Python面向對象編程基礎

面向對象編程是Python中的核心之一，面向對象的核心並非概念，語法，使用有多麼複雜，而是一種編程思想，並非掌握了類建立與使用就真正掌握了面向對象編程，這須要在不斷工做與練習中逐步提高；拋去代碼，咱們先來看現實世界的基本概念：

類：

咱們最早想到的就是分類：人，動物，植物...這些都是天然界的大類；

每一個類別都有本身的特徵與行爲，而類就是描述這些具備相同屬性與方法的對象的集合。
經過一個圖來全面瞭解面向對象基本概念：

屬性：

類具備的特徵，對於人類來講，身高、體重、性別等是基本屬性；

方法：

類具備的功能，對於人來來講：吃飯、睡覺、工做等是通用方法；

實例：

類對應的一個具體對象，好比梅西，詹姆斯都是實際存在的人；
每一個實例都有本身實際屬性與方法，好比詹姆斯的姓名，體重等；

方法：

對象行爲的描述，對於人類來講，吃飯，睡覺，工做都是方法；

還有一些其餘基本概念，咱們經過Python來實際講解。

1：類基本語法

1.1：定義類

先來看基本語法：

class 類名:
    pass
#例如:
class Person:
    pass

1>class 爲關鍵字；
2>Person爲類名稱；

人類有一些共同特徵與方法，咱們如何在類中添加？

1.2：添類屬性

人類中有公共屬性，例如：居住在地球，氧氣和水是必需品；咱們能夠將其添加到類中：

class Person:
    #居住星球
    start = 'Earth'
    #必須品:水，實物，氧氣
    needlist = ['water', 'food','oxygen']

咱們能夠直接訪問這些屬性：

print(Person.star)
print(Person.needlist)

輸出結果：

print(Person.star)
print(Person.needlist)

人類有一些共同方法，例如：吃飯，睡覺，工做等，如何添加到類中？

添加方法：

python中類方法分爲實例方法，類方法，靜態方法，其餘語言中也有這些概念，可能語法不一樣，可是基本概念相似，咱們先來看實例方法，基本語法以下：

class 類名:
    def func_name(self, *args, **kwargs):
        pass

1>類中添加實例方法，與定義函數相似，def關鍵字+方法名+參數；
2>實例方法的第一個參數必須是self，這是基本語法；
3>實例方法不能直接調用，只有具體對象才能調用；

添加人類方法：sleep，eat，work，say；代碼實現以下：

class Person:
    #居住星球
    star = 'Earth'
    #必須品:水，實物，氧氣
    needlist = ['water', 'food','oxygen']
    #第一個參數：self
    def eat(self, foodlist):
        pass
    def sleep(self):
        pass
    def work(self, tasklist):
        pass
    def say(self, what):
        pass

後面實際工做與學習中，若是咱們對類掌握十分熟悉，能夠先把屬性與接口定義出來，而後逐步完善每個方法就能夠，爲了方便後面觀察調用過程，咱們給每一個方法加上輸出信息：

class Person:
    #居住星球
    star = 'Earth'
    #必須品:水，實物，氧氣
    needlist = ['water', 'food','oxygen']
    #第一個參數：self
    def eat(self, foodlist):
        print('I eat:',foodlist)
    def sleep(self):
        print('I am sleep now')
    def work(self, tasklist):
        print('my work is:', tasklist)
    def say(self, what):
        print('I say:', what)

類定義好了，咱們如何來使用呢，來建立具體人的對象，實例化：

實例化

建立一個對象，對於剛纔例子咱們可使用下面方式：

p1 = Person()
p2 = Person()

p2與p2就是Person類對應的兩個對象，也成爲實例，如何調用eat, sleep等方法？
使用實例p1,p2仍是Person？當有疑問時，咱們能夠經過實際操做驗證：

p1.sleep()
Person.sleep()

輸出結果：

I am sleep now
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-3a15402f300a> in <module>()
      1 p1.sleep()
----> 2 Person.sleep()

TypeError: sleep() missing 1 required positional argument: 'self'

第一條語句正常輸出，第二條是錯誤的，由於須要參數self；
這裏咱們有必要把這個搞清楚：

1>Person類中的方法都是實例方法，他的第一個參數必須是self,那麼self到底是誰？
2>若是是實例直接調用，那麼self,就是實例本身，好比，p1,p2；
3>類不能直接調用實例方法，由於沒有與實例進行綁定，可是能夠換一種方式調用；

下面咱們來驗證self到底是誰，對代碼進行修改：

#定義最簡Person類
class Person:
    def whoami(self):
        print('I am 0x%x'%id(self))
#建立對象
p = Person()
#id函數：顯示對象內存地址
print('p id:0x%x'%id(p))
#對象調用實例方法
p.whoami()
#不推薦使用，只是用來理解實例方法，
#實例方法第一參數必須是類的一個實例
Person.whoami(p)

輸出結果（ 輸出地址可能不一樣）：

p id:0x7f99c06d4fd0
I am 0x7f99c06d4fd0
I am 0x7f99c06d4fd0

經過這裏例子，但願對你們理解實例方法有幫助。

重要的__init__方法

定義人類了，但人有名稱，年齡等本身特徵，如何在實例化時候指定這些屬性，這裏咱們須要使用__init__方法，咱們先來添加一個__init__方法，看一下調用過程。

#添加__init__方法
class Person:
    def __init__(self, name):
        print('call init name:', name)
#實例化時，添加名稱
p1 = Person('sun')
p2 = Person('li')

輸出結果爲：

call init name: sun
call init name: li

咱們並無顯示調用__init__方法，這是怎麼回事？
實例化過程會默認調用__init__方法，調用__init__時，實例已經建立出來，這個方法的參數對應實例化時傳遞參數，目的：初始化對象的屬性。好比名稱，如何添加實例屬性？

類屬性與實例屬性

首先來看類屬性，咱們人類都屬於地球，因此咱們添加一個屬性：

class Person:
    #居住星球
    star = 'Earth'
    name = 'unknow'
p1 = Person()
#訪問star與name
print(p1.star, p1.name)

輸出結果：

Earth unknow

這裏咱們訪問p1的star與name其實訪問的是類屬性。

添加實例屬性：

#既簡單又粗暴
p1.name = 'sun'
print(p1.star, p1.name)

輸出結果：

Earth sun

思考問題：這時候Person類中的name是什麼？作實驗驗證：

print('p1.name:',p1.name)
print('Person.name:',Person.name)

輸出結果：

p1.name: sun
Person.name: unknow

分析下上面步驟：

1>p1.name=sun，修改了什麼？它只是對p1增長name屬性，值爲sun，對其餘對象與Person類沒有任何影響；
2>p1與Person中有了name屬性，p1訪問時，選擇哪一個？若是實例中有name屬性，使用實例中屬性，若是沒有，去類中查找，若類中不存在報異常。

下面咱們在__init__方法中直接添加實力屬性，實例化時直接添加名稱與年齡：

class Person:
    name = 'unknow'
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def selfintroduction(self):
        print('my name is %s, I am %d years old.'%(self.name, self.age))
p1 = Person('sun', 10)
p1.selfintroduction()

輸出結果：

my name is sun, I am 10 years old.

咱們有個問題，實例中的name與age被放到哪裏，經過__dict__看下：

print('Person:',Person.__dict__)
print('p1:',p1.__dict__)

輸出結果：

Person: {'__module__': '__main__', 'name': 'unknow', '__init__': <function Person.__init__ at 0x7f99c0748d90>, 'selfintroduction': <function Person.selfintroduction at 0x7f99c0748bf8>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>, '__doc__': None}
p1: {'name': 'sun', 'age': 10}

經過輸出信息，咱們能夠看到這些值存放方式，能夠經過這種方式直接賦予實例新的屬性，可是咱們不推薦這種方式。

總結

這節咱們主要內容：

1>面向對象基本概念：類，對象，屬性，方法；
2>Python中類定義及實例化過程；
3>__init__方法及屬性查找過程；

到這裏咱們對類有了基本瞭解，後面內容中我來介紹類的具體使用及高級使用方式。