Python之面向对象1

面向对象的最主要目的是提高程序的重复使用性。Python的整个概念是基于对象的。了解OOP是进一步学习Python的关键。

Python中的对象

在Python中，一个对象的特征（或“你知道的事情”）也称为属性（attribute），这应该很好记。动作（或“能够对对象做的操作”）称为方法（method）。

如果要建立一个球的Python版本或者模型（model），球就是一个对象，它要有属性和方法。

球的属性可能包括：

ball.color

ball.size

ball.weight

这些都是关于球的描述。

球的方法可能包括：

ball.kick()

ball.throw()

ball.inflate()

这些都是可以对球做的操作

什么是属性

属性就是你所知道（或者可以得出）的关于球的所有方面。球的属性就是一些信息（数字、字符串等等）。听起来很熟悉？没错，它们就是变量，只不过是包含在对象中的变量。

可以显示：

print ball.size

可以为它们赋值：

ball.color = 'green'

可以把它们赋给常规的、不是对象的变量：

myColor = ball.color

还可以把它们赋给其他对象的属性：

myBall.color = yourBall.color

什么是方法

方法就是可以对对象做的操作，它们是一些代码块，可以调用这些代码块来完成某个工作。听起来很熟悉？没错，方法就是包含在对象中的函数。

函数能做到的，方法都可以做到，包括传递参数和返回值。

对象 = 属性+ 方法

所以利用对象，可以把一个东西的属性和方法（你知道的事情和你可以做的事情）收集在一起。属性是信息，方法是动作。

这个点是什么

在前面的球例子中，你可能已经注意到对象名与属性或方法名之间的点。这是Python使用对象属性和方法的一种记法：object.attribute或object.method()。就这么简单。这称为点记法，很多编程语言中都使用了这种记法。(这个点类似“我的电脑、你的手机”里的那个“的”)

创建对象

Python中创建对象包括两步。

第一步是定义对象看上去什么样，会做什么，也就是它的属性和方法。但是创建这个描述并不会真正创建一个对象。这有点像一个房子的蓝图。蓝图可以告诉你房子看上去怎么样，但是蓝图本身并不是一个房子。你不可能住在一个蓝图里。只能用它来建造真正的房子。实际上，可以使用蓝图盖很多的房子。(在Python中，对象的描述或蓝图称为一个类（class）。

第二步是使用类来建立一个真正的对象。这个对象称为这个类的一个实例（instance）。

下面来看一个建立类和实例的例子。代码清单1显示了一个简单的Ball类的类定义:

代码清单1是一个球的类定义，其中只有一个方法bounce()。不过，属性呢？嗯，属性并不属于类，它们属于各个实例。因为每个实例可以有不同的属性。

创建一个对象实例

前面提到过，类定义并不是一个对象。这只是蓝图。现在来盖真正的房子。

如果想创建Ball的一个实例，可以这样做：

myBall = Ball()

这个球还没有任何属性，所以下面给它提供一些属性：

myBall.direction = "down"

myBall.color = "green"

myBall.size = "small"

这是为对象定义属性的一种方法。下一节还会学习另一种方法。

现在来试试它的方法。我们要这样使用bounce()方法：

myBall.bounce()

下面把这些都放在一个程序里，增加一些print语句来看发生了什么。程序见代码清单2:

运行这个程序，可以看到下面的结果：

注意，调用bounce()方法会把球的方向（direction）从下（down）改为上（up），这正是bounce()方法中的代码所要做的。

初始化对象

创建球对象时，并没有在size、color或direction中填入任何内容。必须在创建对象之后填充这些内容。不过有一种方法可以在创建对象时设置属性。这称为初始化对象。

术语箱

初始化（Initializing）表示“开始时做好准备”。在软件中对某个东西初始化时，就是把它设置成一种我们希望的状态或条件，以备使用。

创建类定义时，可以定义一个特定的方法，名为__init__()，只要创建这个类的一个新实例，就会运行这个方法。可以向__init__()方法传递参数，这样创建实例时就会把属性设置为你希望的值。代码清单3显示了这是如何实现的。

如果这个程序，得到的输出应该与代码清单2的相同。区别在于，代码清单14-3使用了__init__()方法来设置属性

“魔法”方法: __str__()

Python中的对象有一些“魔法”方法，当然它们并不是真的有魔法！这些只是在你创建类时Python自动包含的一些方法。Python程序员通常把它们叫做特殊方法（special method）。

我们已经知道，__init__()方法会在对象创建时完成初始化。每个对象都内置有一个__init__()方法。如果你在类定义中没有加入自己的__init__()方法，就会有这样一个内置方法接管，它的工作就是创建对象。

另一个特殊方法是__str__()，它会告诉Python打印（print）一个对象时具体显示什么内容。Python会默认以下内容。

• 实例在哪里定义（Carter的例子中，就是在__main__中，这是程序的主部分）。
• 类名（Ball）。
• 存储实例的内存位置（0x00BB83A0部分）。

不过，如果你希望print为对象显示其他的内容，可以定义自己的__str__()，这会覆内置的__str__()方法。代码清单4举了个例子

什么是self

你可能已经注意到，在类属性和方法定义中多处出现了“self”，比如：

def bounce(self):

self是什么意思？嗯，我们说过，可以使用蓝图盖很多个房子，还记得吧？使用一个类也可以创建多个对象实例，例如：

cartersBall = Ball("red", "small", "down")

warrensBall = Ball("green", "medium", "up")

调用其中一个实例的方法时，像这样：

warrensBall.bounce()

方法必须知道是哪个实例调用了它。是cartersBall需要反弹吗？还是warrensBall？self参数会告诉方法哪个对象调用它。这称为实例引用（instance reference）。

不过先等等！调用方法时，warrensBall.bounce()的括号里没有参数，但是方法里却有一个self参数。既然我们并没有传入任何东西，这个self参数从哪里来的？这是Python处理对象的另外一个“魔法”。调用一个类方法时，究竟是哪个实例调用了这个方法？这个信息（也就是实例引用）会自动传递给方法。

这就像写成：

Ball.bounce(warrensBall)

在这种情况下，我们告诉了bounce()方法哪个球要反弹。实际上，这个代. 码也能正常工作，因为写成warrensBall.bounce()时，Python在后台确实也是这么做的。

顺便说一句，self这个名字在Python中没有任何特殊的含义。只不过所有人都使用这个实例引用名。这也是让代码更易读的一个约定。也可以把这个实例变量命名为你想要的任何名字，不过强烈建议你遵循这个约定，因为使用self能减少混乱。

之前我们建立过一个热狗程序。现在作为使用对象的例子，我们来为热狗建立一个类。

一个示例类—— HotDog

在这个例子中，我们假设热狗总包括一个小面包。（否则可真是一团糟。）下面为热狗指定一些属性和方法。

下面是热狗的属性。

• cooked_level：这是一个数字，通过这个属性我们可以知道热狗烤了多长时间。0–3表示还是生的，超过3表示半生不熟，超过5表示已经烤好，超过8表示已经烤成木炭了！我们的热狗开始时是生的。
• cooked_string：这是一个字符串，描述热狗的生熟程度。
• condiments：这是热狗上的配料列表，比如番茄酱、芥末酱等。

下面是热狗的方法。

• cook()：把热狗烤一段时间。这会让热狗越来越熟。
• add_condiment()：给热狗加一些配料。
• __init__()：创建实例并设置默认属性。
• __str__()：让print的结果看起来更好一些。

首先，需要定义类。先定义__init__()方法，它会为热狗设置默认属性：

class HotDog:

def __init__(self):

self.cooked_level = 0

self.cooked_string = "Raw"

self.condiments = []

先从一个没有加任何配料的生热狗开始。

现在，来建立一个方法烤热狗：

def cook(self, time):

self.cooked_level = self.cooked_level + time

if self.cooked_level > 8:

self.cooked_string = "Charcoal"

elif self.cooked_level > 5:

self.cooked_string = "Well-done"

elif self.cooked_level > 3:

self.cooked_string = "Medium"

else:

self.cooked_string = "Raw"

继续下面的工作之前，先对这一部分做个测试。首先，需要创建热狗的一个实例，还要检查它的属性。

myDog = HotDog()

print myDog.cooked_level

print myDog.cooked_string

print myDog.condiments

下面把这些内容都放在一个程序中，运行这个程序。代码清单5显示了（到目前为止）完整的程序。

# 代码清单 5 热狗程序的开始部分

class HotDog:

def __init__(self):

self.cooked_level = 0

self.cooked_string = "Raw"

self.condiments = []

def cook(self, time):

self.cooked_level = self.cooked_level + time

if self.cooked_level > 8:

self.cooked_string = "Charcoal"

elif self.cooked_level > 5:

self.cooked_string = "Well-done"

elif self.cooked_level > 3:

self.cooked_string = "Medium"

else:

self.cooked_string = "Raw"

myDog = HotDog()

print myDog.cooked_level

print myDog.cooked_string

print myDog.condiments

提示:Python中的另一个约定是类名总是以大写字母开头。目前为止，我们已经见到Ball和HotDog，所以说我们一直都在遵循这个约定。

现在，运行代码清单14-5中的代码，看看会得到什么。结果应该像这样：

>>>

0

Raw

[]

>>> 

可以看到，属性分别是cooked_level = 0，cooked_string = "Raw"，另外condiments为空。

现在来测试cook()方法。把下面的代码行增加到代码清单5中：

print "Now I'm going to cook the hot dog"

myDog.cook(4)

print myDog.cooked_level

print myDog.cooked_string

再运行这个程序，现在输出会变成：

>>>

0

Raw

[]

Now I'm going to cook the hot dog

4

Medium

>>> 

看来我们的cook()方法能正常工作。cooked_level从0变成4，而且字符串也得到更新（从Raw变成Medium）。

下面来增加一些配料。这需要一个新的方法。另外还可以自己增加__str__()函数，让打印对象更为容易。按代码清单6编辑程序。

这个代码清单有点儿长，但我还是建议你自己键入这些代码，而且你已经有了之前代码清单5中的部分代码

运行这个程序，看看能得到什么。结果应该如下：

>>> ================================ RESTART ================================

>>> 

Raw hot dog.

Cooking hot dog for 4 minutes...

Medium hot dog.

Cooking hot dog for 3 more minutes...

Well-done hot dog.

What happens if I cook it for 10 more minutes?

Charcoal hot dog.

Now, I'm going to add some stuff on my hot dog

Charcoal hot dog with ketchup, mustard.

>>> 

程序的第一部分创建了类。第二部分测试了烤这个虚拟热狗和添加配料的方法。不过从最后几行代码来看，我认为烤得太过了。这太浪费番茄酱和芥末酱了！