python中一切皆为对象,类型的本质就是类,所以我们已经使用了很长一段时间的类了。
>>> dict #类型dict就是类dict <class 'dict'> >>> d=dict(name='eva') #实例化 >>> d.pop('name') #向d发一条消息,执行d的方法pop 'eva'
从上面的例子来看,字典就是一类数据结构,我一说字典你就知道是那个用{}表示,里面由k-v键值对的东西,它还具有一些增删改查的方法。但是我一说字典你能知道字典里具体存了哪些内容么?不能,所以我们说对于一个类来说,它具有相同的特征属性和方法。
而具体的{'name':'eva'}这个字典,它是一个字典,可以使用字典的所有方法,并且里面有了具体的值,它就是字典的一个对象。对象就是已经实实在在存在的某一个具体的个体。
再举一个其他的例子,通俗一点,比如你现在有一个动物园,你想描述这个动物园,那么动物园里的每一种动物就是一个类,老虎、天鹅、鳄鱼、熊。他们都有相同的属性,比如身高体重出生时间和品种,还有各种动作,比如鳄鱼会游泳,天鹅会飞,老虎会跑,熊会吃。
但是这些老虎熊啥的都不是具体的某一只,而是一类动物。虽然他们都有身高体重,但是你却没有办法确定这个值是多少。如果这个时候给你一只具体的老虎,而你还没死,那你就能给他量量身高称称体重,这些数值是不是就变成具体的了?那么具体的这一只老虎就是一个具体的实例,也是一个对象。不止这一只,其实每一只具体的老虎都有自己的身高体重,那么每一只老虎都是老虎类的一个对象。
在python中,用变量表示特征,用函数表示技能,因而具有相同特征和技能的一类事物就是‘类’,对象则是这一类事物中具体的一个。
类的相关知识
声明类
''' class 类名: '类的文档字符串' 类体 ''' #我们创建一个类 class Data: pass
class Person: #定义一个人类 role = 'person' #人的角色属性都是人 def walk(self): #人都可以走路,也就是有一个走路方法,也叫动态属性 print("person is walking...")
类有两种作用:属性引用和实例化
属性引用(类名.属性)
class Person: #定义一个人类 role = 'person' #人的角色属性都是人 def walk(self): #人都可以走路,也就是有一个走路方法 print("person is walking...") print(Person.role) #查看人的role属性 print(Person.walk) #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用
实例化:类名加括号就是实例化,会自动触发__init__函数的运行,可以用它来为每一个实例定制自己的特征
class Person: #定义一个人类 role = 'person' #人的角色属性都是人 def __init__(self,name): self.name = name # 每一个角色都有自己的昵称; def walk(self): #人都可以走路,也就是有一个走路方法 print("person is walking...") print(Person.role) #查看人的role属性 print(Person.walk) #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用
实例化的过程就是类——》对象的过程
原本我们只有一个Person类,在这个过程中,产生了一个egg对象,有自己具体的名字,攻击力和生命值。
语法:对象名 = 类名(参数)
egg = Person('egon') #类名()就等于在执行Person.__init__() #执行完__init__()就会返回一个对象。这个对象类似一个字典,存着属于这个人本身的一些属性和方法。
查看属性和调用方法
print(egg.name) #查看属性直接 对象名.属性名 print(egg.walk()) #调用方法,对象名.方法名()
关于self
self:在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数,你也可以给它起个别的名字,但正常人都不会这么做,因为你瞎改别人就不认识
类属性的补充
一:我们定义的类的属性到底存在哪里?有两种查看方式 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(在讲继承时会讲) 类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲) 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)
对象的相关知识
回到咱们的人狗大战:现在我们需要对我们的类做出一点点改变
人类除了可以走路之外,还应该具备一些攻击技能。
class Person: # 定义一个人类 role = 'person' # 人的角色属性都是人 def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 每一个角色都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 每一个角色都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 每一个角色都有自己的生命值; def attack(self,dog): # 人可以攻击狗,这里的狗也是一个对象。 # 人攻击狗,那么狗的生命值就会根据人的攻击力而下降 dog.life_value -= self.aggressivity
对象是关于类而实际存在的一个例子,即实例
对象/实例只有一种作用:属性引用
egg = Person('egon',10,1000) print(egg.name) print(egg.aggressivity) print(egg.life_value)
当然了,你也可以引用一个方法,因为方法也是一个属性,只不过是一个类似函数的属性,我们也管它叫动态属性。
引用动态属性并不是执行这个方法,要想调用方法和调用函数是一样的,都需要在后面加上括号
print(egg.attack)
面向对象小结——定义及调用的固定模式
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
练习:计算圆面积和周长
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
from math import pi class Circle: ''' 定义了一个圆形类; 提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法 ''' def __init__(self,radius): self.radius = radius def area(self): return pi * self.radius * self.radius def perimeter(self): return 2 * pi *self.radius circle = Circle(10) #实例化一个圆 area1 = circle.area() #计算圆面积 per1 = circle.perimeter() #计算圆周长 print(area1,per1) #打印圆面积和周长
类命名空间与对象、实例的命名空间
创建一个类就会创建一个类的命名空间,用来存储类中定义的所有名字,这些名字称为类的属性
类有两种属性:静态属性和动态属性
- 静态属性就是直接在类中定义的变量
- 动态属性就是定义在类中的方法
其中类的静态属性是共享给所有该类的对象的
>>>id(egg.role) 4341594072 >>>id(Person.role) 4341594072
而类的动态属性是绑定到所有对象的
>>>egg.attack <bound method Person.attack of <__main__.Person object at 0x101285860>> >>>Person.attack <function Person.attack at 0x10127abf8>
创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间,存放对象/实例的名字,称为对象/实例的属性
在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常
组合
软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式,即:组合
组合指的是:一个类的对象的属性值是另一个类的对象
class Weapon: def prick(self, obj): # 这是该装备的主动技能,扎死对方 obj.life_value -= 500 # 假设攻击力是500 class Person: # 定义一个人类 role = 'person' # 人的角色属性都是人 def __init__(self, name): self.name = name # 每一个角色都有自己的昵称; self.weapon = Weapon() # 给角色绑定一个武器; egg = Person('egon') egg.weapon.prick() #egg组合了一个武器的对象,可以直接egg.weapon来使用组合类中的所有方法
圆环是由两个圆组成的,圆环的面积是外面圆的面积减去内部圆的面积。圆环的周长是内部圆的周长加上外部圆的周长。
这个时候,我们就首先实现一个圆形类,计算一个圆的周长和面积。然后在"环形类"中组合圆形的实例作为自己的属性来用
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
from math import pi class Circle: ''' 定义了一个圆形类; 提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法 ''' def __init__(self,radius): self.radius = radius def area(self): return pi * self.radius * self.radius def perimeter(self): return 2 * pi *self.radius circle = Circle(10) #实例化一个圆 area1 = circle.area() #计算圆面积 per1 = circle.perimeter() #计算圆周长 print(area1,per1) #打印圆面积和周长 class Ring: ''' 定义了一个圆环类 提供圆环的面积和周长的方法 ''' def __init__(self,radius_outside,radius_inside): self.outsid_circle = Circle(radius_outside) self.inside_circle = Circle(radius_inside) def area(self): return self.outsid_circle.area() - self.inside_circle.area() def perimeter(self): return self.outsid_circle.perimeter() + self.inside_circle.perimeter() ring = Ring(10,5) #实例化一个环形 print(ring.perimeter()) #计算环形的周长 print(ring.area()) #计算环形的面积
用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python课程
class BirthDate: def __init__(self,year,month,day): self.year=year self.month=month self.day=day class Couse: def __init__(self,name,price,period): self.name=name self.price=price self.period=period class Teacher: def __init__(self,name,gender,birth,course): self.name=name self.gender=gender self.birth=birth self.course=course def teach(self): print('teaching') p1=Teacher('egon','male', BirthDate('1995','1','27'), Couse('python','28000','4 months') ) print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day) print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period) ''' 运行结果: 1 27 python 28000 4 months '''
当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好
面向对象的三大特性
继承
继承是一种创建新类的方式,在python中,新建的类可以继承一个或多个父类,父类又可以称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类
python中类的继承分为:单继承和多继承
class ParentClass1: #定义父类 pass class ParentClass2: #定义父类 pass class SubClass1(ParentClass1): #单继承,基类是ParentClass1,派生类是SubClass pass class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承,用逗号分隔开多个继承的类 pass
查看继承
>>> SubClass1.__bases__ #__base__只查看从左到右继承的第一个子类,__bases__则是查看所有继承的父类 (<class '__main__.ParentClass1'>,) >>> SubClass2.__bases__ (<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)
提示:如果没有指定基类,python的类会默认继承object类,object是所有python类的基类,它提供了一些常见方法(如__str__)的实现。
>>> ParentClass1.__bases__ (<class 'object'>,) >>> ParentClass2.__bases__ (<class 'object'>,)
继承与抽象(先抽象再继承)
抽象即抽取类似或者说比较像的部分。
抽象分成两个层次:
1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类;
2.将人,猪,狗这三个类比较像的部分抽取成父类。
抽象最主要的作用是划分类别(可以隔离关注点,降低复杂度)
继承:是基于抽象的结果,通过编程语言去实现它,肯定是先经历抽象这个过程,才能通过继承的方式去表达出抽象的结构
抽象只是分析和设计的过程中,一个动作或者一种技巧,通过抽象可以得到类
继承与重用性
在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时
我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。
通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): pass class Person(Animal): pass egg = Person('egon',10,1000) ha2 = Dog('二愣子',50,1000) egg.eat() ha2.eat()
提示:用已经有的类建立一个新的类,这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分,大大减少了编程工作量,这就是常说的软件重用,不仅可以重用自己的类,也可以继承别人的,比如标准库,来定制新的数据类型,这样就是大大缩短了软件开发周期,对大型软件开发来说,意义重大.
派生
当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性(不会影响到父类),需要注意的是,一旦重新定义了自己的属性且与父类重名,那么调用新增的属性时,就以自己的为准了
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): ''' 狗类,继承Animal类 ''' def bite(self, people): ''' 派生:狗有咬人的技能 :param people: ''' people.life_value -= self.aggressivity class Person(Animal): ''' 人类,继承Animal ''' def attack(self, dog): ''' 派生:人有攻击的技能 :param dog: ''' dog.life_value -= self.aggressivity egg = Person('egon',10,1000) ha2 = Dog('二愣子',50,1000) print(ha2.life_value) print(egg.attack(ha2)) print(ha2.life_value)
注意:像ha2.life_value之类的属性引用,会先从实例中找life_value然后去类中找,然后再去父类中找,知道最顶级的父类
在子类中,新建的重名的函数属性,在编辑函数内功能的时候,有可能需要重用父类中重名的那个函数功能,应该是用调用普通函数的方式,即:类名.func(),此时就与调用普通函数无异了,因此即便是self参数也要为其传值
在python3中,子类执行父类的方法也可以直接用super方法.
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
class A: def hahaha(self): print('A') class B(A): def hahaha(self): super().hahaha() #super(B,self).hahaha() #A.hahaha(self) print('B') a = A() b = B() b.hahaha() super(B,b).hahaha()#调用的是A的hahaha()
class Animal: ''' 人和狗都是动物,所以创造一个Animal基类 ''' def __init__(self, name, aggressivity, life_value): self.name = name # 人和狗都有自己的昵称; self.aggressivity = aggressivity # 人和狗都有自己的攻击力; self.life_value = life_value # 人和狗都有自己的生命值; def eat(self): print('%s is eating'%self.name) class Dog(Animal): ''' 狗类,继承Animal类 ''' def __init__(self,name,breed,aggressivity,life_value): super().__init__(name, aggressivity, life_value) #执行父类Animal的init方法 self.breed = breed #派生出了新的属性 def bite(self, people): ''' 派生出了新的技能:狗有咬人的技能 :param people: ''' people.life_value -= self.aggressivity def eat(self): # Animal.eat(self) #super().eat() print('from Dog') class Person(Animal): ''' 人类,继承Animal ''' def __init__(self,name,aggressivity, life_value,money): #Animal.__init__(self, name, aggressivity, life_value) #super(Person, self).__init__(name, aggressivity, life_value) super().__init__(name,aggressivity, life_value) #执行父类的init方法 self.money = money #派生出了新的属性 def attack(self, dog): ''' 派生出了新的技能:人有攻击的技能 :param dog: ''' dog.life_value -= self.aggressivity def eat(self): #super().eat() Animal.eat(self) print('from Person') egg = Person('egon',10,1000,600) ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000) print(egg.name) print(ha2.name) egg.eat()
通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。
当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如教授是老师
>>> class Teacher: ... def __init__(self,name,gender): ... self.name=name ... self.gender=gender ... def teach(self): ... print('teaching') ... >>> >>> class Professor(Teacher): ... pass ... >>> p1=Professor('egon','male') >>> p1.teach() teaching
抽象类与接口类
接口类:
继承有两种用途:
一:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)
二:声明某个子类兼容于某基类,定义一个接口类Interface,接口类中定义了一些接口名(就是函数名)且并未实现接口的功能,子类继承接口类,并且实现接口中的功能
class Alipay: ''' 支付宝支付 ''' def pay(self,money): print('支付宝支付了%s元'%money) class Applepay: ''' apple pay支付 ''' def pay(self,money): print('apple pay支付了%s元'%money) def pay(payment,money): ''' 支付函数,总体负责支付 对应支付的对象和要支付的金额 ''' payment.pay(money) p = Alipay() pay(p,200)
开发中容易出现的问题
class Alipay: ''' 支付宝支付 ''' def pay(self,money): print('支付宝支付了%s元'%money) class Applepay: ''' apple pay支付 ''' def pay(self,money): print('apple pay支付了%s元'%money) class Wechatpay: def fuqian(self,money): ''' 实现了pay的功能,但是名字不一样 ''' print('微信支付了%s元'%money) def pay(payment,money): ''' 支付函数,总体负责支付 对应支付的对象和要支付的金额 ''' payment.pay(money) p = Wechatpay() pay(p,200) #执行会报错
接口初成:手动报异常:NotImplementedError来解决开发中遇到的问题
class Payment: def pay(self): raise NotImplementedError class Wechatpay(Payment): def fuqian(self,money): print('微信支付了%s元'%money) p = Wechatpay() #这里不报错 pay(p,200) #这里报错了
借用abc模块来实现接口
from abc import ABCMeta,abstractmethod class Payment(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def pay(self,money): pass class Wechatpay(Payment): def fuqian(self,money): print('微信支付了%s元'%money) p = Wechatpay() #不调就报错了