面向对象初识

 一、概念

在面向对象编程中，术语对象大致意味着一系列数据（属性）以及一套访问和操作这些数据的方法。使用面向对象而非全局变量和函数的原因有多个，但是面向对象的好处在于：

1 多态：可以对不同类型的对象执行相同的操作，而这些操作就像“被施了魔法”一样能够正常运行。
2 封装：对外部隐藏有关对象工作原理的细节。
3 继承：可通过父类创建出多个派生类。

面向对象编程是最有效的软件编写方法之一。
在面向对象编程中，可以编写表示现实世界中的事物和情景的类，并基于这些类来创建对象。
编写类时，你定义的一大类对象都有的通用行为。基于类创建对象时，每个对象都自动具备这种通用行为，然后可根据需要赋予每个对象独特的个性。
使用面向对象编程可模拟现实情境，其逼真程度达到了令人惊讶的地步。

根据类来创建对象被称为实例化，这能够使用类的实例。可在实例中存储什么信息，定义可对这些实例执行的那些操作。还可以编写一些类来扩展既有类的功能，让相似的类能够高效地共享代码。

理解面向对象编程有助于像程序员那样看世界，还可以帮助你真正的明白自己编写的代码：不仅是各行代码的作用，还有代码背后更宏大的概念。了解类背后的概念可培养逻辑思维，能够同规格编写程序来解决遇到的几乎任何问题。

1 创建和使用类

使用类几乎可以模拟任何东西。下面来编写一个表示小狗的简单类Dog----它表示的不是特定的小狗，而是任何小狗。
对于大多数宠物狗，我们都知道些什么呢？ 它们都有名字和年龄，我们还知道小狗会蹲下和打滚。由于大多数小狗都具备上述两项相息（名字和年龄）和两种行为（蹲下和打滚），我们的Dog类将包含它们，这个类让python知道如何创建表示小狗的对象。编写这个类后，我们将使用它来创建表示特定小狗的实例。

1.1 创建Dog类

根据Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。我们赋予了每条小狗蹲下(sit())和打滚(roll_over())的能力:

dog.py

class Dog():                        # *1
    """一次模拟小狗的简单尝试"""        # *2
    def __init__(self,name,age):    # *3
        """初始化属性name和age"""
        self.name = name            # *4
        self.age = age
    def sit(self):                  # *5
        """模拟小狗被命令时蹲下"""
        print(self.name.title()+ " is now sitting.")
    def roll_over(self):
        """模拟小狗被命令时打滚"""
        print(self.name.title() + " is rolled over!")

这里需要注意的地方很多，但不用担心，还有大把的机会熟悉它，

1.1.1 基本说明

首先，在*1出，定义了一个名为Dog的类。根据约定，Python中，首字母大写的名称指的是类。 在*2处编写了一个文档字符对类的功能进行了描述。

1.1.2 初始化方法__init__()

类中的函数成为方法；有关函数的一切都适合于方法，就目前而言，唯一重要的差别就是调用方法的方式。*3处的方法__init__()是一个特殊方法，每当你根据Dog类创建新实例时，Python都会自动执行它。
在这个方法中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。

1.1.3 为何定义形参包含self

将方法__init__()定义成了包含三个形参：self,name,age。在这个方法的定义中，形参self必不可少，还必须位于其它形参的前面。
因为Python调用这个__init__()方法来创建Dog实例时，将自动传入实参self。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。创建Dog类时。Python将调用Dog类的方法__init__()。将通过实参向Dog传递名字和年龄；self会自动传递，因此我们不需要传递它。每当我们根据Dog类创建实例时，都只需要给最够两个形参(name和age)提供值。

1.1.4 属性的赋值

在*4处定义的两个变量都有前缀self。以self为前缀的变量都可提供类中的所有方法使用，我们还可以通过类的任何实例类访问这些变量。
self.name = name 获取存储在name中的值，并且其存储到变量name 中，然后该变量被关联到当前创建的实例。
self.age = age的作用与此类似。像这样可通过实例访问的变量称为属性。

1.1.5 类的普通方法

Dog类还定义了另外两个方法：sit()和roll_over()，如*5处所示。
由于这些方法不需要额外的信息，如名字和年龄。因此它们只要一个形参self。换句话说，它们都会蹲下和打滚，当前sit() 和roll_over()所有的有限，它们至少打印一条信息，指出小狗正在蹲下或者打滚。但可以扩展这些方法以模拟实际情况：如果这个类包含在一个计算机游戏中，这些方法将包含创建小狗和打滚的的动画效果的代码。当然也可以加入你想要的功能。

1.2 根据类创建实例

可将类视为有关如何创建实例的说明。Dog类时一系列说明，让Python知道如何创建表示特定小狗的实例。
说了这么多，下面创建一个表示特定小狗的实例：

dog1 = Dog('ahuang',3)      　　　　　　　　　　　　　　　　# *1
print("The dog's name is " + dog1.name.title() + ".")  # *2
print("The dog is " + str(dog1.age) + " year old.")    # *3

这里使用的是前，面编写的Dog类，在*1处我们让Python创建一个名字为ahuang、年龄为4岁的小狗。
遇到这个代码是，Python使用实参“ahuang”和4调用Dog类中的方法__init__()。方法__init__()创建一个表示特定小狗的实例，并使用我们提供的值来设置属性name和age。方法__init__()并未显式地包含return语句，但python自动返回一个表示这条小狗的实例，并将这个实例存储在变量dog1中。
在这里命名约定很有用：我们通常认为首字母大写的名称(如Dog)指的是类。而小写的名称(如dog1)指的是根据类创建的实例。

1.2.1 属性的访问

要访问实例的属性，可使用句点（.）的方法。如*2处的dog1.name，
.(点)表示法在Python中很常用，这种语法演示了Python如何获悉属性的值。在这里，Python先找到实例dog1。再查找与这个实例相关联的属性name。在Dog类中引用这个属性时，使用的是self.name。在*3处我们使用同样的方法来获悉age的值。
以上代码的输出如下：

The dog's name is Ahuang.
The dog is 3 year old.

1.2.2 调用方法

根据Dog类创建实例后，就可以使用句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法。
下面让小狗蹲下和打滚

dog1.sit()
dog1.roll_over()

输出如下：

Ahuang is now sitting.
Ahuang is rolled over!

要调用方法，可指定实例的名称(这里是dog1)和要调用的方法，并用句点分隔它们。遇到代码dog1.site()时，Python在类Dog中查找方法site()并运行其代码。Python以同样的方法解读代码dog1.roll_over()。
这种语法很有用。如果给属性和方法指定了合适的描述性名称，如name、age、sit()和roll_over()，即便是从未见过的代码块，我们也能够轻松地推断出它是做什么的。

1.2.3 创建多个实例

可根据需求创建任意数量的实例。下面再来创建一个dog2的实例：

my_dog = Dog("ahua", 3)
your_dog = Dog("erha", 2)

print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".") # *2
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " year old.") # *3
my_dog.sit()

print("Your dog's name is " + your_dog.name.title() + ".") # *2
print("Your dog is " + str(your_dog.age) + " year old.") # *3
your_dog.sit()

在这个实例中，我们创建了两条小狗，它们分别为ahua和erha。每条小狗都是一个独立的实例，有自己一组属性，能够执行相同的操作：

My dog's name is Ahua.
My dog is 3 year old.
Ahua is now sitting.
Your dog's name is Erha.
Your dog is 2 year old.
Erha is now sitting.

就是我们给第二条狗指定同样的名字和年龄，Python依然会根据Dog类创建另一个实例。可按需求根据一个类创建任意数量的实例，条件是将每个实例都存储在不同的变量中，或者占用列表或字典的不同位置。

二 操作静态变量的两种方式：

先创建一个类

class Person:
    '''内容'''
    animal='高级动物'
    soul='有思想'
    #animal，soul为静态变量

    def __init__(self,name,sex,eye,high,weight):  #这是构造方法
        self.name=name  #属性
        self.sex=sex
        self.eye=eye
        self.high=high
        self.weight=weight
        print(666)

    def work(self): #动态变量，动态方法，方法
        print(self)
        print('人会工作')

2.1 类名.__dict__方法 只能查看，不能增删改。

2.1.1 查看全部静态变量

print(Person.__dict__)
结果为：{'__module__': '__main__', '__doc__': '内容', 'animal': '高级动物', 'soul': '有思想', '__init__': <function Person.__init__ at 0x000002100833A8C8>, 'work': <function Person.work at 0x000002100833A950>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>}

2.1.2查看单个静态变量

print(Person.__dict__['animal'])
结果为：
高级动物

2.2 类名.变量名 可增删改查

2.2.1 查

print(Person.animal)
结果为：
高级动物

2.2.2 增加

Person.kind='有性格'
print(Person.kind)
结果为：
有性格

2.2.3 删

del Person.kind

2.2.4修改

Person.kind='有个性'
print(Person.kind)
结果为：
有个性

三 类操作方法的两种方式

3.1 类名.__dict__方法名

print(Person.__dict__['work'](11))
结果为：
11
人会工作
None

3.2 类名.方法名()

Person.work(222)
结果为：
222
人会工作

3.3 如果类操作方法：类名.方法名()

只要创建一个类，里面的内容就已经加载到内存中

四 对象

4.1 概念

对象：类名() 实例化一个对象

4.2 实例化

**实例化：类名加括号就是实例化，会自动触发__init__函数的运行，可以用它来为每个实例定制自己的特征
（1）实例化一个对象，在内存中产生一个对象空间
（2）自动执行init方法，并将这个空间对象<main.Person object at 0x0000000001F5ABE0> 传给self
（3）通过构造方法里的代码给空间对象添加一些属性，并返回给对象**
例如：

p1=Person('张三','男','大眼睛',176,170)
print(p1.__dict__)
结果为：
{'name': '张三', 'sex': '男', 'eye': '大眼睛', 'high': 176, 'weight': 170}

五 对象操作属性变量的两种方式

5.1 对象.__dict__方法,只能查看不能增删改

p2=Person('李四','男','小眼睛',170,170)
print(p2.__dict__)
结果为：
{'name': '李四', 'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170}

5.2 对象.变量名，可增删改查

5.2.1 查

print(p2.name)
结果为：
李四

5.2.2 增加

p2.color='黄皮肤'
print(p2.color)

5.2.3 删除

del p2.name
print(p2.__dict__)
结果为：
{'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170, 'color': '黄皮肤'}

5.2.4 改

print(p2.__dict__)
p2.name='王麻子'
print(p2.__dict__)
结果为：
{'name': '李四', 'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170}
{'name': '王麻子', 'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170}

5.3 可以访问类的静态变量

5.3.1 查询全部变量

print(p2.__dict__)
{'name': '李四', 'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170}

5.3.2 查询单个变量，类名.变量名

print(p2.animal)
结果为：
高级动物

六 对象操作的两种方式

6.1 对象.方法名()

p2.work()
结果为：
<__main__.Person object at 0x0000025324099D68>
人会工作
print(p2.__dict__)
{'name': '李四', 'sex': '男', 'eye': '小眼睛', 'high': 170, 'weight': 170}

6.2 类名.方法名()

Person.work('abc')
abc
人会工作

七 类空间、对象空间

class Person:
    animal='高级动物'
    soul='有思想'
    name='孙悟空'

    def __init__(self,name,sex,eye,high,weight):
        self.name=name
        self.sex=sex
        self.eye=eye
        self.high=high
        self.weight=weight
        print(666)
    def work(self,job):
        print('人会工作')

p1=Person('alex','女','小眼睛',178,160)

print(p1.name)
print(p1.soul)
print(p1.__dict__)
print(p1.eye)
p1.work('IT')
print(p1.__dict__)
结果为:
666
alex
有思想
{'name': 'alex', 'sex': '女', 'eye': '小眼睛', 'high': 178, 'weight': 160}
小眼睛
人会工作
{'name': 'alex', 'sex': '女', 'eye': '小眼睛', 'high': 178, 'weight': 160}

可以看到self约定俗成叫self，不能改变

通过实例化对象查找属性时，先从对象空间找，没有则通过类对象指针从类空间找。