Python类和对象

Python类和对象思维导图

1、面向对象编程介绍

面向对象编程——Object Oriented Programming，简称OOP，是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法

“面向过程”(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。“面向过程”也可称之为“面向记录”编程思想，他们不支持丰富的“面向对象”特性（比如继承、多态、封装），并且它们不允许混合持久化状态和域逻辑。

就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。
面向过程是一件事“该怎么做“，面向对象是一件事“该让谁来做”，然后那个“谁”就是对象，他要怎么做是他自己的事，反正最后一群对象合力能把事做好就行了

面向对象三个特性:

• 继承
• 封装
• 多态

2、类和对象

面向对象编程的2个非常重要的概念：类和对象

• 1. 类
  • 人以类聚 物以群分。 具有相似内部状态和运动规律的实体的集合(或统称为抽象)。 具有相同属性和行为事物的统称
  • 类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在
• 1. 对象
  • 某一个具体事物的存在 ,在现实世界中可以是看得见摸得着的。 可以是直接使用的
• 1. 类和对象之间的关系
  • 关系

类的构成

• 类(Class) 由3个部分构成

  • 类的名称:类名
  • 类的属性:一组数据
  • 类的方法:允许对进行操作的方法 (行为)

3、定义类与创建对象

1、类的定义

• 语法：

  • class 类名: 方法列表

• 说明：

  • 1、定义类时有2种：新式类和经典类，上面的Car为经典类，如果是Car(object)则为新式类
  • 2、类名的命名规则按照"大驼峰"

2、创建对象

• 语法：

  • 对象名 = 类名()

4、self

1.、理解self

• 看如下示例:

定义一个类

class Animal:

方法

def init(self, name):
self.name = name
def printName(self):
print(‘名字为:%s’%self.name)

定义一个函数

def myPrint(animal):
animal.printName()
dog1 = Animal(‘西西’)

• 总结：

  • 1、所谓的self，可以理解为自己
  • 2、可以把self当做C++中类里面的this指针一样理解，就是对象自身的意思
  • 3、某个对象调用其方法时，python解释器会把这个对象作为第一个参数传递给self，所以开发者只需要传递后面的参数即可

2、init()方法

• <1>使用方式

  • def 类名:
    #初始化函数，用来完成一些默认的设定
    def__init__():pass

• <2>init()方法的调用

  • 定义汽车类

classCar:
def__init__(self):
self.wheelNum = 4
self.color = ‘蓝色’
defmove(self):
print(‘车在跑，目标:夏威夷’)

创建对象

BMW = Car()
print(‘车的颜色为:%s’%BMW.color)
print(‘车轮胎数量为:%d’%BMW.wheelNum)

• 总结1：

  • 当创建Car对象后，在没有调用__init__()方法的前提下，BMW就默认拥有了2个属性wheelNum和color，原因是__init__()方法是在创建对象后，就立刻被默认调用了

• 总结2：

  • 1、init()方法，在创建一个对象时默认被调用，不需要手动调用
  • 2、init(self)中，默认有1个参数名字为self，如果在创建对象时传递了2个实参，那么__init__(self)中出了self作为第一个形参外还需要2个形参，例如__init__(self,x,y)
  • 3、init(self)中的self参数，不需要开发者传递，python解释器会自动把当前的对象引用传递进去

3、__new__方法

• classA(object):
  def__init__(self):
  print(“这是 init 方法”)
  def__new__(cls):
  print(“这是 new 方法”)
  return object.new(cls)
  A()

• 总结：

  • 1、__new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
  • 2、__new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以return父类__new__出来的实例，或者直接是object的__new__出来的实例
  • 3、__init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值
  • 4、我们可以将类比作制造商，__new__方法就是前期的原材料购买环节，__init__方法就是在有原材料的基础上，加工，初始化商品环节

4、del()方法

• 实例：

  • import time
    classAnimal(object):

初始化方法

创建完对象后会自动被调用

def__init__(self, name):
print(’__init__方法被调用’)
self.__name = name

析构方法

当对象被删除时，会自动被调用

def__del__(self):
print("__del__方法被调用")
print("%s对象马上被干掉了…"%self.__name)

创建对象

dog = Animal(“哈皮狗”)

删除对象

del dog
cat = Animal(“波斯猫”) cat2 = cat
cat3 = cat
print("—马上 删除cat对象")
del cat
print("—马上 删除cat2对象")
del cat2
print("—马上 删除cat3对象")
del cat3
print(“程序2秒钟后结束”)
time.sleep(2)

• 创建对象后，python解释器默认调用__init__()方法；

• 当删除一个对象时，python解释器也会默认调用一个方法，这个方法为__del__()方法

• 当内存中构建一个对象数据的时候回调__init__()方法，

• 当内存中销毁（释放）一个对象时回调__del__()方法

• 总结：

  • 1、当有1个变量保存了对象的引用时，此对象的引用计数就会加1
  • 2、当使用del删除变量指向的对象时，如果对象的引用计数不是1，比如3，那么此时只会让这个引用计数减1，即变为2，当再次调用del时，变为1，如果再调用1次del，此时会真的把对象进行删除

5、定义__str__()方法

• 实例：

  • classCar:
    def__init__(self, newWheelNum, newColor):
    self.wheelNum = newWheelNum
    self.color = newColor
    def__str__(self):
    msg = “嘿，我的颜色是” + self.color + “我有” + str(self.wheelNum) + “个轮胎…”
    return msg
    def move(self):
    print(‘车在跑，目标:夏威夷’)
    BMW = Car(4, “白色”)
    print(BMW)

• 总结

  • 1、在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法
  • 2、当使用print输出对象的时候，只要自己定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中return的数据

特殊方法：

• 特殊方法名 默认的参数 功能描述
• init() self 已经创建了对象，初始化对象回调方法
• str() self 和toString
• del() self 对象回收时候回调
• new() cls 对象创建的回调方法

总结：

• 1、__init__完成对象的初始化操作，在对象被创建完成后之后，立刻被调用执行，隐式调用，创建对象时的参数要跟init方法的参数保持一致
• 2、__new__时构造方法，创建对象时，首先调用的是new方法，new方法必须要有返回值，参数必须跟创建对象传递的参数一致
• 3、无论什么情况，iinit和new方法的参数都要保持一致
• 4、先new再init、del

5、保护对象的属性

如果有一个对象，当需要对其进行修改属性时，有2种方法

• 对象名.属性名 = 数据 ---->直接修改
• 对象名.方法名() ---->间接修改

为了更好的保存属性安全，即不能随意修改，一般的处理方式为

• 将属性定义为私有属性
• 添加一个可以调用的方法，供调用

实例：

• classPeople(object):
  def__init__(self, name):
  self.__name = name
  defgetName(self):
  return self.__name
  defsetName(self, newName):
  if len(newName) >= 5:
  self.__name = newName
  else:
  print(“error:名字长度需要大于或者等于5”)
  xiaoming = People(“bin”)
  print(xiaoming.__name)

总结：

• 1、Python中没有像C++中public和private这些关键字来区别公有属性和私有属性
• 2、它是以属性命名方式来区分，如果在属性名前面加了2个下划线’__’，则表明该属性是私有属性，否则为公有属性（方法也是一样，方法名前面加了2个下划线的话表示该方法是私有的，否则为公有的）

6、继承

1. 继承的概念

• 在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产，在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，例如猫和狗都属于动物，程序中便可以描述为猫和狗继承自动物；同理，波斯猫和巴厘猫都继承自猫，而沙皮狗和斑点狗都继承足够，如下如图所示

2. 继承示例

• 定义一个父类，如下:

class Cat(object):
def init(self, name, color=“白色”):
self.name = name
self.color = color
def run(self):
print("%s–在跑"%self.name)

定义一个子类，继承Cat类，如下:

classBosi(Cat):
def setNewName(self, newName):
self.name = newName
def eat(self):
print("%s–在吃"%self.name)
bs = Bosi(“印度猫”)
print(‘bs的名字为:%s’%bs.name)
print(‘bs的颜色为:%s’%bs.color)
bs.eat()
bs.setNewName(‘波斯’)
bs.run()

• 说明：

  • 虽然子类没有定义__init__方法，但是父类有，所以在子类继承父类的时候这个方法就被继承了，所以只要创建Bosi的对象，就默认执行了那个继承过来的__init__方法

• 总结：

  • 1、子类在继承的时候，在定义类时，小括号()中为父类的名字
  • 2、父类的属性、方法，会被继承给子类

• 实例：

  • class Animal(object):
    def init(self, name=‘动物’, color=‘白色’):
    self.__name = name
    self.color = color
    def __test(self):
    print(self.__name)
    print(self.color)
    def test(self):
    print(self.__name)
    print(self.color)
    class Dog(Animal):
    def dogTest1(self):
    #print(self.__name)
    #不能访问到父类的私有属性
    print(self.color)
    def dogTest2(self):
    #self.__test()
    #不能访问父类中的私有方法
    self.test()
    A = Animal()
    #print(A.__name)
    #程序出现异常，不能访问私有属性
    print(A.color)
    #A.__test()
    #程序出现异常，不能访问私有方法
    A.test()
    print("------分割线-----")
    D = Dog(name = “小花狗”, color = “黄色”)
    D.dogTest1()
    D.dogTest2()

3. 注意点：

• 1、私有的属性，不能通过对象直接访问，但是可以通过方法访问
• 2、私有的方法，不能通过对象直接访问
• 3、私有的属性、方法，不会被子类继承，也不能被访问
• 4、一般情况下，私有的属性、方法都是不对外公布的，往往用来做内部的事情，起到安全的作用

7、多继承

1. 多继承：

• 实例：

  • 定义一个父类

classA:
def printA(self):
print(’----A----’)

定义一个父类

classB:
def printB(self):
print(’----B----’)

定义一个子类，继承自A、B

class C(A,B):
def printC(self):
print(’----C----’)
obj_C = C()
obj_C.printA()
obj_C.printB()
- 说明：

 - 1、python中是可以多继承的- 2、父类中的方法、属性，子类会继承

2、重写：

• <1>重写父类方法

  • 所谓重写，就是子类中，有一个和父类相同名字的方法，在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法
  • #coding=utf-8
    class Cat(object):
    def sayHello(self):
    print(“halou-----1”)
    class Bosi(Cat):
    def sayHello(self):
    print(“halou-----2”)
    bosi = Bosi() bosi.sayHello()

• <2> 调用父类的方法

  • #coding=utf-8
    class Cat(object):
    def init(self,name):
    self.name = name
    self.color = ‘yellow’
    class Bosi(Cat):
    def init(self,name):

调用父类的__init__方法1(python2)

#Cat.init(self,name)

调用父类的__init__方法2

#super(Bosi,self).init(name)

调用父类的__init__方法3

super().init(name)
def getName(self):
return self.name
bosi = Bosi(‘xiaohua’)
print(bosi.name)
print(bosi.color)

8、多态

多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而Python崇尚“鸭子类型”

所谓多态：定义时的类型和运行时的类型不一样，此时就成为多态

Python伪代码实现Java或C#的多态

• classF1(object):
  def show(self):
  print’F1.show’
  classS1(F1):
  def show(self):
  print’S1.show’
  classS2(F1):
  defshow(self):
  print’S2.show’

由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法，又可以执行S2对象的show方法，所以，定义了一个S1和S2类的父类# 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象

def Func(F1 obj):
“”“Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型”""
print obj.show()
s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj，执行 S1 的show方法，结果：S1.show
s2_obj = S2() Func(s2_obj)

在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj，执行 Ss 的show方法，结果：S2.show

Python “鸭子类型”

• class F1(object):
  def show(self):
  print’F1.show’
  class S1(F1):
  def show(self):
  print’S1.show’
  class S2(F1):
  def show(self):
  print’S2.show’
  def Func(obj):
  print obj.show()
  s1_obj = S1()
  Func(s1_obj)
  s2_obj = S2()
  Func(s2_obj)

9、类属性与实例属性

类属性：所属类，这个类下所有的对象都可以共享这个类属性。 相当于java中静态属性

1、类属性

• class People(object):
  name = ‘Tom’#公有的类属性
  __age = 12#私有的类属性
  p = People() print(p.name) #正确
  print(People.name) #正确
  print(p.__age) #错误，不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
  print(People.__age) #错误，不能在类外通过类对象访问私有的类属性

2、实例属性(对象属性)

• classPeople(object):
  address = ‘山东’#类属性
  def__init__(self):
  self.name = ‘xiaowang’#实例属性
  self.age = 20#实例属性
  p = People()
  p.age =12#实例属性
  print(p.address) #正确
  print(p.name) #正确
  print(p.age) #正确
  print(People.address) #正确
  print(People.name) #错误
  print(People.age) #错误

3、通过实例(对象)去修改类属性

• classPeople(object):
  country = ‘china’#类属性
  print(People.country)
  p = People()
  print(p.country)
  p.country = ‘japan’
  print(p.country) #实例属性会屏蔽掉同名的类属性
  print(People.country)
  del p.country #删除实例属性
  print(p.country)

总结

• 如果需要在类外修改类属性，必须通过类对象去引用然后进行修改。如果通过实例对象去引用，会产生一个同名的实例属性，这种方式修改的是实例属性，不会影响到类属性，并且之后如果通过实例对象去引用该名称的属性，实例属性会强制屏蔽掉类属性，即引用的是实例属性，除非删除了该实例属性。

10、类方法和静态方法

1. 类方法

• 是类对象所拥有的方法，需要用修饰器@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（当然可以用其他名称的变量作为其第一个参数，但是大部分人都习惯以’cls’作为第一个参数的名字，就最好用’cls’了），能够通过实例对象和类对象去访问

• classPeople(object):
  country = ‘china’#类方法，用classmethod来进行修饰
  @classmethod
  def getCountry(cls):
  return cls.country
  p = People() print
  p.getCountry() #可以用过实例对象引用
  print People.getCountry() #可以通过类对象引用

• 类方法还有一个用途就是可以对类属性进行修改：

  • classPeople(object):
    country = ‘china’#类方法，用classmethod来进行修饰 @classmethod
    def getCountry(cls):
    return cls.country
    @classmethod
    Def setCountry(cls,country):
    cls.country = country
    p = People()
    print p.getCountry() #可以用过实例对象引用
    print People.getCountry() #可以通过类对象引用
    p.setCountry(‘japan’)
    print p.getCountry()
    print People.getCountry()

2. 静态方法

• 需要通过修饰器@staticmethod来进行修饰，静态方法不需要多定义参数

  • classPeople(object):
    country = ‘china’
    @staticmethod#静态方法
    Def getCountry():
    return People.country
    print People.getCountry()

总结：

• 从类方法和实例方法以及静态方法的定义形式就可以看出来，类方法的第一个参数是类对象cls，那么通过cls引用的必定是类对象的属性和方法；而实例方法的第一个参数是实例对象self，那么通过self引用的可能是类属性、也有可能是实例属性（这个需要具体分析），不过在存在相同名称的类属性和实例属性的情况下，实例属性优先级更高。静态方法中不需要额外定义参数，因此在静态方法中引用类属性的话，必须通过类对象来引用

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