面向对象技术简介

  • 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。
  • 方法:类中定义的函数。
  • 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。类变量通常不作为单个实例变量使用。(等同于C++中的static变量)
  • 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。
  • 方法重写: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),也称为方法的重写。
  • 局部变量:定义在方法中的变量,只作用于当前实例的类。
  • 实例变量:在类的声明中,属性是用变量来表示的,这种变量就称为实例变量,实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
  • 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。
  • 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(static属性)和实例变量(self.属性))和方法。

类定义

语法格式如下:

class ClassName:<statement-1>...<statement-N>

类实例化后,可以使用其属性,实际上,创建一个类之后,可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作:属性引用和实例化。

属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法:obj.name

类对象创建后,类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:

#!/usr/bin/python3class MyClass:"""一个简单的类实例"""i = 12345def f(self):return 'hello world'# 实例化类
x = MyClass()# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为:", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为:", x.f())

结果输出:

MyClass 类的属性 i 为: 12345
MyClass 类的方法 f 输出为: hello world

构造方法

类有一个名为 __init__() 的特殊方法(构造方法),该方法在类实例化时会自动调用,像下面这样:

def __init__(self):self.data = []

类定义了 __init__() 方法,类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。如下实例化类 MyClass,对应的 __init__() 方法就会被调用:

x = MyClass()

当然, __init__() 方法可以有参数,参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上。例如:

#!/usr/bin/python3class Complex:def __init__(self, realpart, imagpart):self.r = realpartself.i = imagpart
x = Complex(3.0, -4.5)
print(x.r, x.i)   # 输出结果:3.0 -4.5

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()

结果输出:

<__main__.Test object at 0x000000000218FC48>
<class '__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。

self 不是 python 关键字,我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:

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

结果输出:

<__main__.Test object at 0x000000000276FC88>
<class '__main__.Test'>

类的方法

在类的内部,使用 def 关键字来定义一个方法,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,self 代表的是类的实例。

#!/usr/bin/python3# 类定义
class people:''' 定义基本属性'''name = ''age = 0# 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0# 定义构造方法def __init__(self, n, a, w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))# 实例化类
p = people('runoob', 10, 30)
p.speak()

结果输出:

runoob 说: 我 10 岁。

继承

Python 同样支持类的继承,如果一种语言不支持继承,类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName1):<statement-1>...<statement-N>

BaseClassName(示例中的基类名)必须与派生类定义在一个作用域内。除了类,还可以用表达式,基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

单例继承

student继承了people的name、age、weight,单独设置了grade

#!/usr/bin/python3# 类定义
class people:# 定义基本属性name = ''age = 0# 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0# 定义构造方法def __init__(self, n, a, w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))# 单继承示例
class student(people):grade = ''def __init__(self, n, a, w, g):# 调用父类的构函people.__init__(self, n, a, w)self.grade = g# 覆写父类的方法def speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁了,我在读 %d 年级" % (self.name, self.age, self.grade))s = student('ken', 10, 60, 3)
s.speak()

结果输出:

ken 说: 我 10 岁了,我在读 3 年级

多继承

Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):<statement-1>...<statement-N>

需要注意圆括号中父类的顺序,若是父类中有相同的方法名,而在子类使用时未指定,python从左至右搜索 即方法在子类中未找到时,从左到右查找父类中是否包含方法。

#!/usr/bin/python3# 类定义
class people:# 定义基本属性name = ''age = 0# 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0# 定义构造方法def __init__(self, n, a, w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))# 单继承示例
class student(people):grade = ''def __init__(self, n, a, w, g):# 调用父类的构函people.__init__(self, n, a, w)self.grade = g# 覆写父类的方法def speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁了,我在读 %d 年级" % (self.name, self.age, self.grade))# 另一个类,多重继承之前的准备
class speaker():topic = ''name = ''def __init__(self, n, t):self.name = nself.topic = tdef speak(self):print("我叫 %s,我是一个演说家,我演讲的主题是 %s" % (self.name, self.topic))# 多重继承
class sample(speaker, student):a = ''def __init__(self, n, a, w, g, t):student.__init__(self, n, a, w, g)speaker.__init__(self, n, t)test = sample("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  # 方法名同,默认调用的是在括号中排前地父类的方法

结果输出:

我叫 Tim,我是一个演说家,我演讲的主题是 Python

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:

#!/usr/bin/python3class 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
super(Child, c).myMethod()  # 用子类对象调用父类已被覆盖的方法

super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。(java、C++里直接强制转换成父类,不是更易理解吗?谁的类,调用谁的函数)

super 是用来解决多重继承问题的,直接用类名调用父类方法在使用单继承的时候没问题,但是如果使用多继承,会涉及到查找顺序(MRO)、重复调用(钻石继承)等种种问题。

结果输出:

调用子类方法
调用父类方法

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,不能在类的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 关键字来定义一个方法,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,self 代表的是类的实例。

self 的名字并不是规定死的,也可以使用 this,但是最好还是按照约定是用 self。

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,只能在类的内部调用 ,不能在类的外部调用。self.__private_methods

实例

类的私有属性实例如下

#!/usr/bin/python3class JustCounter:__secretCount = 0  # 私有变量publicCount = 0  # 公开变量def count(self):self.__secretCount += 1self.publicCount += 1print(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

比较讨厌下划线命名变量。主要还是Python没有public protected private的标示位。

结果输出:

1
2
2
Traceback (most recent call last):

类的私有方法实例如下:

#!/usr/bin/python3class Site:def __init__(self, name, url):self.name = name  # publicself.__url = url  # privatedef who(self):print('name  : ', self.name)print('url : ', self.__url)def __foo(self):  # 私有方法print('这是私有方法')def foo(self):  # 公共方法print('这是公共方法')self.__foo()x = Site('菜鸟教程', 'www.runoob.com')
x.who()  # 正常输出
x.foo()  # 正常输出
x.__foo()  # 报错

结果输出:

name  :  菜鸟教程
url :  www.runoob.com
这是公共方法
这是私有方法
Traceback (most recent call last):

  • __init__ : 构造函数,在生成对象时调用
  • __del__ : 析构函数,释放对象时使用
  • __repr__ : 打印,转换
  • __setitem__ : 按照索引赋值
  • __getitem__: 按照索引获取值
  • __len__: 获得长度
  • __cmp__: 比较运算
  • __call__: 函数调用
  • __add__: 加运算
  • __sub__: 减运算
  • __mul__: 乘运算
  • __truediv__: 除运算
  • __mod__: 求余运算
  • __pow__: 乘方

运算符重载

Python同样支持运算符重载,我们可以对类的专有方法进行重载,实例如下:

#!/usr/bin/python3class Vector:def __init__(self, a, b):self.a = aself.b = bdef __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)

结果输出:

Vector (7, 8)

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