python 之面向对象基础语法和案例

忘是亡心i 2021-09-04 09:54 331阅读 0赞

## 目标 ##

*  `dir` 内置函数
 *  定义简单的类(只包含方法)
 *  方法中的 `self` 参数
 *  初始化方法
 *  内置方法和属性

## 01. `dir` 内置函数(知道) ##

*  在 `Python` 中 **对象几乎是无所不在的**，我们之前学习的 **变量**、**数据**、**函数** 都是对象

在 `Python` 中可以使用以下两个方法验证：

1.  在 **标识符** / **数据** 后输入一个 `.`，然后按下 `TAB` 键，`iPython` 会提示该对象能够调用的 **方法列表**
2.  使用内置函数 `dir` 传入 **标识符** / **数据**，可以查看对象内的 **所有属性及方法**

**提示** `__方法名__` 格式的方法是 `Python` 提供的 **内置方法 / 属性**，稍后会给大家介绍一些常用的 内置方法 / 属性

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">序号</th> 
   <th align="center">方法名</th> 
   <th align="center">类型</th> 
   <th align="left">作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">01</td> 
   <td align="center"><code>__new__</code></td> 
   <td align="center">方法</td> 
   <td align="left"><strong>创建对象</strong>时，会被 <strong>自动</strong> 调用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">02</td> 
   <td align="center"><code>__init__</code></td> 
   <td align="center">方法</td> 
   <td align="left"><strong>对象被初始化</strong>时，会被 <strong>自动</strong> 调用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">03</td> 
   <td align="center"><code>__del__</code></td> 
   <td align="center">方法</td> 
   <td align="left"><strong>对象被从内存中销毁</strong>前，会被 <strong>自动</strong> 调用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">04</td> 
   <td align="center"><code>__str__</code></td> 
   <td align="center">方法</td> 
   <td align="left">返回<strong>对象的描述信息</strong>，<code>print</code> 函数输出使用</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**提示** 利用好 `dir()` 函数，在学习时很多内容就不需要死记硬背了

## 02. 定义简单的类(只包含方法) ##

> **面向对象** 是 **更大** 的 **封装**，在 **一个类中 封装 多个方法**，这样 **通过这个类创建出来的对象，就可以直接调用这些方法了**！

### 2.1 定义只包含方法的类 ###

*  在 `Python` 中要定义一个只包含方法的类，语法格式如下：

class 类名:
    
     def 方法1(self, 参数列表):
     pass
     
     def 方法2(self, 参数列表):
     pass

*  **方法** 的定义格式和之前学习过的**函数** 几乎一样
 *  区别在于第一个参数必须是 `self`，大家暂时先记住，稍后介绍 `self`

> 注意：**类名** 的 命名规则 要符合 **大驼峰命名法**

### 2.2 创建对象 ###

*  当一个类定义完成之后，要使用这个类来创建对象，语法格式如下：

对象变量 = 类名()

### 2.3 第一个面向对象程序 ###

**需求**

*  **小猫** 爱 **吃** 鱼，**小猫** 要 **喝** 水

**分析**

1.  定义一个猫类 `Cat`
2.  定义两个方法 `eat` 和 `drink`
3.  按照需求 —— 不需要定义属性

class Cat:
     """这是一个猫类"""
    
     def eat(self):
     print("小猫爱吃鱼")
    
     def drink(self):
     print("小猫在喝水")
    
    tom = Cat()
    tom.drink()
    tom.eat()

#### 引用概念的强调 ####

> 在面向对象开发中，**引用**的概念是同样适用的！

*  在 `Python` 中使用类 **创建对象之后**，`tom` 变量中 仍然记录的是 **对象在内存中的地址**
 *  也就是 `tom` 变量 **引用** 了 **新建的猫对象**
 *  使用 `print` 输出 **对象变量**，默认情况下，是能够输出这个变量 **引用的对象** 是 **由哪一个类创建的对象**，以及 **在内存中的地址**(**十六进制表示**)

> 提示：在计算机中，通常使用 **十六进制** 表示 **内存地址**
> 
>  *  **十进制** 和 **十六进制** 都是用来表达数字的，只是表示的方式不一样
>  *  **十进制** 和 **十六进制** 的数字之间可以来回转换

*  `%d` 可以以 **10 进制** 输出数字
 *  `%x` 可以以 **16 进制** 输出数字

#### 案例进阶 —— 使用 Cat 类再创建一个对象 ####

lazy_cat = Cat()
    lazy_cat.eat()
    lazy_cat.drink()

> 提问：`tom` 和 `lazy_cat` 是同一个对象吗？

## 03. 方法中的 `self` 参数 ##

### 3.1 案例改造 —— 给对象增加属性 ###

*  在 `Python` 中，要 给对象设置属性，非常的容易，但是不推荐使用
    
     *  因为：对象属性的封装应该封装在类的内部
 *  只需要在 **类的外部的代码** 中直接通过 `.` 设置一个属性即可

> 注意：这种方式虽然简单，但是不推荐使用！

tom.name = "Tom"
    ...
    
    lazy_cat.name = "大懒猫"

### 3.2 使用 `self` 在方法内部输出每一只猫的名字 ###

> 由 **哪一个对象** 调用的方法，方法内的 `self` 就是 **哪一个对象的引用**

*  在类封装的方法内部，`self` 就表示 **当前调用方法的对象自己**
 *  **调用方法时**，程序员不需要传递 `self` 参数
 *  在方法内部
    
     *  可以通过 `self.` **访问对象的属性**
     *  也可以通过 `self.` **调用其他的对象方法**
 *  改造代码如下：

class Cat:
    
     def eat(self):
     print("%s 爱吃鱼" % self.name)
    
    tom = Cat()
    tom.name = "Tom"
    tom.eat()
    
    lazy_cat = Cat()
    lazy_cat.name = "大懒猫"
    lazy_cat.eat()

*  在 **类的外部**，通过 `变量名.` 访问对象的 **属性和方法**
 *  在 **类封装的方法中**，通过 `self.` 访问对象的 **属性和方法**

## 04. 初始化方法 ##

### 4.1 之前代码存在的问题 —— 在类的外部给对象增加属性 ###

*  将案例代码进行调整，**先调用方法 再设置属性**，观察一下执行效果

tom = Cat()
    tom.drink()
    tom.eat()
    tom.name = "Tom"
    print(tom)

*  程序执行报错如下：

AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'
    属性错误：'Cat' 对象没有 'name' 属性

**提示**

*  在日常开发中，不推荐在类的外部 给对象增加属性
    
     *  如果**在运行时，没有找到属性，程序会报错**
 *  对象应该包含有哪些属性，应该 **封装在类的内部**

### 4.2 初始化方法 ###

*  当使用 `类名`()创建对象时，会 自动 执行以下操作：
    
    1.  为对象在内存中 **分配空间** —— 创建对象
    2.  为对象的属性 **设置初始值** —— 初始化方法(`init`)
 *  这个 **初始化方法** 就是 `__init__` 方法，`__init__` 是对象的**内置方法**

> `__init__` 方法是 **专门** 用来定义一个类 **具有哪些属性的方法**！

在 `Cat` 中增加 `__init__` 方法，验证该方法在创建对象时会被自动调用

class Cat:
     """这是一个猫类"""
    
     def __init__(self):
     print("初始化方法")

### 4.3 在初始化方法内部定义属性 ###

*  在 `__init__` 方法内部使用 `self.属性名 = 属性的初始值` 就可以 **定义属性**
 *  定义属性之后，再使用 `Cat` 类创建的对象，都会拥有该属性

class Cat:
    
     def __init__(self):
    
     print("这是一个初始化方法")
     
     # 定义用 Cat 类创建的猫对象都有一个 name 的属性
     self.name = "Tom"
    
     def eat(self):
     print("%s 爱吃鱼" % self.name)
    
    # 使用类名()创建对象的时候，会自动调用初始化方法 __init__
    tom = Cat()
    
    tom.eat()

### 4.4 改造初始化方法 —— 初始化的同时设置初始值 ###

*  在开发中，如果希望在创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对 **init**\`\`方法进行改造
    
    1.  把希望设置的属性值，定义成 `__init__` 方法的参数
    2.  在方法内部使用 `self.属性 = 形参` 接收外部传递的参数
    3.  在创建对象时，使用 `类名(属性1, 属性2...)` 调用

class Cat:
    
     def __init__(self, name):
     print("初始化方法 %s" % name)
     self.name = name
     ...
     
    tom = Cat("Tom")
    ...
    
    lazy_cat = Cat("大懒猫")
    ...

## 05. 内置方法和属性 ##

### 5.1 `__del__` 方法(知道) ###

*  在 `Python` 中
    
     *  当使用 `类名()` 创建对象时，为对象 **分配完空间**后，**自动** 调用 `__init__` 方法
     *  当一个 **对象被从内存中销毁** 前，会 **自动** 调用 `__del__` 方法
 *  **应用场景**
    
     *  `__init__` 改造初始化方法，可以让创建对象更加灵活
     *  `__del__` 如果希望在对象被销毁前，再做一些事情，可以考虑一下 `__del__` 方法
 *  **生命周期**
    
     *  一个对象从调用 `类名()` 创建，生命周期开始
     *  一个对象的 `__del__` 方法一旦被调用，生命周期结束
     *  在对象的生命周期内，可以访问对象属性，或者让对象调用方法

class Cat:
    
     def __init__(self, new_name):
    
     self.name = new_name
    
     print("%s 来了" % self.name)
    
     def __del__(self):
    
     print("%s 去了" % self.name)
    
    # tom 是一个全局变量
    tom = Cat("Tom")
    print(tom.name)
    
    # del 关键字可以删除一个对象
    del tom
    
    print("-" * 50)

### 5.2 `__str__` 方法 ###

*  在 `Python` 中，使用 `print` 输出 **对象变量**，默认情况下，会输出这个变量 **引用的对象** 是 **由哪一个类创建的对象**，以及 **在内存中的地址**(**十六进制表示**)
 *  如果在开发中，希望使用 `print` 输出 **对象变量** 时，能够打印 **自定义的内容**，就可以利用 `__str__` 这个内置方法了

> 注意：`__str__` 方法必须返回一个字符串

class Cat:
    
     def __init__(self, new_name):
    
     self.name = new_name
    
     print("%s 来了" % self.name)
    
     def __del__(self):
    
     print("%s 去了" % self.name)
    
     def __str__(self):
     return "我是小猫：%s" % self.name
    
    tom = Cat("Tom")
    print(tom)