Python--Python--類和對象

知識點
Python3 面向對象
Python從設計之初就已是一門面向對象的語言，正由於如此，在Python中建立一個類和對象是很容易的。本章節咱們將詳細介紹Python的面向對象編程。

若是你之前沒有接觸過面向對象的編程語言，那你可能須要先了解一些面嚮對象語言的一些基本特徵，在頭腦裏頭造成一個基本的面向對象的概念，這樣有助於你更容易的學習Python的面向對象編程。

接下來咱們先來簡單的瞭解下面向對象的一些基本特徵。

面向對象技術簡介
類(Class): 用來描述具備相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每一個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。

方法：類中定義的函數。

類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體以外。類變量一般不做爲實例變量使用。

實例變量：定義在方法中的變量，只做用於當前實例的類。

數據成員：類變量或者實例變量用於處理類及其實例對象的相關的數據。

方法重寫：若是從父類繼承的方法不能知足子類的需求，能夠對其進行改寫，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱爲方法的重寫。

繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也容許把一個派生類的對象做爲一個基類對象對待。

實例化：建立一個類的實例，類的具體對象。

對象：經過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員（類變量和實例變量）和方法。

和其它編程語言相比，Python 在儘量不增長新的語法和語義的狀況下加入了類機制。

Python中的類提供了面向對象編程的全部基本功能：類的繼承機制容許多個基類，派生類能夠覆蓋基類中的任何方法，方法中能夠調用基類中的同名方法。

對象能夠包含任意數量和類型的數據。

類定義
語法格式以下：

class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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類實例化後，可使用其屬性，實際上，建立一個類以後，能夠經過類名訪問其屬性。

類對象
類對象支持兩種操做：屬性引用和實例化。

屬性引用使用和 Python 中全部的屬性引用同樣的標準語法：obj.name。

類對象建立後，類命名空間中全部的命名都是有效屬性名。因此若是類定義是這樣:

# 一個簡單的類實例
class Myclass:

# 屬性：
i = 12345

# 方法：
def f(self):
return 'hello world'

# 實例化類
x = Myclass()

# 訪問
print('Myclass 類的屬性 i 爲：',x.i)
print('Myclass 類的方法 f 輸出爲：',x.f())
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以上建立了一個新的類實例並將該對象賦給局部變量 x，x 爲空的對象。

===輸出結果===

D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
Myclass 類的屬性 i 爲： 12345
Myclass 類的方法 f 輸出爲： hello world
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不少類都傾向於將對象建立爲有初始狀態的。所以類可能會定義一個__int__()的特殊方法（構造方法）,像下面這樣：

def __init__(self):
self.data = []
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類定義了__init__()方法的話，類的實例化操做會自動調用__init()方法。因此在下例中，能夠建立一個新的實例：

x = Myclass()
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固然， __init__() 方法能夠有參數，參數經過 __init__() 傳遞到類的實例化操做上。例如:

class Complex:
def __init__(self,realpart,imagpart):
self.r = realpart
self.i = imagpart

x = Complex(3.0, -4.5)

print(x.r,x.i)

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
3.0 -4.5
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self表明類的實例，而非類
類的方法與普通的函數只有一個特別的區別：

它們必須有一個額外的第一個參數名稱, 按照慣例它的名稱是 self

class Test:
def prt(self):
print(self)
print(self.__class__)

t = Test()
t.prt()

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
<__main__.Test object at 0x00000014F5E029E8>
<class '__main__.Test'>
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從執行結果能夠很明顯的看出，self表明的是類的實例，表明當前對象的地址，而self.__class__則指向類。

self不是python關鍵字，把他換成其餘關鍵字也是能夠正常執行的：

class Test:
def prt(zz):
print(zz)
print(zz.__class__)

t = Test()
t.prt()

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
<__main__.Test object at 0x000000C5A4402978>
<class '__main__.Test'>
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類的方法
在類的內部，使用def關鍵字來定義一個方法，與通常函數定義不一樣，類方法必須包含參數self，且爲第一個參數，self表明的是類的實例。

class People:
# 定義基本屬性
name = ''
age = 0
# 定義私有屬性，私有屬性在類外部沒法直接進行訪問
__weight = 0
# 定義構造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲。' % (self.name,self.age))

# 實例化類1
p = People('小明',10,30)
p.speak()

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
小明 說：我 10 歲。

# 實例化類2
p = People('小明',10)
p.speak()

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
Traceback (most recent call last):
File "D:/untitled/Python_learn/test1.py", line 16, in <module>
p = People('小明',10)
TypeError: __init__() missing 1 required positional argument: 'w'
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繼承
Python一樣支持類的繼承，若是一種語言不支持繼承，類就沒有什麼意義。派生類的定義以下所示：

class DerivedClassName(BaseClassName1):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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須要注意圓括號中基類的順序，如果基類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，Python從左至右搜索，即方法在子類中未找到時，從左到右查找基類中是否包含方法。

BaseClassName(示例中的基類名)必須與派生類定義在一個做用域內。除了類，還能夠用表達式，基類定義在另外一個模塊中時這一點很是有用：

class DerivedClassName(modname.BaseClassName)
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# 類定義
class People:
# 定義基本屬性
name = ''
age = 0
# 定義私有屬性，私有屬性在類外部沒法直接進行訪問
__weight = 0
# 定義構造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲。' % (self.name,self.age))

# 單繼承示例
class Student(People):
grade = ''
def __init__(self,n,a,w,g):
# 調用父類的構造方法
People.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
# 覆寫父類的方法
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲，我在讀 %d 年級' % (self.name, self.age,self.grade))

s = Student('小明',10,60,3)
s.speak()

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
小明 說：我 10 歲，我在讀 3 年級
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多繼承
Python一樣有限的支持多繼承形式。多繼承的類定義以下例：

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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須要注意圓括號中父類的順序，如果父類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，python從左至右搜索 即方法在子類中未找到時，從左到右查找父類中是否包含方法。

# 類定義
class People:
# 定義基本屬性
name = ''
age = 0
# 定義私有屬性，私有屬性在類外部沒法直接進行訪問
__weight = 0
# 定義構造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲。' % (self.name,self.age))

# 單繼承示例
class Student(People):
grade = ''
def __init__(self,n,a,w,g):
# 調用父類的構造方法
People.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
# 覆寫父類的方法
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲，我在讀 %d 年級' % (self.name, self.age,self.grade))

# 另外一個類，多繼承以前的準備
class Speaker():
topic = ''
name = ''
def __init__(self,n,t):
self.name = n
self.topic = t
def speak(self):
print("我叫 %s，我是一個演說家，我演講的主題是 %s" % (self.name, self.topic))

# 多重繼承
class Sample(Speaker,Student):
a = ''
def __init__(self,n,a,w,g,t):
Student.__init__(self,n,a,w,g)
Speaker.__init__(self,n,t)

test = Sample('小明',25,80,4,'Python')
test.speak() #方法名相同，默認調用的是在括號中排前的父類的方法

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
我叫 小明，我是一個演說家，我演講的主題是 Python
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方法重寫
若是你的父類方法的功能不能知足你的需求，你能夠在子類重寫你父類的方法，實例以下：

# 定義父類
class Parent:
def mymethod(self):
print('我是父類方法')

# 定義子類
class Child(Parent):
def mymethod(self):
print('我是子類方法')

# 子類實例化
c = Child()
# 子類調用重寫方法
c.mymethod()
# 用子類對象調用父類已被覆蓋的方法
super(Child,c).mymethod() #super() 函數是用於調用父類(超類)的一個方法。

 

===輸出結果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
我是子類方法
我是父類方法
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類屬性與方法
類的私有屬性
__private_attrs:兩個下劃線開頭，聲明該屬性爲私有，不能在類地外部被使用或直接訪問。在類內部的方法中使用時 self.__private_attrs。

類的方法
在類地內部，使用 def 關鍵字來定義一個方法，與通常函數定義不一樣，類方法必須包含參數 self，且爲第一個參數，self 表明的是類的實例。

類的私有方法
__private_method:兩個下劃線開頭，聲明該方法爲私有方法，只能在類的內部調用 ，不能在類地外部調用。self.__private_methods

類的私有屬性示例以下

class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有屬性
publicCount = 0 # 公開屬性

def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print(self.__secretCount)

counter = JustCounter()

counter.count()

counter.count()

print(counter.publicCount)

print(counter.__secretCount) #報錯，實例不能訪問私有變量

===輸出結果===

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Traceback (most recent call last):
File "D:/untitled/Python_learn/test1.py", line 18, in <module>
print(counter.__secretCount) #報錯，實例不能訪問私有變量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
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類的私有方法示例以下

class Site:
def __init__(self,name,url):
self.name = name #public
self.__url = url #private

def who(self):
print('name : ',self.name)
print('url :',self.__url)

def __foo(self): #私有方法
print('這是私有方法')

def foo(self): #公有方法
print('這是公有方法')
self.__foo()

x = Site('個人博客','https://blog.csdn.net/wanbin6470398/')

x.who()
===輸出結果===
name : 個人博客
url : https://blog.csdn.net/wanbin6470398/

x.foo()
===輸出結果===
這是公有方法
這是私有方法

x.__foo()
===輸出結果===
Traceback (most recent call last):
File "D:/untitled/Python_learn/test1.py", line 21, in <module>
x.__foo()
AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'

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類的專有方法
__init__ : 構造函數，在生成對象時調用

__del__ : 析構函數，釋放對象時使用

__repr__: 打印，轉換

__setitem__ : 按照索引賦值

__getitem__: 按照索引獲取值

__len__: 得到長度

__cmp__: 比較運算

__call__: 函數調用

__add__: 加運算

__sub__: 減運算

__mul__: 乘運算

__div__: 除運算

__mod__: 求餘運算

__pow__: 乘方

運算符重載
Python一樣支持運算符重載，咱們能夠對類的專有方法進行重載，示例以下：

class Vector:
def __init__(self,a,b):
self.a = a
self.b = b

def __str__(self):
return 'Vector(%d,%d)' % (self.a,self.b)

def __add__(self, other):
return Vector(self.a + other.a,self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)

print(v1 + v2)

===輸出結果===D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.pyVector(7,8)