python3之面向对象
1、面向对象术语
- 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。
- 类属性（类变量）：类属性在整个实例化的对象中是公用的。类属性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。
- 实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
- 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。
- 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
- 方法：类中定义的函数。
- 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。
2、类定义
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。
class test(object): #定义一个类，在3.5中必须指定基类object i = 123 #类变量 def func(self): #类方法 print('第一个类') return 'hell python' s = test() #通过类实例化对象 str = s.func() #对象调用类方法 print(test.i) #通过类名调用类变量 print(str) #类返回值 #output 第一个类 123 hell python
类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性和方法；实例化类后可以使用其属性，也可以动态的为实例对象添加属性而不影响类对象。
可以使用点（.）来访问对象的属性，也可以使用函数的方式来访问属性：
class A(object): def __init__(self,x): self.x = x def static_func(y=5): print(y) d = A(10) #类实例化对象 print(getattr(d,'x')) #getattr访问对象的属性 print(hasattr(d,'x')) #hasattr检查对象属性是否存在 print(setattr(d,'y','zhang')) #设置对象的属性，如果属性不存在则创建新属性 print(d.y) #打印实例对象属性值 delattr(d,'y') #defattr删除对象属性 print(hasattr(d,'x')) #output 10 True None zhang True
python3内置类属性：
__dict__：类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
__doc__：类的文档字符串
__name__：类名
__module__：类定义所在的模块（类的全名是‘__main__.className’，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__等于mymod）
__bases__：类的所有父类构成元素（包含了以上所有父类组成的元组）
class myclass(object): class_n = 'foo' def __init__(self,x,y,z): self.x = x self.y = y self.z = z def func_class(self): print('out:',self.x,self.y,self.z) t = myclass('10','20','50') t.func_class() #调用实例方法 print('__dict__：',myclass.__dict__) #返回类的属性 print('__dict__：',t.__dict__) #返回实例属性 print('__name__:',myclass.__name__) #返回类名 print('__doc__:',myclass.__doc__) print('__module__:',myclass.__module__) #返回类属在的模块 print('__mro__:',myclass.__mro__) print('__bases__:',myclass.__bases__) #返回类对象 #output out: 10 20 50 __dict__： {'__init__': <function myclass.__init__ at 0x0000004249F0F378>, '__doc__': None, 'func_class': <function myclass.func_class at 0x0000004249F0F400>, 'class_n': 'foo', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'myclass' objects>, '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'myclass' objects>} __dict__： {'x': '10', 'z': '50', 'y': '20'} __name__: myclass __doc__: None __module__: __main__ __mro__: (<class '__main__.myclass'>, <class 'object'>) __bases__: (<class 'object'>,)
类的专有方法：
-
__init__ 构造函数，在生成对象时调用
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__del__ 析构函数，释放对象时使用
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__repr__ 打印，转换
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__setitem__按照索引赋值
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__getitem__按照索引获取值
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__len__获得长度
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__cmp__比较运算
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__call__函数调用
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__add__加运算
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__sub__减运算
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__mul__乘运算
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__div__除运算
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__mod__求余运算
-
__pow__乘方
__init__()方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法，类定义了__init__()方法后，类的实例化操作会自动调用__init__()方法，__init__()可以由参数，会传递到类的实例化操作上。
self代表类的实例，而非类本身，在类的内部，使用def关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含self，且为第一个参数，self代表的是类的实例。
class test(object): def __init__(self,name,age,salary): #初始化类属性 self.name = name self.age = age self.salary = salary #实例化对象会将类初始化到实例对象上 def buygo(self): print('%s的工资是%s元' %(self.name,self.salary)) #调用类属性 #通过类实例化对象 zhansan = test('zhansan',20,8888) lisi = test('lisi',22,6000) #调用类方法 zhansan.buygo() lisi.buygo() #output： #zhansan的工资是8888元 #lisi的工资是6000元
class test1(object): a = 10 b = 20 def get(self): print('取幂：',self.a.__pow__(self.b)) print('求余数：',self.b.__mod__(self.a)) print('乘：',self.b.__mul__(self.a)) print('减：',self.b.__sub__(self.a)) print('加：',self.b.__add__(self.a)) print('输出:',self.b.__repr__()) d = test1() d.get() #output 取幂： 100000000000000000000 求余数： 0 乘： 200 减： 10 加： 30 输出: 20
实例方法，类方法，静态方法，类属性，实例属性：
#实例方法，就是类的实例能够使用的方法 class myclass(object): def __init__(self,name): self.name = name def instancefunc(self): print('调用实例方法%s'%self.name) if __name__ == "__main__": inst = myclass('zhangsan') #通过类创建实例 inst.instancefunc() #实例使用实例方法 myclass.instancefunc(inst) #类使用实例方法，需要传递实例参数
#类方法是将类本身作为对象进行操作的方法，类方法使用@classmethod装 #饰器定义，其第一个参数是类，约定为cls，也可以自己定义，类对象和实例 #都可以调用类方法，类方法只能调用类属性，不能调用实例属性。 class A(object): number = 10 #定义类属性 def __init__(self,name): #初始化类属性 self.name = name def car(self): #定义实例方法 print('实例方法:%s'%self.name) @classmethod #定义类方法 def cat(cls): print('类方法:%s'%cls.number) #此处不能调用类属性name，只能调用类属性number d = A('sb') d.car() #实例调用实例方法 d.cat() #实例调用类方法 A.cat() #类调用类方法 #output 实例方法:sb 类方法:10 类方法:10
#静态方法是一种普通函数，就位于类定义的命名空间中，它不会对任何实例类 #型进行操作。使用装饰器@staticmethod定义静态方法。类对象和实例都可 #以调用静态方法,静态方法不能调用类属性和实例属性，但可以调用传参。 class A(object): number = 10 def __init__(self,name): self.name = name def car(self): print('实例方法:%s'%self.name) @staticmethod #定义静态方法 def cat(x,y): #定义调用传参 print('静态方法:%s'%(x*y)) d = A('sb') #实例化类 d.car() #实例方法 d.cat(5,4) #实例调用静态方法 A.cat(6,3) #类调用静态方法 #output 实例方法:sb 静态方法:20 静态方法:18
#类属性与实例属性在实例方法，类方法，静态方法中的调用关系 class A(object): number = 10 #定义类属性 def __init__(self,name): self.name = name #实例属性 def car(self): #实例方法可以调用类属性和实例属性 print('实例方法:%s[%s]'%(self.name,self.number)) @classmethod def cae(cls): #类方法只能调用类属性 print('类方法:%s'%cls.number) @staticmethod def cat(x,y): #静态方法不能调用类属性和实例属性 print('静态方法:%s'%(x*y)) d = A('sb') d.car() A.car(d) d.cae() #实例调用方法 A.cae() #类调用方法 d.cat(5,4) A.cat(6,3) #output 实例方法:sb[10] 实例方法:sb[10] 类方法:10 类方法:10 静态方法:20 静态方法:18
3、类的封装
封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。
封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
python通过变量名命名来区分属性和方法的访问权限，默认权限相当于c++和java中的public
类的私有属性： __private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。
类的私有方法：__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods
class myclass(object): def __init__(self,name,age): #构造方法，根据类创建对象时自动执行 self.name = name self.age = age def func(self): print('%s今年%s'%(self.name,self.age)) #根据类创建对象，会自动执行类的__init__方法 obj1 = myclass('zs',18) #会将zs和18分别封装到类的self的name和age属性中 obj2 = myclass('ls',20) print(obj1.name,obj1.age) #直接调用obj1对象的属性 print(obj2.name,obj2.age) obj1.func() #默认会将obj1传递给self参数，即：obj1.func(obj1),所以此方法的内部self=obj1,self.name是zs obj2.func() #output zs 18 ls 20 zs今年18 ls今年20
class fater(object): __name = '私有属性' age = "公有属性" def func(self): print(self.age) print(self.__name) def __foo(self): #定义私有方法 print(self.__name) class son(fater): def show(self): print(fater.age) #print(fater.__name) print(fater.age) print('----------------') obj1 = fater() obj1.func() print('----------------') #obj1.__foo() #直接调用会报错，只有通过"_类名__方法"的形式调用 obj1._fater__foo() #调用私有方法 print(obj1.age) #print(obj1.__name) #直接调用会报错，通过“_类名__属性”方法调用 print(obj1._fater__name) #调用私有属性 print('-------son----') obj2 = son() obj2.show() #调用父类属性 obj2.func() obj2.__foo() #调用父类方法错误 obj2._fater__foo() #正确调用父类方法 #output 公有属性 ---------------- func: 公有属性 func: 私有属性 ---------------- __foo: 私有属性 公有属性 私有属性 -------son---- show: 公有属性 func: 公有属性 func: 私有属性 __foo: 私有属性
4、类继承
继承是面向对象的重要特征之一，继承是两个类或者多个类之间的父子关系，子类继承了父类的所有公有实例变量和方法。
继承实现了代码的重用。重用已经存在的数据和行为，减少代码的重新编写。
python在类名后用一对圆括号表示继承关系，括号中的类表示父类或基类
#经典类和新式类的区别：当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。 class old: #经典类写法 pass class new(object): #新式类写法 pass
在python中类继承的特点：
1：在继承中基类的构造（__init__()方法）不会被自动调用，它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。使用super().__init__()或parentClassName.__init__()
2：在调用基类的方法时，需要加上基类的类名前缀，且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
3：Python总是首先查找对应类型的方法，如果它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。
如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作"多重继承" 。
class test(object): #定义父类 def __init__(self,name,age,salary): self.name = name self.age = age self.salary = salary def buygo(self): print('%s[%s]岁就有%s元的工资了' %(self.name,self.age,self.salary)) class test_student(test): #调用父类 def __init__(self,name,age,salary,nb): test.__init__(self,name,age,salary) #重写父类构造方法 self.nb = nb def buygo(self): #覆写类方法 print('%s[%s]岁就有%s元的工资了,很%s' %(self.name,self.age,self.salary,self.nb)) #通过类实例化对象 zhansan = test_student('zhansan',20,8888,'牛逼哦') lisi = test_student('lisi',22,6000,'得瑟吧') zhansan.buygo() lisi.buygo() #output： zhansan[20]岁就有8888元的工资了,很牛逼哦 lisi[22]岁就有6000元的工资了,很得瑟吧
如果父类中的方法名相同于子类中的方法名，子类方法将覆盖父类方法。
多继承的优先级顺序是：在新式类中是从左往右查找，找到即停止；而经典类是深度查找的从左到右如：A(B,C),B(D)，那么顺序是A->B->D->C
5、多态
多态依赖于继承，多态的作用，就是为了类在继承和派生的时候，保证继承类中实例的某个属性或方法的调用，实现了接口的重用。class A(object): def __init__(self):
self.name = 'ZHANGSAN' def show(self): print('A.show:',self.name) class B(A): def show(self): print('show_b：',self.name) class C(A): def show(self): print('show_c:',self.name) def func(obj): #定义函数，传递对象 obj.show() #通过类实例对象调用类下的方法 A_obj = A() B_obj = B() C_obj = C() func(A_obj) func(B_obj) func(C_obj)
#output
A.show: ZHANGSAN
show_b： ZHANGSAN
show_c: ZHANGSAN
6、总结
- 面向对象的知识总计如下：
- 面向对象时一个编程方式，此编程方式的实现是基于对类和对象的使用
- 类是一个模版，模版中包装了多个‘函数’供使用
- 对象根据模块创建实例，实例可以调用被包装在类中的函数
- 继承实现了多个类直接的方法属性调用，减少代码的重用性
- 多态在继承的基础上解决了方法调用的重用，而不被子类给覆盖。
- 面向对象的三大特性：封装、继承和多态
