Python面向对象（基础篇）

引言

提到面向对象，总是离不开几个重要的术语：多态（Polymorphism），继承（Inheritance）和封装（Encapsulation）。Python也是一种支持OOP的动态语言，本文将简单阐述Python对面向对象的支持。

创建类和对象

面向对象编程是一种编程方式，此编程方式的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现，所以，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

　　类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能

　　对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数

class是关键字，表示类

创建对象，类名称后加括号即可

class Foo:     

    def Bar(self):

        print('Bar')

    def Hello(self, name):

        print('i am %s' %name)

# 根据类Foo创建对象obj

obj = Foo()

obj.Bar()            #执行Bar方法

obj.Hello('yanghao'') #执行Hello方法　

封装

封装，顾名思义就是将内容封装到某个地方，以后再去调用被封装在某处的内容。

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

• 将内容封装到某处
• 从某处调用被封装的内容

class foo:

    def __init__(self,name,age):

        self.name = name

        self.age = age

obj1 = foo('yanghao',22)

obj2 = foo('xiaohaozi',22)

self 是一个形式参数，当执行 obj1 = Foo('yanghao', 22 ) 时，self 等于 obj1

　　　　　　　　　　当执行 obj2 = Foo('xiaohaozi', 22 ) 时，self 等于 obj2

所以，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每个对象中都有 name 和 age 属性

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种情况：

• 通过对象直接调用
• 通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

class Foo:
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
obj1 = Foo('yanghao', 22)
print(obj1.name)    # 直接调用obj1对象的name属性
print(obj1.age)     # 直接调用obj1对象的age属性
 
obj2 = Foo('xiaohaozi', 18)
print(obj2.name)    # 直接调用obj2对象的name属性
print(obj2.age)    # 直接调用obj2对象的age属性

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，需要通过self间接调用被封装的内容

class 类名:
    def __init__(self,参数1,参数2):
        self.对象的属性1 = 参数1
        self.对象的属性2 = 参数2

    def 方法名(self):pass

    def 方法名2(self):pass

对象名 = 类名(1,2)  #对象就是实例，代表一个具体的东西
                  #类名() : 类名+括号就是实例化一个类，相当于调用了__init__方法
                  #括号里传参数，参数不需要传self，其他与init中的形参一一对应
                  #结果返回一个对象
对象名.对象的属性1   #查看对象的属性，直接用 对象名.属性名 即可
对象名.方法名()     #调用类中的方法，直接用 对象名.方法名() 即可

class Foo:
  
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
  
    def detail(self):
        print self.name
        print self.age
  
obj1 = Foo('yanghao', 22)
obj1.detail()  # Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 yanghao；self.age 是 22
  
obj2 = Foo('xiaohaozi', 18)
obj2.detail()  # Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 xiaohaozi ； self.age 是 18

综上所述，对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

类属性的补充

一：我们定义的类的属性到底存到哪里了？有两种方式查看

dir(类名)：查出的是一个名字列表

类名.__dict__:查出的是一个字典，key为属性名，value为属性值

二：特殊的类属性

类名.__name__# 类的名字(字符串)

类名.__doc__# 类的文档字符串

类名.__base__# 类的第一个父类

类名.__bases__# 类所有父类构成的元组

类名.__dict__# 类的字典属性

类名.__module__# 类定义所在的模块

类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)

练习

小明，10岁，男，上山去砍柴

小明，10岁，男，开车去东北

小明，10岁，男，最爱大保健

老李，90岁，男，上山去砍柴

老李，90岁，男，开车去东北

老李，90岁，男，最爱大保健

def A(name, age, gender):
    print ("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(name, age, gender))

def B(name, age, gender):
    print ("%s,%s岁,%s,开车去东北" %(name, age, gender))

def C(name, age, gender):
    print ("%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(name, age, gender))

A('小明', 10, '男')
B('小明', 10, '男')
C('小明', 10, '男')

A('老李', 90, '男')
B('老李', 90, '男')
C('老李', 90, '男')

class Foo:
    def __init__(self, name, age, gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def A(self):
        print("%s,%s岁,%s,上山去砍柴" % (self.name, self.age, self.gender))

    def B(self):
        print("%s,%s岁,%s,开车去东北" % (self.name, self.age, self.gender))

    def C(self):
        print("%s,%s岁,%s,最爱大保健" % (self.name, self.age, self.gender))

xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
xiaoming.A()
xiaoming.B()
xiaoming.C()

laoli = Foo('老李', 90, '男')
laoli.A()
laoli.B()
laoli.C()

上述对比可以看出，如果使用函数式编程，需要在每次执行函数时传入相同的参数，如果参数多的话，又需要粘贴复制了...  ；而对于面向对象只需要在创建对象时，将所有需要的参数封装到当前对象中，之后再次使用时，通过self间接去当前对象中取值即可。

继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容。

例如：

　　猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能，如下所示：

class 猫：

    def 喵喵叫(self):
        print('爬树')

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something

class 狗：

    def 汪汪叫(self):
        print('看门')

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something

上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想，如下实现：

　　动物：吃、喝、拉、撒

　　   猫：喵喵叫（猫继承动物的功能）

　　   狗：汪汪叫（狗继承动物的功能）

class 动物:

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 猫(动物)：

    def爬树(self):
        print('爬树')

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 狗(动物)：

     def 看门(self):
        print('看门')

class Animal:

    def eat(self):
        print("%s 吃 " % self.name)

    def drink(self):
        print("%s 喝 " % self.name)

    def shit(self):
        print("%s 拉 " % self.name)

    def pee(self):
        print("%s 撒 " % self.name)

class Cat(Animal):

    def __init__(self, name,):
        self.name = name

    def cry(self):
        print("爬树")

class Dog(Animal):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def cry(self):
        print("看门")

c1 = Cat("小白")
c1.eat()
c1.cry()

c2 = Cat("小黄")
c2.drink()
c2.cry()

d1 = Dog("小黑")
c1.shit()
d1.cry()

所以，对于面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。

注：除了子类和父类的称谓，你可能看到过 派生类 和 基类 ，他们与子类和父类只是叫法不同而已。

那么问题又来了，多继承呢？

• 是否可以继承多个类
• 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？

1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类

2、Python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先

 

• 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先方式查找
• 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先方式查找

经典类和新式类，从字面上可以看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推荐的写法，从写法上区分的话，如果 当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。

class D:

    def bar(self):
        print 'D.bar'

class C(D):

    def bar(self):
        print 'C.bar'

class B(D):

    def bar(self):
        print 'B.bar'

class A(B, C):

    def bar(self):
        print 'A.bar'

a = A()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()

class D(object):

    def bar(self):

        print('D.bar')

class C(D):

    def bar(self):

        print("C.bar")

class B(D):

    def bar(self):

        print('B.bar')

class A(B,C):

    def bar(self):

        print('A.bar')

a = A()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()

经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错

新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错

注意：在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

补充：那么问题来了A类和B类都有独立的__init__那么如何使用共同的属性并且使用自己独立的属性

方法一：类名.__init__

class A:
    def __init__(self, name, sex, age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age


class B(A):
    def __init__(self, name, sex, age, stature):
        self.stature = stature
        #方法一:
        A.__init__(self,name,sex,age)

    def func(self):
        return '姓名：%s 性别：%s 年龄：%s 身高：%s' % (self.name, self.sex, self.age, self.stature)


obj = B('小白', '男', 23, 1.70)
print(obj.func())

方法二：super

class A:
    def __init__(self, name, sex, age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age


class B(A):
    def __init__(self, name, sex, age, stature):
        self.stature = stature
        #方法二：通过super
        super().__init__(name, sex, age)

    def func(self):
        return '姓名：%s 性别：%s 年龄：%s 身高：%s' % (self.name, self.sex, self.age, self.stature)


obj = B('小白', '男', 23, 1.70)
print(obj.func())

多态

Pyhon不支持Java和C#这一类强类型语言中多态的写法，但是原生多态，其Python崇尚“鸭子类型”。

class F1:
    pass

class S1(F1):

    def show(self):
        print 'S1.show'

class S2(F1):

    def show(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

class F1:

    pass

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)