之前，Button 已经在 Keyboard.__init__ 方法中被正确设置，能够将输出添加到 Keyboard 的 typed 列表里。
展示环节：不要只是阅读你的代码，而是说它做了什么（例如，“当键盘的按钮被按下时……”）。一句话就足以描述如何将新字母添加到 typed。准备好后，向 #discuss-queue 频道发送一条带有 @discuss 标签、你的讨论小组编号和消息“Put it on our tab!”的消息，课程工作人员将加入你的语音频道，听取你的描述并提供反馈。
Q3: Bear
实现 SleepyBear 和 WinkingBear 类，以便调用它们的 print 方法与 doctest 匹配。使用尽可能少的代码，尽量不要重复 Eye 或 Bear 中的任何逻辑。每个空白处只能填写两行简短的代码。
在编写代码之前，讨论一下 SleepyBear 和 Bear 有什么不同。使用继承时，你只需要实现基类和子类之间的差异。然后，讨论一下 WinkingBear 和 Bear 有什么不同。你能想到一种让熊眨眼的方法，而无需重新实现 print 吗？
你的答案 在 61A 代码中执行
答案
class Eye:
"""An eye.
>>> Eye().draw()
'•'
>>> print(Eye(False).draw(), Eye(True).draw())
• -
"""
def __init__(self, closed=False):
self.closed = closed
def draw(self):
if self.closed:
return '-'
else:
return '•'
class Bear:
"""A bear.
>>> Bear().print()
ʕ •ᴥ•ʔ
"""
def __init__(self):
self.nose_and_mouth = 'ᴥ'
def next_eye(self):
return Eye()
def print(self):
left, right = self.next_eye(), self.next_eye()
print('ʕ ' + left.draw() + self.nose_and_mouth + right.draw() + 'ʔ')
class SleepyBear(Bear):
"""A bear with closed eyes.
>>> SleepyBear().print()
ʕ -ᴥ-ʔ
"""
def next_eye(self):
return Eye(True)
class WinkingBear(Bear):
"""A bear whose left eye is different from its right eye.
>>> WinkingBear().print()
ʕ -ᴥ•ʔ
"""
def __init__(self):
super().__init__()
self.eye_calls = 0
def next_eye(self):
self.eye_calls += 1
return Eye(self.eye_calls % 2)
实现一个 next_eye 方法，该方法返回一个关闭的 Eye 实例。
让熊眨眼的一种方法是使用新的实例属性来跟踪 next_eye 方法被调用的次数，如果 next_eye 被调用了偶数次，则返回一个关闭的眼睛。
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