Python初探之面向对象编程

概述

很多人接触Python，都是从爬虫开始，其实很多语言都可以做爬虫，只是Python相对其他语言来说，更加简单而已。但是Python并不止于爬虫，在人工智能，科学计算等方面的应用更加广泛。古人云：万丈高楼平地起，要想有长足的发展，打好基础很重要，本文主要讲解Python的面向对象相关知识，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

面向对象的特征

• 类：用来描述相同事物的特征的集合，如：Person 类，表示人，具有人的属性和特征。
• 对象：通过类定义的具体的实例，如：zhangsan 表示一个具体的人。
• 继承：是指派生类继承基类的方法和属性，并具有自己属性和特征，如：Man是Person的子类。
• 封装：隐藏数据和实现细节，提供对外访问方法。
• 多态：一个基类，可以有多个派生类，可以有不同的形态。
• 抽象：抛开细节，只关注本质特征的过程。

以上是面向对象的基本特征，那么Python在面向对象方面是如何做的呢？

创建类

 

如下所示：

• 使用 class 语句来创建一个新类，class 之后为类的名称并以冒号结尾。
• Python的类，没有大括号表示类的内容范围，而是通过缩进来实现。
• 类的成员方法和普通方法的区别是，方法定义的第一个参数是self，表示类的实例，但在调用时不需要。
• 其中__init__方法为类的初始化方法，当声明对象时，会调用对应的方法。
• 其中__del__方法为析构函数，当类被释放时调用。

class Employee:
    """员工类"""
    emp_count = 0  # 变量是一个类变量，它的值将在这个类的所有实例之间共享

    def __init__(self, name, salary):
        """初始化"""
        self.name = name
        self.salary = salary
        Employee.emp_count += 1

    def display_count(self):
        """显示数量"""
        print('Total Employee =', Employee.emp_count)

    def display_employee(self):
        """显示信息"""
        print('name =', self.name, ', salary = ', self.salary)

    def prt(self):
        """打印自己"""
        print(self)
        print(self.__class__)

    def __del__(self):
        """析构函数"""
        print(self, '被释放了')

创建对象

Python创建对象，不需要new关键字，类似于函数的调用，和Java及.Net不同。如下所示：

'创建第一个对象'
emp = Employee('Jack', 20)
emp.display_count()
emp.display_employee()
emp.prt()

动态添加与删除对象属性

对象的属性可以动态添加，这点与编译型语言不同，如下所示：

emp.age = 17  # 添加一个 'age' 属性
emp.age = 28  # 修改 'age' 属性
del emp.age  # 删除 'age' 属性

也可以通过Python的内置方法来添加和获取属性，如下所示：

print(getattr(emp, 'name'))  # 获取属性
print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含属性
setattr(emp, 'age', 18)  # 设置属性和值
print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含属性
print(getattr(emp, 'age'))  # 获取属性
delattr(emp, 'age')  # 删除属性
print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含属性

Python也有内置类的一些属性，如下所示：

# 内置对象
print("Employee.__doc__:", Employee.__doc__)
print("Employee.__name__:", Employee.__name__)
print("Employee.__module__:", Employee.__module__)
print("Employee.__bases__:", Employee.__bases__)
print("Employee.__dict__:", Employee.__dict__)

类的属性与方法

• 类的私有属性，以双下划线开头，只可以在类内部通过self进行访问。
•  类的protected属性，以下划线开头，只允许子类和自身调用。
• 在类的内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数
• 类的私有方法：以两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类的外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods

如下所示：

class JustCounter:
    """类描述"""
    __secretCount = 0  # 类的私有变量
    publicCount = 0  # 公开变量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print('私有变量：', self.__secretCount)

Python不允许实例化的类访问私有数据，但你可以使用 object._className__attrName（ 对象名._类名__私有属性名 ）访问属性，如下所示：

1 print(counter._JustCounter__secretCount)

 

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。通过继承创建的新类称为子类或派生类，被继承的类称为基类、父类或超类。

• Python中的继承通过 class 子类名(父类名): 的格式实现。
• 子类可以调用父类的方法和定义自己的方法。
• 如果父类方法的功能不能满足需求，子类可以重写（overrides）父类的方法。

如下所示：Parent表示一个父类，拥有自己的属性和方法。

class Parent:
    """定义父类"""
    parentAttr = 100

    def __init__(self):
        print('调用父类的构造函数')

    def parentMethod(self):
        print('调用父类方法')

    def setAttr(self, attr):
        Parent.parentAttr = attr

    def getAttr(self):
        print('父类属性:', Parent.parentAttr)

    def myMethod(self):
        print('我是父类的MyMethod')

Child表示一个子类，继承自Parent，如下所示：

class Child(Parent):
    """定义子类"""

    def __init__(self):
        print('调用子类的构造方法')

    def childMethod(self):
        print('调用子类方法')

    def myMethod(self):
        """重写Overrides父类方法"""
        print('我是子类的MyMethod')

    def __str__(self):
        """重写方法，适合人阅读"""
        return 'str方法返回'

子类的实例化

如下所示：

c = Child()  # 实例化子类对象
c.childMethod()  # 调用子类方法
c.parentMethod()  # 调用父类方法
c.setAttr(200)  # 再次调用父类方法，设置属性
c.getAttr()  # 再次调用父类方法 获取属性
c.myMethod()  # 调用的是子类的MyMethod

 

可以通过内置函数，判断子类与类的关系，如下所示：

print(issubclass(Child, Parent))  # 判断是否是对应的父子关系
print(isinstance(c, Child))  # 判断是否是实例对象
print(isinstance(c, Parent))  # 判断是否是实例对象

 

备注

天净沙·秋思

作者：马致远

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。夕阳西下，断肠人在天涯。