继承、运算符重载与模块 · 个人项目 B 启动

本次目标

• 用继承和多态组织一组相关的类
• 通过特殊方法让自己的类融入 Python 的语法
• 把代码拆成模块，用 if __name__ == "__main__": 守住入口
• 启动个人项目 B

题目

10-1 图形家族

写一个 Shape 基类和三个子类：

class Shape:
    def area(self) -> float: ...          # 基类抛 NotImplementedError
    def name(self) -> str: ...            # 返回类名

class Circle(Shape):    def __init__(self, r: float) -> None: ...
class Rectangle(Shape): def __init__(self, w: float, h: float) -> None: ...
class Triangle(Shape):  def __init__(self, a: float, b: float, c: float) -> None: ...

三角形用海伦公式算面积。再写一个模块级函数：

def total_area(shapes: list[Shape]) -> float: ...

10-2 账户继承

在 L9 的 BankAccount 基础上，写两个子类：

• SavingsAccount：多一个 interest_rate，有 add_interest() 方法
• CheckingAccount：允许透支到 -overdraft_limit

两个子类的 __init__ 都要用 super().__init__(...)。CheckingAccount 要重写 withdraw。

在提交说明里回答：CheckingAccount.withdraw 里你调用 super().withdraw() 了吗？为什么？

10-3 Money 类

实现一个 Money 类，内部用整数分存储（L2 讲过为什么不能用浮点数存钱）：

class Money:
    def __init__(self, yuan: float) -> None: ...   # 转成分存
    def __repr__(self) -> str: ...                 # 如 Money(12.50)
    def __add__(self, other: "Money") -> "Money": ...
    def __sub__(self, other: "Money") -> "Money": ...
    def __eq__(self, other: object) -> bool: ...
    def __lt__(self, other: "Money") -> bool: ...

要求这些都能正常工作：

Money(10.50) + Money(0.25)          # Money(10.75)
sorted([Money(3), Money(1), Money(2)])
Money(0.1) + Money(0.2) == Money(0.3)   # 必须是 True

10-4 可迭代的容器

实现一个 Deck 类表示一副扑克牌（52 张，不含大小王）：

class Deck:
    def __init__(self) -> None: ...
    def __len__(self) -> int: ...
    def __getitem__(self, i: int) -> str: ...
    def __contains__(self, card: str) -> bool: ...
    def shuffle(self) -> None: ...
    def deal(self, n: int) -> list[str]: ...    # 发 n 张，从牌堆移除

牌面表示自定（比如 "红桃A" 或 "AH"），在提交说明里说明你的表示法。

实现了 __getitem__ 之后，下面这些都应该能用：

len(deck)
deck[0]
"红桃A" in deck
for card in deck: ...

10-5 拆成模块

把 10-1 到 10-4 的代码整理成三个文件：

shapes.py      # 10-1
accounts.py    # 10-2
cards.py       # 10-3、10-4
main.py        # 演示，import 上面三个

每个模块都要有：

• 文件顶部的模块文档字符串
• if __name__ == "__main__": 块，里面放该模块的自测代码

然后验证：运行 python3 main.py 时，三个模块的自测代码不应该被执行。 把验证过程写在提交说明里。

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个人项目 B：任意精度整数运算

占总成绩 7.5% 截止：两周后的周日 23:59

背景

L2 说过 Python 的整数没有上限——2 ** 2000 能直接算出来。但大多数语言做不到，它们的整数有固定位数。

Python 是怎么做到的？答案是：用一个数组存下每一位，自己实现加减乘。这个项目就是让你造一遍这个轮子。

要求

实现一个 BigInt 类，内部不能使用 Python 的大整数运算——也就是说，你不能把两个数转成 int 相加再转回来。

class BigInt:
    def __init__(self, value: str) -> None:
        """从十进制字符串构造，如 BigInt("123456789012345678901234567890")。
        要支持前导负号。"""

    def __repr__(self) -> str: ...
    def __str__(self) -> str: ...
    def __eq__(self, other: object) -> bool: ...
    def __lt__(self, other: "BigInt") -> bool: ...
    def __add__(self, other: "BigInt") -> "BigInt": ...
    def __sub__(self, other: "BigInt") -> "BigInt": ...
    def __mul__(self, other: "BigInt") -> "BigInt": ...

分项

必须处理的边界

• BigInt("0")，以及结果为 0 的运算
• 前导零：BigInt("00123") 应等于 BigInt("123")
• 负数：加减乘的符号规则
• 不等长的两个数相加相减
• 减法结果为负：BigInt("5") - BigInt("8")

报告要求

不超过一页，回答三个问题：

1. 你的内部表示是什么？ 每一位存一个数字，还是每格存多位？为什么这么选？
2. 符号是怎么处理的？ 你把符号单独存了，还是让每一位带符号？加减法的符号规则你是怎么理清的？
3. 你怎么测试的？ 具体说明你用了哪些边界用例，以及有没有用随机对拍。

提交前自查

• 10-1 到 10-4 所有类和方法都有类型提示
• 10-3 的 Money(0.1) + Money(0.2) == Money(0.3) 为 True
• 10-4 的 for card in deck 能用
• 10-5 验证了自测代码没有被 import 触发
• 项目 B：五类边界都测过
• 项目 B：报告三个问题都回答了
• AI 使用声明写了