Python的类对象

文章目录

抽象特点
具体细节
总结

抽象特点

Python 一切皆对象 object 基于此概念类 class 实现了以下特性

类与实例 Instance 的属性

类对象创建时可直接在类中定义类属性与实现一些逻辑。创建实例对象时，首先，执行类中直接定义的属性与其他非方法代码，其次，执行类的 __init__ 构造方法初始化，其中可定义实例属性与实现一些逻辑

实例对象自动继承类中定义的类属性，同时也会自动继承 __init__ 构造方法中定义的实例属性，当两者重合发生命名空间冲突，优先级更高的实例属性会进行重写 override（如果是函数需要使参数列表与原函数一致，返回类型与原函数一致），最终成为实例对象中的该属性

实例方法、类方法 classmethod 和静态方法 staticmethod 的参数

实例方法是与实例绑定的函数，定义实例方法需要定义 self 形参（与一般函数的形式区别）

类方法和静态方法是通过装饰器实现，类方法是需要传入 cls 参数的函数，静态方法无需传入 self 参数或者是 cls 参数（但也能传入参数）

其中 self 参数指向实例对象 cls 参数指向定义的类对象（self 与 cls 是约定俗成的，原则上可以用其它名字），因此类对象不能直接调用类中定义的实例方法，只能间接的创建实例再通过 class.method(Instance) 的方式调用（此时 Instance 不能省略，因为调用方法的是类对象而不是实例对象，Python 无法自动得到 self 此时实例方法的参数列表就不匹配了，将无法正确执行），实例对象可以直接使用 Instance.method() 的方式调用实例方法（此时 self 被自动得到隐式传入到实例方法的参数列表中），虽然有语法上的区别，但是对于 Python 解释器而言两者等价

支持运算符重载 overload（函数名相同但参数不同），可以对类的专有方法 __str__ 与 __add__ 等进行重载从而让类对象及其实例对象能够使用运算符操作

方法 method 与函数 function

编程中方法用于类对象的语境，可以认为类对象绑定的函数就是方法，没有绑定关系就是函数

具体细节

类举例

class Toy(object):  # 此处此类可理解为设计一个Toy的蓝图，类名通常采用大驼峰格式# 赋值定义类属性，记录所有玩具数量count = 0def __init__(self, name):  # 用于实例初始化self.name = name# 类属性 +1Toy.count += 1@classmethod  # 此装饰器表示是类方法，类方法无需创建实例对象即可调用，最为灵活def show_toy_count(cls):print('玩具对象的数量 %d' % cls.count, cls)@staticmethod  # 此装饰器表示是静态方法，静态方法本质上是封装在类对象内的的函数，常用于测试def hi():print('Hello!')# 实例方法def beybey(self):print('Sad！', self)# 创建实例对象
toy1 = Toy('乐高')
toy1.hand = 2
toy2 = Toy('泰迪熊')
toy3 = Toy('哥斯拉')
print(toy1.name, toy2.name, toy3.name)# 点语法调用类方法与静态方法，如：类名.方法
Toy.show_toy_count()
Toy.hi()
# 实例对象调用类方法时，与类对象调用类方法无异，但实际上调用仍通过实例对象继承的类对象
toy1.show_toy_count()
print(toy1.hand)
# 实例对象调用静态方法时，与类对象调用静态方法无异，但实际上调用仍通过实例对象继承的类对象
toy2.hi()
# 实例对象调用实例方法,Python的解释器内部，当我们调用toy3.beybey()时，实际上Python解释成Toy.beybey(toy3)
toy3.beybey()
# Toy.beybey()  # 错误语法，self必须指向实例对象，此处实例方法指向类对象而不是实例对象，因此需要写上实例对象不能省略
Toy.beybey(toy3)
# 类与其实例的类型和内存地址
print(type(Toy), id(Toy), type(toy3), id(toy3))

输出结果

乐高 泰迪熊 哥斯拉
玩具对象的数量 3 <class '__main__.Toy'>
Hello!
玩具对象的数量 3 <class '__main__.Toy'>
2
Hello!
Sad！ <__main__.Toy object at 0x000001FD9F794D60>
Sad！ <__main__.Toy object at 0x000001FD9F794D60>
<class 'type'> 2188806599664 <class '__main__.Toy'> 2188813880672

类方法与静态方法举例

class Cat:  # 或者class Cat()不写父对象形式定义类对象，会默认继承祖先object对象name = '小敏'@classmethoddef www(cls):print('%s 干嘛！' % cls.name)# cls.call()  # 类方法可以调用静态方法@staticmethoddef call():print('喵喵～')Cat.name = '小敏臭弟弟'print(Cat.name)# Cat.www()  # 静态方法可以调用类方法Cat.www()
Cat.call()
# 没有定义实例方法可以创建实例对象继承并使用类其中定义的方法
cat1 = Cat()
cat1.www()
cat1.call()
# 类属性可以等于另一个类
cat2 = Cat()
cat2.name = 'geigei'
Cat.name = Toy
cat1.other = toy1
cat2.other = toy2

输出结果

小敏 干嘛！
喵喵～
小敏臭弟弟
小敏臭弟弟 干嘛！
喵喵～
小敏臭弟弟

祖先对象中包含的基本方法

print(dir(object))['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

总结

类 class 是 Python 中最核心的对象 object，定义类通常要写好类属性，实例方法，类方法，静态方法等几部份。把类和继承的类的实例比作函数中的主函数和子函数，那么 类属性 可认为是全局变量，实例属性 可认为是局部变量；把类看成葫芦，实例方法 则是方便我们照画瓢的同时，提供因地制宜的可能；类方式 能够使我们更高效的使用类的功能而 静态方法 往往能帮助我们了解类的功能

类的各方法间并不是彼此毫不相干，而是有着很强的共性，设计的目的是为了提升编程效率，因此具体使用时应灵活运用，不必局限在抽象的定义之中

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