Python基础(类与对象)

一、编程的两大思想

面向过程和面向对象

	面向过程	面向对象
区别	事物比较简单，可以用线性的思维去解决	事物比较复杂，使用简单的线性思维无法解决

共同点：面向对象和面向过程都是解决实际问题的一种思维方式

二者相辅相成，并不是对立的，解决复杂问题，通过面向对象方式便于我们从宏观上把握事物之间复杂的关系，方便我们分析整个系统；具体到微观操作，仍然使用面向过程方式来处理

二、类

类别，分门别类，物以类聚，人类，鸟类，动物类，植物类…

类时多个类似事物组成的群体的统称。能够帮助我们快速理解和判断事物的性质

三、定义Python中的类

创建类的语法

class Student: #Student为类的名称（类名），由一个或多个单词组成，每个丹迪的首字母大写，其余小写

pass

class Student: #Student为类的名称（类名），由一个或多个单词组成，每个丹迪的首字母大写，其余小写pass

class Student: #Student为类的名称（类名），由一个或多个单词组成，每个丹迪的首字母大写，其余小写passprint(id(Student))
print(type(Student))
print(Student)

输出：

1512775104816
<class 'type'>  # 表明是class类型
<class '__main__.Student'>

类的组成

类属性
实例方法
静态方法
类方法

class Student:native_pace='吉林' #直接写在类里的变量，称为类属性def __init__(self,name,age):self.name=name #self.name,称为实体属性，进行了一个赋值的操作，将局部变量的name的值赋给实体属性self.age=age#实例方法def eat(self):print('学生在吃饭...')#静态方法@staticmethoddef method():print('我使用了staticmethod进行修饰，所以我是静态方法')#类方法@classmethoddef cm(cls):print('我是类方法，因为我使用了classmethod进行修饰')#在类之外定义的称为函数，在类之内定义的称为方法
def drink():print('喝水')

四、对象的创建

对象的创建又称为类的实例化
语法：
- 实例名=类名
例子：
- stu=Student()
意义：有了实例，就可以调用类中的内容

#创建Student类的对象
stu1=Student('张三',20)
print(id(stu1))
print(type(stu1))
print(stu1)

输出：

1668138946320  #转换成十六进制就是  18464D44F10
<class '__main__.Student'>
<__main__.Student object at 0x0000018464D44F10>

查看类对象

print(id(Student))
print(type(Student))
print(Student)

输出：

2460596968352
<class 'type'>
<class '__main__.Student'>

对比上面实例对象和类对象的不同

五、使用对象

调用类的方法和属性

#创建Student类的对象
stu1=Student('张三',20)
stu1.eat()  #对象名.方法名()
print(stu1.name)  #调用实例对象的属性
print(stu1.age)print('--------')
Student.eat(stu1) #这一行与上面调用eat()方法的功能相同，都是调用Student的eat()方法#类名.方法名(类的对象)-->实际上就是方法定义处的self

输出：

学生在吃饭...
张三
20
--------
学生在吃饭...

对比两种调用方法的方式的不同，其实功能是相同的

六、类属性_类方法__类静态方法

类属性：类中方法外的变量称为类属性，被该类的所有对象所共享

类方法：使用@classmethod修饰的方法，使用类名直接访问的方法

静态方法：使用@staticmethod修饰的方法，使用类名直接访问的方法

print(Student.native_place) #访问类属性

Student.cm() # 调用类方法

Student.sm() # 调用静态方法

类属性的使用方式

#类似属性的使用方式
print(Student.native_pace)
stu1=Student('李四',20)
stu2=Student('王五',22)
print(stu1.native_pace)
print(stu2.native_pace)
#修改类属性
print('-------------------')
Student.native_pace='天津'
print(stu1.native_pace)
print(stu2.native_pace)

吉林
吉林
吉林
-------------------
天津
天津

表明类属性是共享的

类方法的使用方式

print('-----类方法的使用------')
Student.cm()

输出：

-----类方法的使用------
我是类方法，因为我使用了classmethod进行修饰

类方法

@classmethod
def cm(cls):print('我是类方法，因为我使用了classmethod进行修饰')

类静态方法的使用

print('-----静态方法的使用------')
Student.method()

输出：

-----静态方法的使用------
我使用了staticmethod进行修饰，所以我是静态方法

静态方法

#静态方法
@staticmethod
def method():print('我使用了staticmethod进行修饰，所以我是静态方法')

七、动态绑定属性和方法

python是动态语言，在创建对象之后，可以动态地绑定属性和方法

'''
动态绑定属性和方法
'''
class Student:def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef eat(self):print(self.name+'在吃饭')stu1=Student('lisi',20)
stu2=Student('李四',30)print(id(stu1))
print(id(stu2))

一个Student类可以创建N多个Student类的实例对象，每个实体对象的属性值不同

为某个实例对象动态绑定属性

stu1.gender='女'
print(stu1.gender)

输出：女

与java对比，属性可以在对象上动态增加

为实例对象绑定方法

类之外的方法被称为函数，将函数绑定给的对象

'''
动态绑定属性和方法
'''
class Student:def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef eat(self):print(self.name+'在吃饭')stu1=Student('lisi',20)
stu2=Student('李四',30)print(id(stu1))
print(id(stu2))stu1.gender='女'
print(stu1.gender)#绑定方法
def show():print('定义在类之外的，称为函数')stu1.show=show
stu1.show()

输出：

2243355037648
2243355037552
女
定义在类之外的，称为函数

八、面向对象的三大特征

封装：提高程序的安全性
- 将数据（属性）和行为（方法）包装到类对象中。在方法内部对属性进行类对象的外部调用方法。这样，无需关系方法内部的具体实现细节，从而降低复杂度。
- 在Python中没有专门的修饰符用于属性的私有，如果该属性不希望在类对象外部被访问，前边使用两个”_“。
继承：提高代码的复用性
多态：提高程序的可扩展性和可维护性

九、封装

class Car:def __init__(self,brand):self.brand=branddef start(self):print('汽车已启动...')car=Car('宝马')
car.start()
print(car.brand)

输出：

汽车已启动...
宝马

这样就在类之外使用了封装的属性和方法

私有属性

class Student:def __init__(self,age):self.set_age(age)def set_age(self,age):if 0<=age<=120:self.__age=ageelse:self.__age=18def get_age(self):return self.__agestu1=Student(150)
stu2=Student(30)
print(stu1.get_age())
print(stu2.get_age())

私有属性

class Student:def __init__(self,name,age):self.name=nameself.__age=age #年龄不希望被外部使用，所以加了两个__def show(self):print(self.name,self.__age)

使用时：

stu1=Student('张三',21)
print(stu1.__age)

报错：

    print(stu1.__age)
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__age'

stu1=Student('张三',21)
# print(stu1.age)
stu1.show()

输出：

张三 21

在被隐藏的情况下查看私有属性

print(dir(stu1))

输出：

['_Student__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'name', 'show']

这样就可以看到有哪些属性和方法

没有找到__age属性，但是找到一个 ‘_Student__age’

print(stu1._Student__age)

输出：21

在类的外面依然可以使用，只是要麻烦一点

十、继承

语法格式

class 子类类名(父类1,父类2…) :

pass

如果一个类没有继承任何类，则默认继承object
Python支持多继承
定义子类时，必须在其构造函数中调用父类的构造函数

定义类：

子类调用父类方法 super()

class Person(object):def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef info(self):print(self.name,self.age)class Student(Person):def __init__(self,name,age,stu_no):super().__init__(name,age)self.stu_no=stu_noclass Teacher(Person):def __init__(self,name,age,teacherofyear):super().__init__(name,age)self.teacherofyear=teacherofyear

定义实例对象：

stu=Student('张三',20,'1001')
teacher=Teacher('李四',34,10)

调用：info()方法继承自Person类

stu.info()
teacher.info()

输出：

张三 20
李四 34

多继承

class A(object):passclass B(object):passclass C(A,B):pass

与Java不同，Java只能单继承，而Python可以搞多继承

方法重写

如果子类对继承自父类的某个属性或方法不满意，可以在子类中对其（方法体）进行重新编写
子类重写后的方法中可以通过super().xxx() 调用父类中被重写的方法

class Person(object):def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef info(self):print(self.name,self.age)class Student(Person):def __init__(self,name,age,stu_no):super().__init__(name,age)self.stu_no=stu_nodef info(self):super().info()print(self.stu_no)stu=Student('张三',25,'1001')stu.info()

子类重写了父类的info()方法

输出：

张三 25
1001

十一、object类

object类是所有类的父类，因此所有类都有object类的属性和方法。
内置函数dir()可以查看指定对象的所有属性

Object有一个 " __ str __ () " 方法，用于返回一个对于“对象的描述” ，对应于内置函数str()

经常用于print()方法，帮我们查看对象的信息，所以我们经常会对 __ str __ () 进行重写

class Student:passstu=Student()
print(dir(stu))

查看对象的所有属性

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

打印对象

print(stu)

输出：

<__main__.Student object at 0x000001EF126D58E0>

查看对象信息

先重写方法 __ str __ ()

class Student:def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef __str__(self):return '我的名字是{0}，今年{1}岁'.format(self.name,self.age)stu=Student('张三',26)
print(dir(stu))
print(stu)

输出：

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name']
我的名字是张三，今年26岁

当你重写了 str 方法后，你再打印对象，就不会再打印对象的内存地址，而是调用 str 函数

str 方法经常重写，用于返回对象的描述

查看类型

print(type(stu))

<class '__main__.Student'>

会是创建时的子类类型，而不是object

十二、多态

简单地说，多态就是“具有多种形态”，它指的是：即便不知道一个变量所引用的对象到底是什么类型，仍然可以通过这个变量调用方法，在运行过程中根据变量所引用对象的类型，动态决定调用哪个对象中的方法。

class Animal(object):def eat(self):print('动物会吃')class Dog(Animal):def eat(self):print('狗吃骨头')class Cat(Animal):def eat(self):print('猫吃鱼')class Person(object):def eat(self):print('人吃五谷杂粮')#定义一个函数
def fun(obj):obj.eat()#开始调用函数
fun(Cat())
fun(Dog())
fun(Animal())
fun(Person())

输出：

猫吃鱼
狗吃骨头
动物会吃
人吃五谷杂粮

这样，就根据传入的对象类型，进行不同的输出

没有继承，也能实现多态，跟Java有区别

静态语言和动态语言

静态语言和动态语言关于多态的区别
- 静态语言实现多态的三个必要条件
  - 继承
  - 方法重写
  - 父类引用指向子类对象
动态语言的多态崇尚“鸭子类型” 当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、收起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。在鸭子类型中，不用关心对象时什么类型，到底是不是鸭子，只关心对象的行为。

十三、特殊方法和特殊属性

	名称	描述
特殊属性	__ dict __	获得类对象或实例对象所绑定的所有属性和方法的字典
以下为特殊方法	__ len __ ()	通过重写 __ len __ () 方法，让内置函数len() 的参数可以是自定义类型
	__ add __ ()	通过重写 __ add __ () 方法，可以使自定义对象具有 “+” 功能
	__ new __ ()	用于创建对象
	__ init __ ()	对创建的对象进行初始化

特殊属性

__ dict __

class A:passclass B:passclass C(A,B):def __init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef roar(self):print('C is roar')#创建C类的对象
x=C('Jack',20)
print(x.__dict__) #实例对象的属性字典
print(C.__dict__) #类对象的属性和方法字典
#该部分代码，后续的几个方法 里 x  C 都指的这里面的

输出：

{'name': 'Jack', 'age': 20}
{'__module__': '__main__', '__init__': <function C.__init__ at 0x00000199020715E0>, 'roar': <function C.roar at 0x00000199022821F0>, '__doc__': None}

__ class __

print(x.__class__) #输出实例对象所属的类

输出：

<class '__main__.C'>

__ bases __

print(C.__bases__) # 输出类的父类的元祖，因为可能不止继承一个，只看上一级

输出：

(<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>)

__ base __

print(C.__base__) # 输出类的父类，如果有多个，就只输出第一个，只看上一级

输出：

<class '__main__.A'>

__ mro __

print(C.__mro__) # 输出类的层级关系

输出：

(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)

__ subclasses __

print(A.__subclasses__()) # 输出类的子类class D(A):passprint(A.__subclasses__())

输出：

[<class '__main__.C'>, <class '__main__.D'>]

输出的是子类的列表

特殊方法

__ add __()方法

让两个对象相加

a=20
b=100
c=a+b
d=a.__add__(b)print(c)
print(d)

输出：

120
120

这里相加的都是整数

但是，如果是两个自定义的实例对象呢

class Student:def __init__(self,name):self.name=name# def __add__(self, other):#     return self.name + other.namestu1=Student('张三')
stu2=Student('李四')s= stu1+stu2

报错：

    s= stu1+stu2
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Student' and 'Student'

但是把 __ add __() 方法放开：

class Student:def __init__(self,name):self.name=namedef __add__(self, other):return self.name + other.namestu1=Student('张三')
stu2=Student('李四')s= stu1+stu2
print(stu1+stu2)
print(stu1.__add__(stu2))

输出：

张三李四
张三李四

在定义过后，就可以相加了

要实现两个对象的加法运算，需要在两个对象的父类编写 __ add __() 特殊方法

__ len __() 方法

输出对象的长度

lst=[22,33,55,66]
print(len(lst))
print(lst.__len__())

输出：

4
4

len(lst) 这里使用的是内置函数，lst. __ len __() 列表对象本来就有这个方法

但是：问题是，自定义的对象没有

上面定义的 stu1 不能使用这个方法，必须自定义

class Student:def __init__(self,name):self.name=namedef __len__(self):return len(self.name)stu1=Student('张三')
stu2=Student('李四')print(stu1.__len__())

输出：

stu2=Student('李四2')
print(stu2.__len__())

输出：

十四、 new 与 init 演示创建对象的过程

class Person(object):def __new__(cls, *args, **kwargs):print('__new__被执行了，cls的id值为{0}'.format(id(cls)))obj=super().__new__(cls)print('创建的对象的id为：{0}'.format(id(obj)))return objdef __init__(self, name, age):print('__init__被调用了，self的id值为：{0}'.format(id(self)))self.name=nameself.age=ageprint('object这个类对象的id为：{0}'.format(id(object)))
print('Person这个类对象的id为：{0}'.format(id(Person)))#创建Person类的实例对象
p1=Person('张三',20)
print('p1这个Person类的实例对象的id:{0}'.format(id(p1)))

输出：

object这个类对象的id为：140715602066944
Person这个类对象的id为：3186528480864
__new__被执行了，cls的id值为3186528480864
创建的对象的id为：3186530217744
__init__被调用了，self的id值为：3186530217744
p1这个Person类的实例对象的id:3186530217744