6.类[没有写太多、有些东西未研究明白]

一、什么是对象？

- 对象是内存中专门用来存储数据的一块区域。
- 对象中可以存放各种数据（比如：数字、布尔值、代码）
- 对象由三部分组成：
　　1.对象的标识（id）
　　2.对象的类型（type）
　　3.对象的值（value）

二、面向对象和面向过程

面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合，而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。

面向对象有三大支柱：封装、继承和多态

 

 

 

三、面向对象技术简介

• 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
• 方法：类中定义的函数。
• 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
• 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
• 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
• 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的。这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。
• 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
• 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
• 对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以包含任意数量和类型的数据。

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），必须牢记类是抽象的模板，比如Student类，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。

四、类(class) 

- 我们目前所学习的对象都是Python内置的对象
- 但是内置对象并不能满足所有的需求，所以我们在开发中经常需要自定义一些对象
- 类，简单理解它就相当于一个图纸。在程序中我们需要根据类来创建对象
- 类就是对象的图纸！
- 我们也称对象是类的实例（instance）
- 如果多个对象是通过一个类创建的，我们称这些对象是一类对象
- 像 int() float() bool() str() list() dict() .... 这些都是类
- a = int(10) # 创建一个int类的实例 等价于 a = 10
- 我们自定义的类都需要使用大写字母开头，使用大驼峰命名法（帕斯卡命名法）来对类命名

- 类也是一个对象！
- 类就是一个用来创建对象的对象！
- 类是type类型的对象，定义类实际上就是定义了一个type类型的对象

 

五、类定义

语法格式如下：

class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

 

类的基本结构：

class 类名([父类]) :

        公共的属性... 

        # 对象的初始化方法
        def __init__(self,...):
            ...

        # 其他的方法    
        def method_1(self,...):
            ...

        def method_2(self,...):
            ...

        ...    

 

六、创建和使用对象

当我们定义好一个类之后，可以通过下面的方式来创建对象并给对象发消息。

创建类:

class Student(object):

    # __init__是一个特殊方法用于在创建对象时进行初始化操作
    # 通过这个方法我们可以为学生对象绑定name和age两个属性
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def study(self, course_name):
        print('%s正在学习%s.' % (self.name, course_name))

    # PEP 8要求标识符的名字用全小写多个单词用下划线连接
    # 但是部分程序员和公司更倾向于使用驼峰命名法(驼峰标识)
    def watch_movie(self):
        if self.age < 18:
            print('%s只能观看《熊出没》.' % self.name)
        else:
            print('%s正在观看岛国爱情大电影.' % self.name)

创建和使用对象：

def main():
    # 创建学生对象并指定姓名和年龄
    stu1 = Student('骆昊', 38)
    # 给对象发study消息
    stu1.study('Python程序设计')
    # 给对象发watch_av消息
    stu1.watch_movie()
    stu2 = Student('王大锤', 15)
    stu2.study('思想品德')
    stu2.watch_movie()


if __name__ == '__main__':
    main()

七、封装

封装是面向对象的三大特性之一
封装指的是隐藏对象中一些不希望被外部所访问到的属性或方法
如何隐藏一个对象中的属性？
　　- 将对象的属性名，修改为一个外部不知道的名字
如何获取（修改）对象中的属性？
　　- 需要提供一个getter和setter方法使外部可以访问到属性
　　- getter 获取对象中的指定属性（get_属性名）
　　- setter 用来设置对象的指定属性（set_属性名）
使用封装，确实增加了类的定义的复杂程度，但是它也确保了数据的安全性
　　1.隐藏了属性名，使调用者无法随意的修改对象中的属性
　　2.增加了getter和setter方法，很好的控制的属性是否是只读的
　　　　如果希望属性是只读的，则可以直接去掉setter方法
　　　　如果希望属性不能被外部访问，则可以直接去掉getter方法
　　3.使用setter方法设置属性，可以增加数据的验证，确保数据的值是正确的
　　4.使用getter方法获取属性，使用setter方法设置属性
　　　　可以在读取属性和修改属性的同时做一些其他的处理
　　5.使用getter方法可以表示一些计算的属性

如果要让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线__，在Python中，实例的变量名如果以__开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问。双下划线的一般不使用。

有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如_name，这样的实例变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self._name = name
        self._age = age

    # property装饰器，用来将一个get方法，转换为对象的属性
    # 添加为property装饰器以后，我们就可以像调用属性一样使用get方法
    # 使用property装饰的方法，必须和属性名是一样的
    @property    
    def name(self):
        print('get方法执行了~~~')
        return self._name

    # setter方法的装饰器：@属性名.setter
    @name.setter    
    def name(self , name):
        print('setter方法调用了')
        self._name = name        

    @property
    def age(self):
        return self._age

    @age.setter    
    def age(self , age):
        self._age = age   

        

p = Person('猪八戒',18)

p.name = '孙悟空'
p.age = 28

print(p.name,p.age)

 

八、继承

语法：

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

有一个类，能够实现我们需要的大部分功能，但是不能实现全部功能
如何能让这个类来实现全部的功能呢？
　　① 直接修改这个类，在这个类中添加我们需要的功能
　　　　- 修改起来会比较麻烦，并且会违反OCP原则
　　② 直接创建一个新的类
　　　　- 创建一个新的类比较麻烦，并且需要大量的进行复制粘贴，会出现大量的重复性代码
　　③ 直接从Animal类中来继承它的属性和方法
　　　　- 继承是面向对象三大特性之一
　　　　- 通过继承我们可以使一个类获取到其他类中的属性和方法
　　　　- 在定义类时，可以在类名后的括号中指定当前类的父类（超类、基类、super）
　　　　子类（衍生类）可以直接继承父类中的所有的属性和方法

通过继承可以直接让子类获取到父类的方法或属性，避免编写重复性的代码，并且也符合OCP原则
所以我们经常需要通过继承来对一个类进行扩展

 

#!/usr/bin/python3
 
#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
 
 
 
s = student('ken',10,60,3)
s.speak()

结果：
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

　

九、多态

# 定义两个类
class A:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name
        
    @name.setter
    def name(self,name):
        self._name = name   

class B:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    def __len__(self):
        return 10

    @property
    def name(self):
        return self._name
        
    @name.setter
    def name(self,name):
        self._name = name   

class C:
    pass


a = A('孙悟空')
b = B('猪八戒')
c = C()