Python学习记录——10.面向对象编程

╰半橙微兮° 2023-05-31 02:25 38阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1.面向对象前导
     *  2.类的创建
     *  3.类的继承
     *  4.类属性与方法

## 1.面向对象前导 ##

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。

接下来先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

*  **类(Class):** 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
 *  **类变量**：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
 *  **数据成员**：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
 *  **方法重载**：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重载。
 *  **实例变量**：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
 *  **继承**：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
 *  **实例化**：创建一个类的实例，类的具体对象。
 *  **方法**：类中定义的函数。
 *  **对象**：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

## 2.类的创建 ##

**创建类**

使用class语句来创建一个新类，class之后为类的名称并以冒号结尾，如下实例:

class ClassName:
       '类的帮助信息'   #类文档字符串
       class_suite  #类体

类的帮助信息可以通过ClassName.\_\_doc\_\_查看。

class\_suite 由类成员，方法，数据属性组成。

**创建类的实例**

以下是一个简单的Python类实例:

#coding=utf-8
    class Employee:
       '所有员工的基类'
       empCount = 0
    
       def __init__(self, name, salary):
          self.name = name
          self.salary = salary
          Employee.empCount += 1
       
       def displayCount(self):
         print "Total Employee %d" % Employee.empCount
    
       def displayEmployee(self):
          print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

*  empCount变量是一个类变量，它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用Employee.empCount访问。
 *  第一种方法\_\_init\_\_()方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法
 *  self代表类的实例，self 在定义类的方法时是必须有的，虽然在调用时不必传入相应的参数。

**self代表类的实例，而非类**

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。

class Test:
        def prt(self):
            print(self)
            print(self.__class__)
     
    t = Test()
    t.prt()

以上实例执行结果为：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
    __main__.Test

从执行结果可以很明显的看出，self代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而self.class则指向类。

**创建实例对象**

要创建一个类的实例，可以使用类的名称，并通过\_\_init\_\_方法接受参数。

"创建 Employee 类的第一个对象"
    emp1 = Employee("Zara", 2000)
    "创建 Employee 类的第二个对象"
    emp2 = Employee("Manni", 5000)

**访问属性**

可以使用点(.)来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量:

emp1.displayEmployee()
    emp2.displayEmployee()
    print "Total Employee %d" % Employee.empCount

**完整实例**

class Employee:
       '所有员工的基类'
       empCount = 0
    
       def __init__(self, name, salary):
          self.name = name
          self.salary = salary
          Employee.empCount += 1
       
       def displayCount(self):
         print "Total Employee %d" % Employee.empCount
    
       def displayEmployee(self):
          print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
    
    "创建 Employee 类的第一个对象"
    emp1 = Employee("Zara", 2000)
    "创建 Employee 类的第二个对象"
    emp2 = Employee("Manni", 5000)
    emp1.displayEmployee()
    emp2.displayEmployee()
    print "Total Employee %d" % Employee.empCount

输出结果：

Name :  Zara ,Salary:  2000
    Name :  Manni ,Salary:  5000
    Total Employee 2

可以添加，删除，修改类的属性，如下所示：

emp1.age = 7  # 添加一个 'age' 属性
    emp1.age = 8  # 修改 'age' 属性
    del emp1.age  # 删除 'age' 属性

你也可以使用以下函数的方式来访问属性：

*  getattr(obj, name\[, default\]) : 访问对象的属性。
 *  hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。
 *  setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在，会创建一个新属性。
 *  delattr(obj, name) : 删除属性。

hasattr(emp1, 'age')    # 如果存在 'age' 属性返回 True。
    getattr(emp1, 'age')    # 返回 'age' 属性的值
    setattr(emp1, 'age', 8) # 添加属性 'age' 值为 8
    delattr(empl, 'age')    # 删除属性 'age'

**内置类属性**

*  **dict** : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
 *  **doc** :类的文档字符串
 *  **name**: 类名
 *  **module**: 类定义所在的模块（类的全名是’**main**.className’，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.**module** 等于 mymod）
 *  **bases** : 类的所有父类构成元素（包含了以个由所有父类组成的元组）

实例如下：

#coding=utf-8
    #!/usr/bin/python
    
    class Employee:
       '所有员工的基类'
       empCount = 0
    
       def __init__(self, name, salary):
          self.name = name
          self.salary = salary
          Employee.empCount += 1
       
       def displayCount(self):
         print "Total Employee %d" % Employee.empCount
    
       def displayEmployee(self):
          print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
    
    print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
    print "Employee.__name__:", Employee.__name__
    print "Employee.__module__:", Employee.__module__
    print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
    print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

输出结果：

Employee.__doc__: 所有员工的基类
    Employee.__name__: Employee
    Employee.__module__: __main__
    Employee.__bases__: ()
    Employee.__dict__: { '__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

## 3.类的继承 ##

**继承**

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

需要注意的地方：**继承语法** class 派生类名（**基类名**）：//… 基类名写作括号里，基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

在python中继承中的一些特点：

*  1：在继承中基类的构造（**init**()方法）不会被自动调用，它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。
 *  2：在调用基类的方法时，需要加上基类的类名前缀，且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
 *  3：Python总是首先查找对应类型的方法，如果它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。

如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作"多重继承" 。

语法：

派生类的声明，与它们的父类类似，继承的基类列表跟在类名之后，如下所示：

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
       'Optional class documentation string'
       class_suite

实例如下：

#coding=utf-8
    #!/usr/bin/python
    
    class Parent:        # 定义父类
       parentAttr = 100
       def __init__(self):
          print "调用父类构造函数"
    
       def parentMethod(self):
          print '调用父类方法'
    
       def setAttr(self, attr):
          Parent.parentAttr = attr
    
       def getAttr(self):
          print "父类属性 :", Parent.parentAttr
    
    class Child(Parent): # 定义子类
       def __init__(self):
          print "调用子类构造方法"
    
       def childMethod(self):
          print '调用子类方法 child method'
    
    c = Child()          # 实例化子类
    c.childMethod()      # 调用子类的方法
    c.parentMethod()     # 调用父类方法
    c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法
    c.getAttr()          # 再次调用父类的方法

输出结果：

调用子类构造方法
    调用子类方法 child method
    调用父类方法
    父类属性 : 200

还可以继承多个类，实例如下：

class A:        # 定义类 A
    .....
    
    class B:         # 定义类 B
    .....
    
    class C(A, B):   # 继承类 A 和 B
    .....

可以使用issubclass()或者isinstance()方法来检测。

*  issubclass() ：布尔函数判断一个类是另一个类的子类或者子孙类，语法：issubclass(sub,sup)
 *  isinstance(obj, Class)：布尔函数如果obj是Class类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true

**方法重写**

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法：

实例如下：

#coding=utf-8
    #!/usr/bin/python
    
    class Parent:        # 定义父类
       def myMethod(self):
          print '调用父类方法'
    
    class Child(Parent): # 定义子类
       def myMethod(self):
          print '调用子类方法'
    
    c = Child()          # 子类实例
    c.myMethod()         # 子类调用重写方法

输出结果：

调用子类方法

**方法重载**

下表列出了一些通用的功能，可以在自己的类重载：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">序号</th> 
   <th align="left">方法, 描述 &amp; 简单的调用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">1</td> 
   <td align="left">**<strong>init</strong> ( self [,args…] )**构造函数 简单的调用方法: <em>obj = className(args)</em></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">2</td> 
   <td align="left"><strong><strong>del</strong>( self )</strong> 析构方法, 删除一个对象 简单的调用方法 : <em>del obj</em></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">3</td> 
   <td align="left"><strong><strong>repr</strong>( self )</strong> 转化为供解释器读取的形式 简单的调用方法 : <em>repr(obj)</em></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">4</td> 
   <td align="left"><strong><strong>str</strong>( self )</strong> 用于将值转化为适于人阅读的形式 简单的调用方法 : <em>str(obj)</em></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">5</td> 
   <td align="left"><strong><strong>cmp</strong> ( self, x )</strong> 对象比较 简单的调用方法 : <em>cmp(obj, x)</em></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**运算符重载**

Python同样支持运算符重载，实例如下：

#!/usr/bin/python
    
    class Vector:
       def __init__(self, a, b):
          self.a = a
          self.b = b
    
       def __str__(self):
          return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
       
       def __add__(self,other):
          return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
    
    v1 = Vector(2,10)
    v2 = Vector(5,-2)
    print v1 + v2

输出结果：

Vector(7,8)

## 4.类属性与方法 ##

*  类的私有属性： **\_\_private\_attrs**：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 **self.\_\_private\_attrs**。
 *  类的方法：在类的内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数self,且为第一个参数
 *  类的私有方法： **\_\_private\_method**：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 **self.\_\_private\_methods**

实例如下：

#coding=utf-8
    #!/usr/bin/python
    
    class JustCounter:
    	__secretCount = 0  # 私有变量
    	publicCount = 0    # 公开变量
    
    	def count(self):
    		self.__secretCount += 1
    		self.publicCount += 1
    		print self.__secretCount
    
    counter = JustCounter()
    counter.count()
    counter.count()
    print counter.publicCount
    print counter.__secretCount  # 报错，实例不能访问私有变量

输出结果：

1
    2
    2
    Traceback (most recent call last):
      File "test.py", line 17, in <module>
        print counter.__secretCount  # 报错，实例不能访问私有变量
    AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python不允许实例化的类访问私有数据，但你可以使用 **object.\_className\_\_attrName** 访问属性，将如下代码替换以上代码的最后一行代码：

.........................
    print counter._JustCounter__secretCount

执行以上代码，执行结果如下：

1
    2
    2
    2

**单下划线、双下划线、头尾双下划线说明**

*  **foo**: 定义的是特殊方法，一般是系统定义名字 ，类似 **init**() 之类的。
 *  \_foo: 以单下划线开头的表示的是 protected 类型的变量，即保护类型只能允许其本身与子类进行访问，不能用于 from module import \*
 *  \_\_foo: 双下划线的表示的是私有类型(private)的变量, 只能是允许这个类本身进行访问了。