面向对象有限元编程|节点类
封装,继承和多态是面向对象的三大特征。封装封装(Encapsulation)包括两个层次的概念。第一个层次是将对象的属性和方法集中起来--即对象本身。第二个层次是隐藏类的内部数据,以避免外部代码(客户端代码)直接访问。许多编程语言允许自定义私有变量和私有方法,对象可以访问这些变量和方法,外部代码却不行。Python中所有的变量都是可以公开访问的,若在变量名称前加下划线,可以起到私有变量的作用。class RF def __init__(self): self._r = r#r相当于私有,外部不能访问 继承子女会从父母那里继承血型,肤色等特征。类似地,在创建类时,该类也可以从另一个类那里继承属性和方法。被继承的类称为父类,继承的类则被成为子类。这个过程称为继承(Inheritance)。编写有限元程序时,先创建一个抽象的节点类:class AbstractNode: def __init__ (self, id): self.id = id 然后其他的节点类可以从它这里继承,这样提高了代码的逻辑性,简洁性。比如创建一个桁架节点类,将抽象类的id属性继承过来,在此基础上扩展。class TrussNode2D( AbstractNode ): def __init__ (self, id, coord_X, coord_Y, RX, RY, fx, fy): super().__init__(id) self.coord_X = coord_X #X坐标 self.coord_Y = coord_Y #Y坐标 self.RX = RX #X约束 self.RY = RY #Y约束 self.fx = fx #X节点力 self.fy = fy #Y节点力 还可以将约束和节点力单独定义为类:#include "AbstractNode.h"#include "TrussRestrain.h"#include "TrussNodeForce.h"class TrussNode : public AbstractNode{protected: size_t id; double coordX, coordY; TrussRestrain nodeRestrain; TrussNodeForce nodeForce;public: TrussNode() = default; TrussNode(size_t id_, double x_, double y_, int rx, int ry, double fx_, double fy_) : id{ id_ }, coordX{ x_ }, coordY{ y_ }, nodeRestrain{ rx, ry }, nodeForce{ fx_, fy_ } { } virtual ~TrussNode() = default; double getCoordX() const { return coordX; } double getCoordY() const { return coordY; } size_t getID() const { return id; } void setCoordX(int x_) { coordX = x_; } void setCoordY(int y_) { coordY = y_; } size_t getNodeRX() const { return nodeRestrain.getRX(); } size_t getNodeRY() const { return nodeRestrain.getRY(); } void setNodeRX(int x_) { nodeRestrain.setRX(x_); } void setNodeRY(int y_) { nodeRestrain.setRY(y_); } double getNodeFx() const { return nodeForce.getFx(); } double getNodeFy() const { return nodeForce.getFy(); }}; 多态多态(Polymorphism)指的是“为不同数据类型”提供相关接口,即函数或者方法。下面就是一个多态的实例:print为字符串、整数和浮点数这3种数据类型提供了相同的接口。print("hello world!")print(2)print(3.14) 如果一个有限元模型包含多种的节点和单元,则考虑多态。以后再谈。来源:数值分析与有限元编程