《Python编程从入门到实践》学习笔记8(第9章:类)
笔者从昨天开始感觉到了课程的难度,接下来不能简单的概括知识点。笔者将会按照书上的标题章节来整理知识点。这样看起来会更加直观。
9.1 创建类和使用类
9.1.1 创建Dog类
1 class Dog(): 2 """一次模拟小狗的简单尝试""" 3 4 def __init__(self,name,age): 5 """初始化属性name和age""" 6 self.name = name 7 self.age = age 8 9 def sit(self): 10 """模拟小狗被命令时蹲下""" 11 print(self.name.title() + " is now sitting.") 12 13 def roll_over(self): 14 """模拟小狗被命令时打滚""" 15 print(self.name.title() + " rolled over!")
根据约定,在Python中,首字母大写的名称指的是类。这个类定义中的括号是空的,因为我们要从空白创建这个类。
第2行是之前提到过的文档字符串,对这个类的功能做了描述。
1.方法_init_()
类中的函数称为方法;_init_()方法时候一个特殊的方法,每当你根据Dog类创建新实例时,Python都会自动运行它。开头和末尾的下划线,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。
在这个方法的定义中,形参self必不可少,必须位于其他形参前面。原因:Python调用这个方法来创建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,让实例能够访问类的属性和方法。
self会自动传递,因此我们不需要传递它。每当我们创建实例时,只需要给最后两个形参提供值。
第6行和第7行定义了两个以self为前缀的变量,可供类中的所有方法使用,还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name = name获取存储在形参name中的值,并将它存储到变量name中,然后该变量被关联到当前创建的实例。像这样可通过实例访问的变量称为属性。
2.在Python2.7中创建类
class ClassName(object):
--ship--
9.1.2 根据类创建实例
可将类视为有关如何创建实例的说明。
下面来创建一个表示特定小狗的实例:
class Dog():
--ship--
my_dog = Dog('while', 6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog is "+str(my_dog.age) + " years old")
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。我们将这个实例存储在变量my_dog中。
1.访问属性
要访问实例的属性,可以使用句点表示方法。
2.调用方法
创建实例后,可以使用句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法。
class Dog(): --ship-- my_dog = Dog('while', 6) my_dog.sit() my_dog.roll_over()
3.创建多个实例
my_dog = Dog('while', 6) your_dog = Dog('lucy',3) print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".") print("My dog is "+str(my_dog.age) + " years old") my_dog.sit() print("\nYour dog's name is " + your_dog.name.title() + ".") print("your dog is "+str(your_dog.age) + " years old") your_dog.roll_over()
可以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,或占用列表或字典的不同位置。
9.2 使用类和实例
9.2.1 Car 类,给属性指定默认值
类中的每个属性都必须有初始值。在有些情况下,如设置默认值时,在方法方法_init_()内指定这种初始值是可行的;如果你对某个属性这样做了,就无需包含为它提供初始值的形参。
class Car(): """一次模拟汽车的简单尝试""" def __init__(self,make,model,year): """初始化描述汽车的属性""" self.make = make self.model = model self.year = year self.odometer_reading = 0 def get_descriptive_name(self): """返回整洁的描述信息""" long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' +self.model return long_name.title() def read_odometer(self): """打印一条指出汽车里程的消息""" print("This car has "+ str(self.odometer_reading) + " miles on it") my_new_car = Car('audi','a4',2016) print(my_new_car.get_descriptive_name()) my_new_car.read_odometer()
9.2.2修改属性的值
可以以三种不同的方式修改属性的值:直接通过实例进行修改;通过方法进行设置;通过方法进行递增(增加特定的值)。
1.直接修改属性的值
my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()
使用句点表示法来直接访问并设置汽车的属性odometer_reading。
2.通过方法修改属性的值
class Car(): --ship-- def update_odometer(self,mileage): """将里程表读数设置为指定的值""" self.odometer_reading = mileage my_new_car = Car('audi','a4',2016) print(my_new_car.get_descriptive_name()) my_new_car.update_odometer(23) my_new_car.read_odometer()
3.通过方法对属性的值进行递增
class Car(): --ship-- def update_odometer(self,mileage): --ship-- def increament_odometer(self,miles): """将里程表读数增加指定的量""" self.odometer_reading += miles my_new_car = Car('audi','a4',2016) print(my_new_car.get_descriptive_name()) my_new_car.update_odometer(23) my_new_car.read_odometer() my_new_car.increament_odometer(100) my_new_car.read_odometer()
输出结果:
2016 Audi A4 This car has 23 miles on it This car has 123 miles on it
9.3继承
编写类时,并非总要从空白开始。如果你要编写的类是另一个现成类的特殊版本,可使用继承。一个类继承另一个类时,它将自动获得另一个类的所有属性和方法;原有的类称为父类,而新的类称为子类。子类继承了其父类的所有属性和方法,同时还可以定义自己的属性和方法。
9.3.1 子类的方法_init_()
创建子类的实例时,Python首先需要完成的任务是给父类所有的属性赋值。为此子类的方法_init_()需要父类施以援手。
下面创建一个简单的ElectriCar类版本,它具备Car类的所有功能:
class Car(): """一次模拟汽车的简单尝试""" def __init__(self,make,model,year): """初始化描述汽车的属性""" self.make = make self.model = model self.year = year self.odometer_reading = 0 def get_descriptive_name(self): """返回整洁的描述信息""" long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' +self.model return long_name.title() def read_odometer(self): """打印一条指出汽车里程的消息""" print("This car has "+ str(self.odometer_reading) + " miles on it") def update_odometer(self,mileage): """将里程表读数设置为指定的值""" self.odometer_reading = mileage def increament_odometer(self,miles): """将里程表读数增加指定的量""" self.odometer_reading += miles class ElectricCar(Car): """电动车的独特之处""" def __init__(self,make,model,year): """初始化父类的属性""" super().__init__(make,model,year) my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016) print(my_tesla.get_descriptive_name())
用粉红色标出的括号不能丢,否则会报错。出现:descriptor '__init__' requires a 'super' object but received a 'str' 的错误。
9.3.2 Python2.7中的继承
在Python2.7中,继承的语法稍有不同,ElectricCar类的定义类似于下面这样:
class Car(object): def_init_(self,make,model,year): --ship-- class ElectricCar(Car): def_init_(self,make,model,year): super(ElectricCar,self)._init_(make,model,year) --ship--
函数super()需要两个实参:子类名和对象self。另外,在Python2.7中使用继承时,务必在定义父类时在括号内指定object。
9.3.3 给子类定义属性和方法
class Car(): --ship-- class ElectricCar(Car): """电动车的独特之处""" def __init__(self,make,model,year): """ 电动汽车的独特之处 初始化父类的属性,再初始化电动汽车特有的属性 """ super().__init__(make,model,year) self.battery_size = 70 def describe_battery(self): """打印一条描述电瓶容量的消息""" print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kwh battery.") my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016) print(my_tesla.get_descriptive_name()) my_tesla.describe_battery()
输出结果:
2016 Tesla Model S This car has a 70-kwh battery.
9.3.4 重写父类的方法
可以在子类中定义一个这样的方法,即它与要重写的父类方法同名。
假设Car类有一个名为fill_gas_tank()的方法,它对电动汽车毫无意义,因此可以重写它,下面演示了一种重写方式:
class ElectricCar(): --ship-- def fill_gas_tank(self): """电动汽车没有邮箱""" print("This car doesn't need a gas tank!")
9.3.5 将实例用作属性
使用代码模拟实物时,属性和方法清单以及文件都越来越长。在这种情况下,可能需要将类的一部分作为一个独立的类提取出来。可以将大型类拆分成多个协同工作的小类。
例如,不断给ElectricCar添加细节时,可能会包含很多专门针对汽车电瓶的属性和方法。在这种情况下,我们可将这些属性和方法提取出来,放到另一个名为Battery的类中,并将一个Battery的实例用作ElectricCar()类的一个属性:
class Car(): --ship-- class Battery(): """一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试""" def __init__(self,battery_size=70): """初始化电瓶的属性""" self.battery_size = battery_size def describe_battery(self): """打印一条描述电瓶容量的消息""" print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kwh battery.") class ElectricCar(Car): """电动车的独特之处""" def __init__(self,make,model,year): """ 电动汽车的独特之处 初始化父类的属性,再初始化电动汽车特有的属性 """ super().__init__(make,model,year) self.battery = Battery()
my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016) print(my_tesla.get_descriptive_name()) my_tesla.battery.describe_battery()
先是定了一个新类Battery,在方法_init_()处除self外,还有另一个形参battery_size。这个形参是可选的:如果没有给它提供任何值,电瓶容量将被设置为70。
在ElectricCar类中添加了一个名为self.battery的属性。让Python创建一个新的Battery实例(由于没有指定尺寸,因此为默认值70),并将该实例存储在属性self.battery中。每当方法_init_()被调用时,都执行该操作;因此现在每个ElectricCar实例都包含一个自动创建的Battery实例。
输出与我们前面看到的相同:
2016 Tesla Model S This car has a 70-kwh battery.
下面再给Battery类添加一个方法,它根据电瓶容量报告汽车的续航里程:
class Car(): --ship-- class Battery(): --ship-- def get_range(self): """打印一条消息,指出电瓶的续航里程""" if self.battery_size == 70: range = 240 elif self.battery_size == 85: range = 270 message = "This car can go approximately " +str(range) message += " miles on a full charge." print(message) class ElectricCar(Car): --ship-- my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016) print(my_tesla.get_descriptive_name()) my_tesla.battery.describe_battery() my_tesla.battery.get_range()
这个方法,也通过汽车的属性battery来调用它。输出指出了汽车的续航里程(这取决于电瓶的容量):
2016 Tesla Model S This car has a 70-kwh battery. This car can go approximately 240 miles on a full charge.
9.4 导入类
9.4.1 导入单个类
首先,创建一个只包含Car类的模块。由于在本章中,已经有一个名为car.py的文件,但这个模块也命名为car.py,因为它包含表示汽车的代码。我们将这样解决问题:将Car类存储在一个名为car.py的模块中,该模块将覆盖前面使用的文件car.py。从现在开始,使用该模块的程序都必须使用更加具体的文件名,如my_car.py。下面是模块car.py,其中只包含Car类的代码:
接着,创建另一个文件——my_car.py,在其中导入Car类并创建实例。
from car import Car
9.4.2 在一个模块中存储多个类
虽然同一个模块中的类之间应存在某种相关性,但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。
9.4.3 从一个模块中导入多个类
from car import Car,ElectricCar
9.4.4 导入整个模块
可以导入整个模块,再使用句点表示法访问需要的类。
imprt car
my_beetle = car.Car('volkswagen','beetle,2016)
9.4.5 导入模块中的所有类
from module_name import*
不推荐使用这种导入方式,原因有二。首先,如果只要看一下文件开头的import语句,就能清楚地知道程序使用了哪些类。但是这种导入方式没有明确地指出你使用了模块中的哪些类。这种方式还可能引发名称方面的困惑。如果一不小心导入了一个与程序文件中其他同名的类,将引发难以诊断的错误。
9.4.6 在一个模块中导入另一个模块
如果一个模块中的类依赖于另一个模块中的类,可在前一个模块中导入必要的类。
例如,将Car类存储在一个模块中,并将ElectricCar和Battery类存储在另一个模块中。我们将第二个模块命名为electric_car.py。
electric_car.py
“““一组可用于表示电动汽车的类””” from car import Car class Battery(): --ship-- class ElectricCar(car): --ship--
这一章的知识似乎很多,动手试一试,笔者没有每个都做,下面举个栗子吧。
p160 9-14 骰子
from random import randint class Die(): def __init__(self,sides = 6): self.sides = sides def roll_die(self): result=randint(1,self.sides) return result touzi = Die() results = [] print("6面的骰子,掷10次:") for time in range(10): results.append(touzi.roll_die()) print(results) results = [] middle_touzi =Die(10) print("\n10面的骰子,掷10次:") for time in range(10): results.append(middle_touzi.roll_die()) print(results) results = [] big_touzi = Die(20) print("\n20面的骰子,掷10次:") for time in range(10): results.append(big_touzi.roll_die()) print(results)
输出的结果:
6面的骰子,掷10次: [2, 5, 1, 3, 4, 2, 6, 5, 6, 1] 10面的骰子,掷10次: [9, 1, 8, 4, 3, 7, 1, 6, 9, 5] 20面的骰子,掷10次: [4, 13, 9, 17, 13, 3, 13, 8, 1, 11]
用了列表的形式进行展示,是为了输出结果的美观。
9.6 类编码风格
类名采用驼峰命名法,即将类名中的每个单词的首字母都大写,而不使用下划线。实例名和模块名都采用小写格式,并在单词之间加上下划线。
对于每个类,都应该紧跟类定义后面包含一个文档字符串。
可用空行来组织代码,但不能滥用。在类中,可使用一个空行来分隔方法;而在模块中,可使用两个空行来分隔类。
需要同时导入标准库中的模块和你编写的模块时,先编写导入标准模块的import语句,再添加一个空行,然后编写导入你自己编写的模块的import语句。