python语法基础学习笔记Task10:类与对象

1、一些基本概念

• 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。

2、类定义

• 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

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

3、类对象

• 类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
• 属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
• 类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名
• 以下创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'
 
# 实例化类
x = MyClass()
 
# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())
'''
运行结果：
MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass 类的方法 f 输出为： hello world
'''

• 类有一个名为 __ init() __的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用

def __init__(self):
    self.data = []

• __ init __() 方法可以有参数，参数通过 __ init __() 传递到类的实例化操作上

class Complex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart
x = Complex(3.0, -4.5)
print(x.r, x.i)   # 输出结果：3.0 -4.5

4、self

• self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类
• 类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self
• self 不是 python 关键字，我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
 
t = Test()
t.prt()
'''
运行结果：
<__main__.Test instance at 0x100771878>
__main__.Test
'''
#以下程序的运行结果同上
class Test:
    def prt(runoob):
        print(runoob)
        print(runoob.__class__)
 
t = Test()
t.prt()

5、类的方法

• 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，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例

#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))
 
# 实例化类
p = people('runoob',10,30)
p.speak()
'''
运行结果：
runoob 说: 我 10 岁。
'''

6、继承

• Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义
• BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内
• 需要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找基类中是否包含方法。

#派生类的定义
class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

#除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

#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()
'''
运行结果：
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级
'''

7、多继承

• 需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

#多继承的类定义
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

#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))
 
#另一个类，多重继承之前的准备
class speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self,n,t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))
 
#多重继承
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("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak()   #方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

#运行结果：我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

8、方法重写

• 如果父类方法的功能不能满足的需求，可以在子类重写父类的方法
• super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法

class Parent:        # 定义父类
   def myMethod(self):
      print ('调用父类方法')
 
class Child(Parent): # 定义子类
   def myMethod(self):
      print ('调用子类方法')
 
c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法
super(Child,c).myMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法
'''
运行结果：
调用子类方法
调用父类方法
'''

9、子类继承父类构造函数

• 如果在子类中需要父类的构造方法就需要显式地调用父类的构造方法，或者不重写父类的构造方法
• 子类不重写 __ init __，实例化子类时，会自动调用父类定义的 __ init __

class Father(object):
    def __init__(self, name):
        self.name=name
        print ( "name: %s" %( self.name) )
    def getName(self):
        return 'Father ' + self.name
 
class Son(Father):
    def getName(self):
        return 'Son '+self.name
 
if __name__=='__main__':
    son=Son('runoob')
    print ( son.getName() )
'''
运行结果：
name: runoob
Son runoob
'''

• 如果重写了__init__ 时，实例化子类，就不会调用父类已经定义的 __ init __

class Father(object):
    def __init__(self, name):
        self.name=name
        print ( "name: %s" %( self.name) )
    def getName(self):
        return 'Father ' + self.name
 
class Son(Father):
    def __init__(self, name):
        print ( "hi" )
        self.name =  name
    def getName(self):
        return 'Son '+self.name
 
if __name__=='__main__':
    son=Son('runoob')
    print ( son.getName() )
'''
运行结果：
hi
Son runoob
'''

• 如果重写了__init__ 时，要继承父类的构造方法，可以使用 super 关键字

super(子类，self).__init__(参数1，参数2，....)
#或者
父类名称.__init__(self,参数1，参数2，...)

class Father(object):
    def __init__(self, name):
        self.name=name
        print ( "name: %s" %( self.name))
    def getName(self):
        return 'Father ' + self.name
 
class Son(Father):
    def __init__(self, name):
        super(Son, self).__init__(name)
        print ("hi")
        self.name =  name
    def getName(self):
        return 'Son '+self.name
 
if __name__=='__main__':
    son=Son('runoob')
    print ( son.getName() )
'''
运行结果：
name: runoob
hi
Son runoob
'''

10、类的属性与方法

• 类的方法
  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，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
  self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定是用 self
• 类的私有属性---- __private_attrs
  两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0    # 公开变量
 
    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print (self.__secretCount)
 
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print (counter.publicCount)
print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
'''
运行结果：
1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, in 
    print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
'''

• 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，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。在类的内部调用时用self.__private_methods

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

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

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

    def foo(self):
        print('这是公共方法')
        self.__foo()
        
x = Site('啦啦啦', '哈哈哈')
x.who()
x.foo()
x.__foo()

'''
运行结果：
name: 啦啦啦
url: 哈哈哈
这是公共方法
    x.__foo()
这是私有方法
AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'
'''

11、类的专有方法

12、运算符重载

• 可以对类的专有方法进行重载

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)

#Vector(7,8)

13、类与对象一些常用的内置函数（BIF）

• issubclass(class,classinfo)----如果class是classinfo的子类，则返回True，否则返回false，用来判断子类关系
• isinstance(objiect,classinfo)----检查一个实例对象是否属于一个类，第一个参数为实例对象，第二个为类
• hasattr(object,name)----测试一个对象（object）是否具有固定的属性（name），属性必须带“ ”，表明是字符串
• getattr(object,name[,default])----返回一个特定对象的属性的特定值（前提是该对象具有该属性），如果该对象没有这个属性，则为了提高用户的体验，可以将第三个参数default设置为“你所访问的属性不存在”，这样当不存在属性的时候就可以返回“你所访问的属性不存在”
• setattr(object,name,value)----对对象进行属性的新定义——设置新属性
• delattr(object,name)----用来删除对象的固定属性，如果该对象没有这个属性的话，就会抛出异常
  - property(fget=none,fset=none,fdel=none.doc=none)

通过属性定义属性，property() 是一个比较奇葩的BIF，它的作用把方法当作属性来访问，从而提供更加友好访问方式。

property() 返回一个可以设置属性的属性，当然如何设置属性还是需要我们人为来写代码。第一个参数是获得属性的方法名（例子中是 getx），第二个参数是设置属性的方法名（例子中是 setx），第三个参数是删除属性的方法名（例子中是 delx）。

property() 有什么作用呢？举个例子，我们为用户提供 setx 方法名来设置 _x 属性，提供 getx 方法名来获取属性。但是有一天你心血来潮，突然想对程序进行大改，可能你需要把 setx 和 getx 修改为 set_x 和 get_x，那你不得不修改用户调用的接口，这样子的体验就非常不好。

有了 property() 所有问题就迎刃而解了，因为像上边一样，我们为用户访问 _x 属性只提供了 x 属性。无论我们内部怎么改动，只需要相应的修改 property() 的参数，用户仍然只需要去操作 x 属性即可，对他们来说没有任何影响。

参考文献

• https://www.runoob.com/python3/python3-class.html
• https://www.runoob.com/w3cnote/python-extends-init.html
• https://www.cnblogs.com/Yanjy-OnlyOne/p/10041951.html