Python面向对象特性

落日映苍穹つ 2024-04-07 11:31 88阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1 面向对象之继承
 *   *  1.1 继承的概念
     *  1.2 单继承
     *  1.3 多继承
     *  1.4 子类重写父类同名方法和属性
     *  1.5 子类调用父类的同名方法和属性
     *  1.6 多层继承
     *  1.7 super()调用父类方法
     *  1.8 私有权限
     *   *  1.8.1 定义私有属性和方法
         *  1.8.2 获取和修改私有属性值
 *  2 面向对象-其他
 *   *  2.1 面向对象三大特性
     *  2.2 多态
     *   *  2.2.1 了解多态
         *  2.2.2 体验多态
     *  2.3 类属性和实例属性
     *   *  2.3.1 类属性
         *   *  2.3.1.1 设置和访问类属性
             *  2.3.1.2 修改类属性
         *  2.3.2 实例属性
     *  2.4 类方法和静态方法
     *   *  2.4.1 类方法
         *   *  2.4.1.1 类方法特点
             *  2.4.1.2 类方法使用场景
         *  2.4.2 静态方法
         *   *  2.4.2.1 静态方法特点
             *  2.4.2.2 静态方法使用场景

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## 1 面向对象之继承 ##

### 1.1 继承的概念 ###

生活中的继承，一般指的是子女继承⽗辈的财产。

`拓展1：经典类或旧式类`  
不由任意内置类型派生出的类，称之为经典类。

class 类名:
        代码
        ......

`拓展2：新式类`

class 类名(object):
        代码

Python面向对象的继承指的是多个类之间的所属关系，即子类默认继承⽗类的所有属性和方法，具体如下：

# ⽗类A
    class A(object):
        def __init__(self):
            self.num = 1
        def info_print(self):
            print(self.num)
     
    # 子类B
    class B(A):
        pass
     
    result = B()
    result.info_print() # 1

> 在Python中，所有类默认继承object类，object类是顶级类或基类；其他子类叫做派生类。

### 1.2 单继承 ###

故事主线：一个煎饼果子⽼师傅，在煎饼果子界摸爬滚打多年，研发了一套精湛的摊煎饼果子的技术。师⽗要把这套技术传授给他的唯一的最得意的徒弟。

分析：徒弟是不是要继承师⽗的所有技术？

# 1. 师⽗类
    class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    # 2. 徒弟类
    class Prentice(Master):
        pass
     
    # 3. 创建对象daqiu
    daqiu = Prentice()
    # 4. 对象访问实例属性
    print(daqiu.kongfu) 
     
    # 5. 对象调用实例方法
    daqiu.make_cake()

### 1.3 多继承 ###

故事推进：daqiu是个爱学习的好孩子，想学习更多的煎饼果子技术，于是，在百度搜索到程序员，报班学习煎饼果子技术。

所谓多继承意思就是一个类同时继承了多个⽗类。

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    # 创建学校类
    class School(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class Prentice(School, Master):
       pass
     
    daqiu = Prentice()
    print(daqiu.kongfu)
    daqiu.make_cake()

> 注意：当一个类有多个⽗类的时候，默认使用第一个⽗类的同名属性和方法。

### 1.4 子类重写父类同名方法和属性 ###

故事：daqiu掌握了师父和培训的技术后，自己潜心钻研出自己的独门配方的一套全新的煎饼果子技术。

> 子类和⽗类具有同名属性和方法，默认使用子类的同名属性和方法。

### 1.5 子类调用父类的同名方法和属性 ###

故事：很多顾客都希望也能吃到古法和oldlu的技术的煎饼果子。

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
        print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class School(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class Prentice(School, Master):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            # 如果是先调用了⽗类的属性和方法，⽗类属性会覆盖子类属性，故在调用属性前，先调用自己子类的初始化
            self.__init__()
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
        # 调用⽗类方法，但是为保证调用到的也是⽗类的属性，必须在调用方法前调用⽗类的初始化
        def make_master_cake(self):
            Master.__init__(self)
            Master.make_cake(self)
     
        def make_school_cake(self):
            School.__init__(self)
            School.make_cake(self)
     
    daqiu = Prentice()
     
    daqiu.make_cake()
     
    daqiu.make_master_cake()
     
    daqiu.make_school_cake()
     
    daqiu.make_cake()

### 1.6 多层继承 ###

故事：N年后，daqiu⽼了，想要把所有技术传承给自己的徒弟。

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class School(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class Prentice(School, Master):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            self.__init__()
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
        def make_master_cake(self):
            Master.__init__(self)
            Master.make_cake(self)
     
        def make_school_cake(self):
            School.__init__(self)
            School.make_cake(self)
     
    # 徒孙类
    class Tusun(Prentice):
        pass
     
    xiaoqiu = Tusun()
     
    xiaoqiu.make_cake()
     
    xiaoqiu.make_school_cake()
     
    xiaoqiu.make_master_cake()

### 1.7 super()调用父类方法 ###

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class School(Master):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
            # 方法2.1
            # super(School, self).__init__()
            # super(School, self).make_cake()
            
            # 方法2.2
            super().__init__()
            super().make_cake()
     
    class Prentice(School):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[独创煎饼果子技术]'
        
        def make_cake(self):
            self.__init__()
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
        # 子类调用⽗类的同名方法和属性：把⽗类的同名属性和方法再次封装
        def make_master_cake(self):
            Master.__init__(self)
            Master.make_cake(self)
     
        def make_school_cake(self):
            School.__init__(self)
            School.make_cake(self)
     
        # 一次性调用⽗类的同名属性和方法
        def make_old_cake(self):
            # 方法一：代码冗余；⽗类类名如果变化，这里代码需要频繁修改
            # Master.__init__(self)
            # Master.make_cake(self)
            # School.__init__(self)
            # School.make_cake(self)
            # 方法二: super()
            # 方法2.1 super(当前类名, self).函数()
            # super(Prentice, self).__init__()
            # super(Prentice, self).make_cake()
            # 方法2.2 super().函数()
            super().__init__()
            super().make_cake()
     
    daqiu = Prentice()
     
    daqiu.make_old_cake()

> 注意：使用super() 可以自动查找⽗类。调用顺序遵循 **mro** 类属性的顺序。比较适合单继承使用。

### 1.8 私有权限 ###

#### 1.8.1 定义私有属性和方法 ####

在Python中，可以为实例属性和方法设置私有权限，即设置某个实例属性或实例方法不继承给子类。

故事：daqiu把技术传承给徒弟的同时，不想把自己的钱(2000000个亿)继承给徒弟，这个时候就要为 钱 这个实例属性设置私有权限。

设置私有权限的方法：在属性名和方法名 前面 加上两个下划线 \_\_。

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class School(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class Prentice(School, Master):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
            # 定义私有属性
            self.__money = 2000000
        
        # 定义私有方法
        def __info_print(self):
            print(self.kongfu)
            print(self.__money)
     
        def make_cake(self):
            self.__init__()
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
        def make_master_cake(self):
            Master.__init__(self)
            Master.make_cake(self)
     
        def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)
     
    # 徒孙类
    class Tusun(Prentice):
        pass
     
    daqiu = Prentice()
    # 对象不能访问私有属性和私有方法
    # print(daqiu.__money)
    # daqiu.__info_print()
     
    xiaoqiu = Tusun()
    # 子类无法继承⽗类的私有属性和私有方法
    # print(xiaoqiu.__money) # 无法访问实例属性__money
    # xiaoqiu.__info_print()

> 注意：私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改。

#### 1.8.2 获取和修改私有属性值 ####

在Python中，一般定义函数名 get\_xx 用来获取私有属性，定义 set\_xx 用来修改私有属性值。

class Master(object):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
        
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class School(object): 
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
     
        def make_cake(self):
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
    class Prentice(School, Master):
        def __init__(self):
            self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
            self.__money = 2000000
        
        # 获取私有属性
        def get_money(self):
            return self.__money
        
        # 修改私有属性
        def set_money(self):
            self.__money = 500
     
        def __info_print(self):
            print(self.kongfu)
            print(self.__money)
        
        def make_cake(self):
            self.__init__()
            print(f'运用{
          self.kongfu}制作煎饼果子')
     
        def make_master_cake(self):
            Master.__init__(self)
            Master.make_cake(self)
        
        def make_school_cake(self):
            School.__init__(self)
            School.make_cake(self)
        
    # 徒孙类
    class Tusun(Prentice):
        pass
     
    daqiu = Prentice()
     
    xiaoqiu = Tusun()
    # 调用get_money函数获取私有属性money的值
    print(xiaoqiu.get_money())
    # 调用set_money函数修改私有属性money的值
    xiaoqiu.set_money()
    print(xiaoqiu.get_money())

## 2 面向对象-其他 ##

### 2.1 面向对象三大特性 ###

*  封装
    
     *  将属性和方法书写到类的里面的操作即为封装
     *  封装可以为属性和方法添加私有权限
 *  继承
    
     *  子类默认继承⽗类的所有属性和方法
     *  子类可以重写⽗类属性和方法
 *  多态
    
     *  传入不同的对象，产生不同的结果

### 2.2 多态 ###

#### 2.2.1 了解多态 ####

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）。

*  定义：多态是一种使用对象的方式，子类重写⽗类方法，调用不同子类对象的相同⽗类方法，可以产生不同的执行结果
 *  好处：调用灵活，有了多态，更容易编写出通用的代码，做出通用的编程，以适应需求的不断变化！
 *  实现步骤：
    
     *  定义⽗类，并提供公共方法
     *  定义子类，并重写⽗类方法
     *  传递子类对象给调用者，可以看到不同子类执行效果不同

#### 2.2.2 体验多态 ####

class Dog(object):
        def work(self): # ⽗类提供统一的方法，哪怕是空方法
            print('指哪打哪...')
     
    class ArmyDog(Dog): # 继承Dog类
        def work(self): # 子类重写⽗类同名方法
            print('追击敌人...')
     
    class DrugDog(Dog):
        def work(self):
            print('追查毒品...')
     
    class Person(object):
        def work_with_dog(self, dog): # 传入不同的对象，执行不同的代码，即不同的work函数
            dog.work()
     
    ad = ArmyDog()
    dd = DrugDog()
     
    daqiu = Person()
    daqiu.work_with_dog(ad)
    daqiu.work_with_dog(dd)

### 2.3 类属性和实例属性 ###

#### 2.3.1 类属性 ####

##### 2.3.1.1 设置和访问类属性 #####

*  类属性就是 类对象 所拥有的属性，它被 该类的所有实例对象 所共有。
 *  类属性可以使用 类对象 或 实例对象 访问。

class Dog(object):
        tooth = 10
     
    wangcai = Dog()
    xiaohei = Dog()
     
    print(Dog.tooth) # 10
    print(wangcai.tooth) # 10
    print(xiaohei.tooth) # 10

> 类属性的优点
> 
>  *  类的实例 记录的某项数据 始终保持一致时，则定义类属性。
>  *  实例属性 要求 每个对象 为其 单独开辟一份内存空间 来记录数据，而 类属性 为全类所共有，仅占用一份内存，更加节省内存空间。

##### 2.3.1.2 修改类属性 #####

类属性只能通过类对象修改，不能通过实例对象修改，如果通过实例对象修改类属性，表示的是创建了一个实例属性。

class Dog(object):
        tooth = 10
     
    wangcai = Dog()
    xiaohei = Dog()
     
    # 修改类属性
    Dog.tooth = 12
    print(Dog.tooth) # 12
    print(wangcai.tooth) # 12
    print(xiaohei.tooth) # 12
     
    # 不能通过对象修改属性，如果这样操作，实则是创建了一个实例属性
    wangcai.tooth = 20
    print(Dog.tooth) # 12
    print(wangcai.tooth) # 20
    print(xiaohei.tooth) # 12

#### 2.3.2 实例属性 ####

class Dog(object):
        def __init__(self):
            self.age = 5
        def info_print(self):
            print(self.age)
     
    wangcai = Dog()
    print(wangcai.age) # 5
    # print(Dog.age) # 报错：实例属性不能通过类访问
    wangcai.info_print() # 5

### 2.4 类方法和静态方法 ###

#### 2.4.1 类方法 ####

##### 2.4.1.1 类方法特点 #####

*  第一个形参是类对象的方法
 *  需要用装饰器 @classmethod 来标识其为类方法，对于类方法，第一个参数必须是类对象，一般以 `cls` 作为第一个参数。

##### 2.4.1.2 类方法使用场景 #####

*  当方法中 需要使用类对象 (如访问私有类属性等)时，定义类方法
 *  类方法一般和类属性配合使用

class Dog(object):
        __tooth = 10
        
        @classmethod
        def get_tooth(cls):
            return cls.__tooth
     
    wangcai = Dog()
    result = wangcai.get_tooth()
    print(result) # 10

#### 2.4.2 静态方法 ####

##### 2.4.2.1 静态方法特点 #####

*  需要通过装饰器 @staticmethod 来进行修饰，静态方法既不需要传递类对象也不需要传递实例对象（形参没有self/cls）。
 *  静态方法 也能够通过 实例对象 和 类对象 去访问。

##### 2.4.2.2 静态方法使用场景 #####

*  当方法中 既不需要使用实例对象(如实例对象，实例属性)，也不需要使用类对象 (如类属性、类方法、创建实例等)时，定义静态方法
 *  取消不需要的参数传递，有利于 减少不必要的内存占用和性能消耗

class Dog(object):
        @staticmethod
        def info_print():
            print('这是一个狗类，用于创建狗实例....')
     
    wangcai = Dog()
    # 静态方法既可以使用对象访问又可以使用类访问
    wangcai.info_print()
    Dog.info_print()