Python--Python--类和对象

知识点
Python3 面向对象
Python从设计之初就已是一门面向对象的语言，正由于如此，在Python中建立一个类和对象是很容易的。本章节咱们将详细介绍Python的面向对象编程。

若是你之前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能须要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头造成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。

接下来咱们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

面向对象技术简介
类(Class): 用来描述具备相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每一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以外。类变量一般不做为实例变量使用。

实例变量：定义在方法中的变量，只做用于当前实例的类。

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：若是从父类继承的方法不能知足子类的需求，能够对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。

继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也容许把一个派生类的对象做为一个基类对象对待。

实例化：建立一个类的实例，类的具体对象。

对象：经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。

和其它编程语言相比，Python 在尽量不增长新的语法和语义的状况下加入了类机制。

Python中的类提供了面向对象编程的全部基本功能：类的继承机制容许多个基类，派生类能够覆盖基类中的任何方法，方法中能够调用基类中的同名方法。

对象能够包含任意数量和类型的数据。

类定义
语法格式以下：

class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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类实例化后，可使用其属性，实际上，建立一个类以后，能够经过类名访问其属性。

类对象
类对象支持两种操做：属性引用和实例化。

属性引用使用和 Python 中全部的属性引用同样的标准语法：obj.name。

类对象建立后，类命名空间中全部的命名都是有效属性名。因此若是类定义是这样:

# 一个简单的类实例
class Myclass:

# 属性：
i = 12345

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

# 实例化类
x = Myclass()

# 访问
print('Myclass 类的属性 i 为：',x.i)
print('Myclass 类的方法 f 输出为：',x.f())
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以上建立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。

===输出结果===

D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
Myclass 类的属性 i 为： 12345
Myclass 类的方法 f 输出为： hello world
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不少类都倾向于将对象建立为有初始状态的。所以类可能会定义一个__int__()的特殊方法（构造方法）,像下面这样：

def __init__(self):
self.data = []
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类定义了__init__()方法的话，类的实例化操做会自动调用__init()方法。因此在下例中，能够建立一个新的实例：

x = Myclass()
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固然， __init__() 方法能够有参数，参数经过 __init__() 传递到类的实例化操做上。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)

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
3.0 -4.5
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self表明类的实例，而非类
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

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

t = Test()
t.prt()

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
<__main__.Test object at 0x00000014F5E029E8>
<class '__main__.Test'>
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从执行结果能够很明显的看出，self表明的是类的实例，表明当前对象的地址，而self.__class__则指向类。

self不是python关键字，把他换成其余关键字也是能够正常执行的：

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

t = Test()
t.prt()

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
<__main__.Test object at 0x000000C5A4402978>
<class '__main__.Test'>
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类的方法
在类的内部，使用def关键字来定义一个方法，与通常函数定义不一样，类方法必须包含参数self，且为第一个参数，self表明的是类的实例。

class People:
# 定义基本属性
name = ''
age = 0
# 定义私有属性，私有属性在类外部没法直接进行访问
__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1
p = People('小明',10,30)
p.speak()

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
小明 说：我 10 岁。

# 实例化类2
p = People('小明',10)
p.speak()

===输出结果===
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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继承
Python一样支持类的继承，若是一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义以下所示：

class DerivedClassName(BaseClassName1):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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须要注意圆括号中基类的顺序，如果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。

BaseClassName(示例中的基类名)必须与派生类定义在一个做用域内。除了类，还能够用表达式，基类定义在另外一个模块中时这一点很是有用：

class DerivedClassName(modname.BaseClassName)
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# 类定义
class People:
# 定义基本属性
name = ''
age = 0
# 定义私有属性，私有属性在类外部没法直接进行访问
__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):
# 调用父类的构造方法
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，我在读 %d 年级' % (self.name, self.age,self.grade))

s = Student('小明',10,60,3)
s.speak()

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
小明 说：我 10 岁，我在读 3 年级
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多继承
Python一样有限的支持多继承形式。多继承的类定义以下例：

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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须要注意圆括号中父类的顺序，如果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。

# 类定义
class People:
# 定义基本属性
name = ''
age = 0
# 定义私有属性，私有属性在类外部没法直接进行访问
__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):
# 调用父类的构造方法
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，我在读 %d 年级' % (self.name, self.age,self.grade))

# 另外一个类，多继承以前的准备
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('小明',25,80,4,'Python')
test.speak() #方法名相同，默认调用的是在括号中排前的父类的方法

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
我叫 小明，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python
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方法重写
若是你的父类方法的功能不能知足你的需求，你能够在子类重写你父类的方法，实例以下：

# 定义父类
class Parent:
def mymethod(self):
print('我是父类方法')

# 定义子类
class Child(Parent):
def mymethod(self):
print('我是子类方法')

# 子类实例化
c = Child()
# 子类调用重写方法
c.mymethod()
# 用子类对象调用父类已被覆盖的方法
super(Child,c).mymethod() #super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

 

===输出结果===
D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.py
我是子类方法
我是父类方法
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类属性与方法
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。

类的方法
在类地内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与通常函数定义不一样，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 表明的是类的实例。

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 ，不能在类地外部调用。self.__private_methods

类的私有属性示例以下

class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有属性
publicCount = 0 # 公开属性

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

counter = JustCounter()

counter.count()

counter.count()

print(counter.publicCount)

print(counter.__secretCount) #报错，实例不能访问私有变量

===输出结果===

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Traceback (most recent call last):
File "D:/untitled/Python_learn/test1.py", line 18, in <module>
print(counter.__secretCount) #报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
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类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('这是私有方法')

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

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

x.who()
===输出结果===
name : 个人博客
url : https://blog.csdn.net/wanbin6470398/

x.foo()
===输出结果===
这是公有方法
这是私有方法

x.__foo()
===输出结果===
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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类的专有方法
__init__ : 构造函数，在生成对象时调用

__del__ : 析构函数，释放对象时使用

__repr__: 打印，转换

__setitem__ : 按照索引赋值

__getitem__: 按照索引获取值

__len__: 得到长度

__cmp__: 比较运算

__call__: 函数调用

__add__: 加运算

__sub__: 减运算

__mul__: 乘运算

__div__: 除运算

__mod__: 求余运算

__pow__: 乘方

运算符重载
Python一样支持运算符重载，咱们能够对类的专有方法进行重载，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)

===输出结果===D:\untitled\venv\Scripts\python.exe D:/untitled/Python_learn/test1.pyVector(7,8)