面向对象的思想就是把一切都看成对象,而对象一般由属性和方法组成。
属性:属性属于对象静态的一面,用来描述某个对象的具体特征。比如小志身高180M,体重70KG,这里身高、体重都是属性。
方法:方法方法属于对象动态的一面,举一个例子,小明会跑,会说话,跑、说话这些行为就是对象的方法!所以为动态的一面,
类:具有同种属性的对象称为类,是个抽象的概念。
比如“人类”就是一类,比如小明、小红、小玲等等这些人都是一个个的对象。类就相当于一个模具,他定义了它所包含的全体对象的公共特征和功能,对象就是类的一个实例化,小明就是人的一个实例化!我们在做程序的时候,经常要将一个变量实例化,就是这个原理!
类和实例
类和实例都是面向对象最重要的概念。
在python中定义一个类:
class 类名: pass
不同于定义方法,类名后面可以不带括号,如果定义方法的话,必须带括号,比如:
def 方法名(): pass
定义一个类及实例化:
class People: pass laowang = People() # laowang是People的实例化
类的三大特性
类的三大特性分别是封装,继承,多态
封装
# 封装就是把我们不想让人看到的东西隐藏起来。 # 反应到代码中就是让类中的属性和方法不被外面的访问。 # 而隐藏的方式就是用双下划线开头的方式将属性隐藏起来。 # 类中所有双下划线开头的名称如"__x"都会在类定义时自动变形成:_类名__x的形式。 # 而这种变形只有在类定义阶段发生变形。 class A: __N = 0 # 类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N def __init__(self): self.__x = 10 # 变形为self._A__X def __foo(self): # 变形为_A__foo print("from A") def bar(self): self.__foo() # 只有在类内部才可以通过__foo的形式访问 a = A() a.bar() # from A print(A._A__N) # 0 a._A__foo() # from A print(a.__dict__) # {'_A__x': 10} a.__foo() # 报错,AttributeError: 'A' object has no attribute '__foo' # 1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性,知道了类名和属性名就可以拼出名字:_类名__属性, # 然后就可以访问了,如a._A__N,即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问,仅仅只是一种语法意义上的变形, # 主要用来限制外部的直接访问。 # 2.变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的赋值操作,不会变形 # 封装的真谛在于明确地区分内外,封装的属性可以直接在内部使用,而不能被外部直接使用,然而定义属性的目的终 # 归是要用,外部要想用类隐藏的属性,需要我们为其开辟接口,让外部能够间接地用到我们隐藏起来的属性,那这么 # 做的意义何在??? # 先给出一个简单但是经典的例子。 class Teacher: def __init__(self, name, age): # self.__name=name # self.__age=age self.set_info(name, age) def tell_info(self): print('姓名:%s,年龄:%s' % (self.__name, self.__age)) def set_info(self, name, age): if not isinstance(name, str): raise TypeError('姓名必须是字符串类型') if not isinstance(age, int): raise TypeError('年龄必须是整型') self.__name = name self.__age = age t = Teacher('老王', 18) t.tell_info() t.set_info('老李', 19) t.tell_info() # 1:封装数据:将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口,然后我们可以在接口附加上 # 对该数据操作的限制,以此完成对数据属性操作的严格控制。 # 2:封装方法:目的是隔离复杂度,在编程语言里,对外提供的接口(接口可理解为了一个入口),可以是函数,称 # 为接口函数,这与接口的概念还不一样,接口代表一组接口函数的集合体。比如说取款是功能,这个功能有很多功 # 能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们 # 都可以隐藏起来,很明显这么做隔离了复杂度,同时也提升了安全性 # 3:python并不会真的阻止你访问私有的属性,模块也遵循这种约定,如果你非要不遵守,那也没法,只能来个最终的 # 办法。python要想与其他编程语言一样,严格控制属性的访问权限,只能借助内置方法如__getattr__,详见面向 # 对象进阶 # 封装的好处 # 封装在于明确区分内外,使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而外部使用用者只知道一个接 # 口(函数),只要接口(函数)名、参数不变,使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说,只 # 要接口这个基础约定不变,则代码改变不足为虑。 # 例子: # 类的设计者 class Room: def __init__(self, name, owner, width, length, high): self.name = name self.owner = owner self.__width = width self.__length = length self.__high = high def tell_area(self): # 对外提供的接口,隐藏了内部的实现细节,此时我们想求的是面积 return self.__width * self.__length # 使用者 r1 = Room('卧室', 'egon', 20, 20, 20) print(r1.tell_area()) # 400, 使用者调用接口tell_area # 类的设计者,轻松的扩展了功能,而类的使用者完全不需要改变自己的代码 class Room: def __init__(self, name, owner, width, length, high): self.name = name self.owner = owner self.__width = width self.__length = length self.__high = high def tell_area(self): # 对外提供的接口,隐藏内部实现,此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法,但是功能已经变了 return self.__width * self.__length * self.__high # 对于仍然在使用tell_area接口的人来说,根本无需改动自己的代码,就可以用上新功能 r1 = Room('卧室', 'egon', 20, 20, 20) print(r1.tell_area()) # 8000
继承
继承同时具有两种含义
- 继承基类的方法,并且做出自己的改变或者拓展(常用于代码重用)
- 声明某个子类兼容于某基类,定义一个接口类,子类继承接口类。并实现接口中定义的方法。
# ------------------------继承由来及单继承和多继承---------------------------------------- # 例子说明继承的由来 # 猫:喵喵叫 吃 喝 睡 # 狗:汪汪叫 吃 喝 睡 # 可以看到猫和狗除了有自己特殊的能力,还有大量重复的部分,反应到代码中,这些就是重复的冗余代码。类的继承就是用来解决这个问题的。 # 我们可以把猫和狗的共有属性提取成一个动物类, # 动物类:吃 喝 睡 # 猫和狗只要继承这个动物类,就可以拥有继承的基类中的所有类属性,然后再实现自己特殊的属性就可以了。这个时候动物类可以称为是父类,猫和狗可以称为子类。 # 一个类可以继承一个或者多个类,父类又可称为基类或者超类,子类又称为派生类。 # 在提取基类找出共性的时候,我们可以称之为是抽象, # 例子: class Animal: def eat(self): print("%s 吃 " % self.name) def drink(self): print("%s 喝 " % self.name) def shit(self): print("%s 睡 " % self.name) class Cat(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed = '猫' def cry(self): print('喵喵叫') class Dog(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed = '狗' def cry(self): print('汪汪叫') c1 = Cat('小白家的小黑猫') c1.eat() c2 = Cat('小黑的小白猫') c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') d1.eat() # -------------------------单继承与多继承----------------------------------------- class p1: pass class p2: pass class p3(p1): pass class p4(p1, p2): pass print(p3.__bases__) # (<class '__main__.p1'>,) print((p4.__bases__)) # (<class '__main__.p1'>, <class '__main__.p2'>) # 一例看继承 class Foo: def f1(self): print('Foo.f1') def f2(self): print('Foo.f2') self.f1() class Bar(Foo): def f1(self): print('Bar.f1') b = Bar() b.f2() # 调用一个实例化对象的方法,它会先到自己的所属类中找,找不到再到父类的。 # 也就是说,当子类定义了自己的属性且与父类重名时,调用的时候以自己为准,所以不要认为是子类覆盖了父类的类属性。 # -------------------------经典类和新式类----------------------------------------- # 关于这个继承又要引出一个概念,就是经典类和新式类 # 1.只有在python2中才分新式类和经典类,python3中统一都是新式类 # 2.在python2中,没有显式的继承object类的类,以及该类的子类,都是经典类 # 3.在python2中,显式地声明继承object的类,以及该类的子类,都是新式类 # 3.在python3中,无论是否继承object,都默认继承object,即python3中所有类均为新式类 # 4.object是所有python类的基类,它实现了一些常见方法(如之前说明的类内置的特殊属性等。
继承顺序:如果自己与继承有相同的属性,用自己的,如果没有则用继承的
多态
# 在面向对象方法中一般是这样表述多态性:向不同的对象发送同一条消息(!!!obj.func():是调用了obj的方法func,又称为向obj发送了一条消息func), # 不同的对象在接收时会产生不同的行为(即方法)。也就是说,每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。 # 所谓消息,就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现,即执行不同的函数。 # 比如:老师.下课铃响了(),学生.下课铃响了(),老师执行的是下班操作,学生执行的是放学操作,虽然二者消息一样,但是执行的效果不同 # 那么多态的好处是什么呢? # 1.增加了程序的灵活性 # 以不变应万变,不论对象千变万化,使用者都是同一种形式去调用,如func(animal) # 2.增加了程序的可拓展性 # 通过继承animal类创建了一个新的类,使用者无需更改自己的代码,还是用func(animal)去调用 # 多态的例子如下: import abc class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): # 同一类事物:动物 @abc.abstractmethod def talk(self): pass class People(Animal): # 动物的形态之一:人 def talk(self): print('say hello') class Dog(Animal): # 动物的形态之二:狗 def talk(self): print('say wangwang') class Pig(Animal): # 动物的形态之三:猪 def talk(self): print('say aoao') def func(animal): animal.talk() laowang = People() wangcai = Dog() peiqi = Pig() func(laowang) # say hello func(wangcai) # say wangwang func(peiqi) # say aoao # 常见的使用: # str,list,tuple都是序列类型 s = str('hello') l = list([1, 2, 3]) t = tuple((4, 5, 6)) # 我们可以在不考虑三者类型的前提下使用s,l,t s.__len__() l.__len__() t.__len__() print(len(s)) print(len(l)) print(len(t))