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wannacode

Instanzmethoden

Kurz gesagt: Eine Instanzmethode ist eine Funktion in der Klasse, deren erster Parameter self ist und die mit den Daten dieses Objekts arbeitet, und __str__ sagt, wie sich das Objekt selbst ausgibt.

Problem

Jeder hebt auf seine Art ab

Die Bank hat eine Klasse Account mit Inhaber und Kontostand. An zwei Stellen im Programm wird Geld abgehoben. Der Geldautomat prüft, ob genug Geld da ist. Die Kartenzahlung hat jemand anderes geschrieben, und sie prüft nicht:

account = Account("Maria", 100)


# Der Geldautomat prüft, ob genug Geld da ist.
if account.balance >= 70:
    account.balance -= 70


# Die Kartenzahlung hat jemand anderes geschrieben, und eine Prüfung gibt es nicht.
account.balance -= 50


print(account.balance)
Ausgabe
-20

Das Konto ist im Minus. Die Regel „Du kannst nicht mehr abheben, als du hast“ ist wichtig, aber sie steht (oder fehlt) an jeder Stelle, die abhebt, einzeln.

Die Idee

Methoden wohnen bei den Daten

Die Logik des Abhebens gehört zum Konto, also kommt sie in die Klasse Account. Eine Funktion, die in der Klasse steht, ist eine Methode des Objekts:

bank.py
class Account:
    def __init__(self, owner, balance):
        self.owner = owner
        self.balance = balance


    def deposit(self, amount):
        self.balance += amount


    def withdraw(self, amount):
        if amount <= self.balance:
            self.balance -= amount
        else:
            print(f"Nicht genug Geld: {self.owner}")




account = Account("Maria", 100)
account.withdraw(70)
account.withdraw(50)
account.deposit(20)
print(account.balance)
Ausgabe
Nicht genug Geld: Maria
50
  • Die Methode ist ein def, eingerückt in der Klasse. Ihr erster Parameter ist self, wie bei __init__.
  • Du rufst sie mit einem Punkt auf einem Objekt auf: account.withdraw(70), genau wie die Felder. Python setzt account selbst in self ein, also übergibst du nur den Betrag.
  • Innen ist self.balance der Kontostand dieses Kontos, des Objekts vor dem Punkt. Das self. ist Pflicht: Ohne es ist balance nicht das Feld.
  • Die Prüfung steht einmal da. Wer über die Methode abhebt, geht durch sie hindurch.

maria = Account("Maria", 100)
peter = Account("Peter", 40)
maria.withdraw(70)
peter.withdraw(70)
print(maria.balance, peter.balance)
Schritt für Schritt, in Worten
  1. Zwei Konten, zwei Objekte. Jedes hat seinen eigenen Kontostand.
  2. maria.withdraw(70): self bekommt einen Pfeil auf das Objekt vor dem Punkt.
  3. In der Methode ist self.balance der Kontostand von Maria: 100 - 70 = 30.
  4. Dieselbe Methode, ein anderes Objekt: Jetzt zeigt self auf Peter.
  5. 70 ist mehr als 40: Die Methode gibt eine Ablehnung aus, und der Kontostand von Peter bleibt gleich.
  6. Den Code der Methode gibt es einmal. Die Felder gehören dem Objekt, auf dem du sie aufrufst.

Die Kartenzahlung kann die Prüfung nicht mehr „vergessen“, wenn sie mit withdraw abhebt. Sie kann aber immer noch direkt ins Feld schreiben. Wie du das verhinderst, siehst du in der Lektion „Kapselung“.

Die Idee

Methode oder Funktion

Die Funktionen aus dem Modul „Funktionen“ stehen außerhalb der Klasse. Sie bekommen alles als Parameter und haben kein eigenes Objekt. Eine Methode arbeitet mit den Feldern des Objekts, auf dem sie aufgerufen wurde:

def apply_discount(price, percent):
    return price * (100 - percent) / 100




price = apply_discount(10, 10)
account.withdraw(70)

Eine Instanzmethode kannst du nicht über den Namen der Klasse aufrufen. Es ist nicht klar, von welchem Konto abgehoben werden soll:

Account.withdraw(70)
Fehler
TypeError: Account.withdraw() missing 1 required positional argument: 'amount'

70 ist in self gelandet, und für amount blieb nichts übrig. Tatsächlich ist account.withdraw(70) die Kurzform von Account.withdraw(account, 70): Das Objekt vor dem Punkt wird zum ersten Argument. Es gibt auch Methoden der Klasse selbst, ohne Objekt. Du siehst sie in der Lektion „Was alle Objekte teilen: Klassenattribute“.

Probier es aus

Wessen Konto?

Was gibt das Programm aus?

maria = Account("Maria", 100)
peter = Account("Peter", 40)
maria.deposit(30)
peter.withdraw(10)
print(maria.balance, peter.balance)
Antwort

Probier es aus

Finde den Fehler

account.withdraw(30) hält das Programm mit einem Fehler an. In welcher Zeile ist der Fehler?

Wähle die Zeile mit dem Fehler.

Die Idee

Eine Methode kann auch antworten

Eine Instanzmethode kann ein Ergebnis zurückgeben, genau wie die Funktionen aus dem Modul „Funktionen“. Ein Produkt kennt seinen Preis und seine Stückzahl, also kann es dir seine eigenen Kosten sagen:

class Product:
    # die Felder und der Konstruktor, wie vorher


    def total(self):
        return self.price * self.quantity




cart = [
    Product("Brot", 1.20, 2),
    Product("Milch", 2.10, 1),
    Product("Kaffee", 7.50, 1),
]
amount = 0
for p in cart:
    amount += p.total()
print(f"Gesamt: {amount} €")
Ausgabe
Gesamt: 12.0 €

Vergleich das mit der ersten Lektion des Moduls: Dort wurde die Summe in dem Code unter der Klasse aus den Feldern berechnet. Jetzt fragt dieser Code nur noch jedes Produkt. Kommt morgen ein Mengenrabatt dazu, änderst du nur total().

Die Idee

Wie sieht das Objekt als Text aus?

Wenn du ein Produkt direkt ausgibst, bekommst du etwas Nutzloses:

coffee = Product("Kaffee", 7.50, 1)
print(coffee)
Ausgabe
<__main__.Product object at 0x7f3a2c1b2d10>

Python gibt den Namen der Klasse und die Adresse des Objekts im Speicher aus, die bei jedem Start anders ist. Über das Produkt sagt das nichts.

Die Klasse kann sagen, wie sie angezeigt werden soll. Die Methode heißt __str__ und gibt Text zurück:

class Product:
    # die Felder und der Konstruktor, wie vorher


    def total(self):
        return self.price * self.quantity


    def __str__(self):
        return f"{self.name} x{self.quantity}: {self.total()} €"




coffee = Product("Kaffee", 7.50, 1)
bread = Product("Brot", 1.20, 2)
print(coffee)
print(f"Im Warenkorb: {bread}")
Ausgabe
Kaffee x1: 7.5 €
Im Warenkorb: Brot x2: 2.4 €

Du rufst sie nicht selbst auf. print(coffee) und der f-String f"Im Warenkorb: {bread}" rufen sie für dich auf, wenn das Objekt zu Text werden muss. Die zwei Unterstriche vorn und hinten bedeuten genau das: Die Methode ist für Python, und Python ruft sie im richtigen Moment von selbst auf, wie __init__ beim Erzeugen.

Mit + kannst du aber nur Text an Text hängen. "Im Warenkorb: " + bread bricht ab mit

Fehler
TypeError: can only concatenate str (not "Product") to str

Nimm einen f-String oder "Im Warenkorb: " + str(bread): Auch str() ruft __str__ auf.

Genauer, für Neugierige

Neben __str__ gibt es auch __repr__: den Text für den Programmierer. Eine Liste benutzt ihn, wenn du die Liste ausgibst, deshalb liefert print(cart) ohne __repr__ immer noch <__main__.Product object at …>. Nach der Abmachung sieht __repr__ aus wie der Code, der das Objekt erzeugt:

class Product:
    # die Felder und der Konstruktor, wie vorher


    def __repr__(self):
        return f'Product("{self.name}", {self.price}, {self.quantity})'




cart = [Product("Kaffee", 7.50, 1), Product("Brot", 1.20, 2)]
print(cart)
Ausgabe
[Product("Kaffee", 7.5, 1), Product("Brot", 1.2, 2)]

Probier es aus

Ein Buch in einem Satz

Was gibt das Programm aus?

class Book:
    def __init__(self, title, author):
        self.title = title
        self.author = author


    def __str__(self):
        return f"{self.title} von {self.author}"




book = Book("Der Zauberberg", "Thomas Mann")
print(f"Ich lese: {book}")
Antwort

Übung

Objekte, die etwas tun

Löse die Aufgaben in deinem Editor. Nimm die Klassen aus den früheren Lektionen und gib ihnen Methoden.

  1. Person: eine Methode introduce(), die Name und Alter ausgibt.
  2. SimpleCar: eine Methode accelerate(), die die Geschwindigkeit um 10 erhöht. Jetzt fasst der Code unter der Klasse die Geschwindigkeit nicht mehr direkt an.
  3. DanceMove: eine Methode perform(), die den Schritt „ausführt“.
  4. Book: eine Methode read(), die „Ich lese gerade [Titel] von [Autor]“ ausgibt.

Erzeuge von jeder Klasse ein Objekt und ruf seine Methoden auf:

Ausgabe
Hallo, ich bin Maria und bin 34 Jahre alt.
Geschwindigkeit nach dem Beschleunigen: 10
Ich tanze moonwalk für 5 Sekunden
Ich lese gerade Der Prozess von Franz Kafka

Übung

Ein Auto mit Tank

Eine Klasse Car mit Marke, Geschwindigkeit, Kraftstoff (in Litern) und Kilometerstand. Der Konstruktor bekommt Marke und Kraftstoff. Geschwindigkeit und Kilometerstand beginnen bei 0.

  • accelerate() erhöht die Geschwindigkeit um 10.
  • refuel(liters) tankt nach, aber in den Tank passen höchstens 50 Liter.
  • drive(distance) verbraucht 6 Liter auf 100 km und addiert die Strecke zum Kilometerstand. Reicht der Kraftstoff nicht, gibt die Methode eine Meldung aus, und das Auto fährt nicht.
  • __str__() gibt Marke, Kilometerstand und Kraftstoff zurück (den Kraftstoff mit einer Stelle nach dem Punkt: {self.fuel:.1f}).
Das Programm
car = Car("Toyota", 20)
car.accelerate()
car.accelerate()
print(f"Geschwindigkeit: {car.speed}")
car.drive(100)
print(car)
car.drive(300)
car.refuel(40)
print(car)
car.drive(300)
print(car)
Ausgabe
Geschwindigkeit: 20
Toyota: 100 km, 14.0 l
Nicht genug Kraftstoff für 300 km
Toyota: 100 km, 50.0 l
Toyota: 400 km, 32.0 l
Tipp: distance * 6 / 100. In Python gibt / immer eine Dezimalzahl, also bekommst du für 30 km 1,8 Liter.

Weitere Aufgaben

  • Rabatt. Gib Product eine Methode apply_discount(percent), die den Preis des Produkts senkt. Vergleich sie mit der Funktion aus dem Modul „Funktionen“, die einen neuen Preis zurückgegeben hat.
  • Ein Konto mit Verlauf. Gib Account einen Zähler für Vorgänge: Jede Einzahlung und jede erfolgreiche Abhebung erhöht ihn um 1. Eine Methode __str__() gibt Inhaber, Kontostand und Anzahl der Vorgänge zurück.

Test

Teste dich

1. Was macht maria.deposit(30)?
2. Was sieht eine Methode, das eine Funktion außerhalb der Klasse nicht sieht?
3. Warum bricht Account.withdraw(70) mit einem TypeError ab?
4. Wann ruft Python __str__ von selbst auf?

Erstellt von Ivo Gergov im Rahmen der Kampagne von Evo Tech für zugängliche Programmierausbildung ·