面向对象

时间 2020-01-26

原文原文链接

今天要学习的是面向对象，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，咱们先一块儿来看一下类和对象的定义~html

1.类和对象的定义

class 类的名称:
    语句块

# 举例说明

    class Student:
        num = 100
        def showNum(self):
            return 200
    
    print(Student.num)       # 输出：100
    print(Student.showNum)
    # 输出：<function Student.showNum at 0x009A9468>

# Student就是类对象，num是类变量，showNum是方法，self为类对象的实例， 类名称通常须要大写

类：用来描述具备相同的属性和方法的对象的集合；
对象：经过类定义的数据结构实例；
简单来讲就是在python中，用属性表示特征，用方法表示技能，于是具备相同特征和技能的一类事物就是‘类’，对象是则是这一类事物中具体的一个；

2.实例的定义

讲完类和对象，咱们来看一下实例，类是抽象的模板，而实例是根据类建立出来的一个个具体的“对象”，每一个对象都拥有相同的方法，但各自的属性可能不一样；python

class Student:
        def prt(self):
            print(self)
            print(self.__class__)
    
    s = Student()
    s.prt()
    
    # 执行结果：
    # <__main__.Student object at 0x0000000001D7CDA0>
    # <class '__main__.Student'>

上述例子中self表明的是类的实例，而self.__class__指向类，且self 不是 python 关键字，咱们把self换成其它的单词也能够正常运行；设计模式

3.什么是实例化

咱们知道了什么是实例，那实例化又是什么呢，接着看下面这个例子，在Student类中有两个方法，一个是初始化方法__init__，另外一个是我本身定义的方法showClass()方法数据结构

class Student:
    num = 100
    def __init__(self):
        self.name = '张三'
    def show(self):
        return '李四'

print(Student.num)         # 输出：100
print(Student.show)
输出：<function Student.show at 0x0000000002765BF8>

stu = Student()
# 这就是实例化，且实例化会自定调用__init__方法，self会自动传递，不能有return返回值

print(stu.name)            # 张三

类名加括号就是实例化，实例化会自动调用__init__()方法，能够用它来为每一个实例定制本身的特征（属性）；
init()方法被称为类的构造函数或初始化方法，须要注意的是__init__()方法不能有return返回值；

4.类变量和实例变量

而后咱们来说一下什么是类变量和实例变量，看看这二者之间有什么不一样；函数

# 实例变量是实例特有的，类变量是类和实例共有的
class Student:
    num = 100
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def showClass(self):
        return 200

print(Student.num)
print(Student.showClass)

stu = Student('张三') # 实例化，会调用__init__方法，self会自动传递，不能有return返回值

print(stu.name) # 实例变量
print(stu.num) # 类变量

直接看这个实例可能还不太直观，你们本身在程序里面动手运行一下，使用Student类调用num和name两个变量，就会发如今调用num的时候能正常输出，而调用name的时候报错了。而后再用实例对象stu调用这两个变量试试，咱们就能得出下面两个结论：性能

类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的，也就是定义在类中且在函数体以外的变量（但类变量一般不做为实例变量使用）；
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，是定义在类里面的方法中的变量；

5.类方法和实例方法

讲完了类变量和实例变量，那咱们来看一下类方法和实例方法：学习

class Student:
    num = 100
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def showClass(self):
        return '张三'

    @classmethod
    def add(cls):
        print(cls)

stu = Student('张三')    # 实例化，会调用__init__方法，self会自动传递，不能有return返回值
print(stu.name)          # 实例变量 输出：张三
print(stu.num)           # 类变量  输出: 100

print(stu.__dict__)     # 类的属性保存在本身的字典中，包括类变量和方法
print(stu.__dict__)     # 实例的属性保存在本身的字典中，包括实例的变量

stu.add()              # 类方法能够被实例对象调用  输出：<class '__main__.Student'>
stu.__class__.add()

print(Student.showClass())     # 报错，实例方法不能够被类对象调用
print(Student.name)            # 实例能够访问类的属性，类没法访问实例的属性

咱们动手试一下，分别用Student类，和实例对象stu来调用类方法和实例方法，咱们就能得出一下结论：测试

类方法使用装饰器@classmethod，第一个参数必须是当前类对象，该参数名通常约定为“cls”，经过它来传递类的属性和方法（不能传实例的属性和方法）；
类方法能够被实例对象和类对象调用；
实例方法第一个参数必须是实例对象，该参数名通常约定为“self”，经过它来传递实例的属性和方法（也能够传类的属性和方法）；
实例方法只能由实例对象调用；

6.静态方法

除了类方法和实例方法以外，还有一个方法叫作静态方法，咱们一块儿来看一下静态方法如何使用：编码

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    @staticmethod
    def sub():
        print('static')

stu = Student('李四')

stu.sub()
# 实例能够调用静态方法    输出：static

Student.sub()
# 类能够调用静态方法  输出:static

而后咱们能够得出一下两个结论：设计

静态方法使用装饰器@staticmethod，参数随意，没有“self”和“cls”参数，可是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法；
静态方法能够被实例对象和类对象调用；

7.私有属性和保护属性

两个下划线__开头的属性为私有属性，不能在类的外部被使用或直接访问；
一个下划线_开头的为保护属性，只有类实例和子类实例能访问，需经过类提供的接口进行访问；

咱们来看一下私有属性和保护属性是如何使用的：

class Student(object):
    def __init__(self):
        self.__private_field = 200    # private
        self._protect_field = 200    # protect

stu = Student()
# print(stu.__private_field)  # 报错，实例对象不能够调用私有属性
print(stu._protect_field)   # 输出：200

8.属性装饰器

第一种写法：使用@property装饰器，将类的方法变为属性；

class Student:
    num = 100
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, name):
        self.__name = name

    @name.deleter
    def name(self):
        del self.__name

stu = Student('张三')
print(stu.name)     # 输出：张三

stu.name = '李四'
print(stu.name)     # 输出：李四

第二种写法：使用属性函数property()，直接把方法当属性来操做；

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, value):
        self.__name = value

    def del_name(self):
        del self.__name
        print('实例的属性被删除了')

    # 这里表示property是用来修饰name这个属性的
    name = property(fget=get_name, fset=set_name, fdel=del_name, doc='hello')

stu = Student('张三')
print(stu.name)    # 张三

stu.name = '李四'  # 给name赋值
print(stu.name)   # 李四

一个property对象包含三个方法：getter, setter, deleter，当一个函数被@property装饰器修饰时，系统会自动建立一个包含对应访问函数的同名属性；

9.类的继承

class Animal:
    def __init__(self):
        self.type = 'animals'
    def eat(self):
        print('{} 吃，Animal类中'.format(self.__class__.__name__))   # Animal 吃，Animal类中

class Person(Animal):
    def talk(self):
        print('讲话')

# animal = Animal()
# animal.eat()
# 
# print(animal.type)  # animals
# animal.talk()       # 报错，父类不能够调用子类的方法

person = Person()
print(person.type)  # animals

# Person调用Animal类的eat方法
person.eat()       # 输出：Person 吃，Animal类中
person.talk()      # 讲话

继承是一种建立类的方法，一个类能够继承来自一个或多个父类，原始类称为基类或超类；
继承能够很方便的帮助子类拥有父类的属性和方法，减小代码冗余，子类能够定义本身的方法和属性，也能够覆盖父类的方法和属性；
实现继承：指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力；
接口继承：指仅使用属性和方法的名称、可是子类必须提供实现的能力(子类重构父类方法)；

10.属性查找顺序

class Animal:
    __name = 'animal'
    def __init__(self):
        self.type = 'animal'
    def eat(self):
        print('{} eat'.format(self.__class__.__name__))

class Person(Animal):
    def talk(self):
        print('talk')

person = Person()
print(person.__name)   # 子类不能访问 父类的私有属性

父类的私有属性没法被子类访问；
属性的查找顺序：先从对象自身的__dict__中查找->而后从对象所在类的__dict__中查找->而后从父类的__dict__中查找，直至找到或者报错没有找到；

11.方法重写

子类能够覆盖父类的方法，能够在覆盖的方法中调用父类的方法，且父类的类方法，静态方法也能够被覆盖

class Animal:
    def __init__(self):
        self.type = 'animal'

    def eat(self):
        print('{} eat'.format(self.__class__.__name__))

class Person(Animal):
    def eat(self):
        print('洗手')  # 洗手
        print('{} eat'.format(self.__class__.__name__))  # Person eat
        super().eat()  # 调用父类的方法                    # Person eat
        # super(Person, self).eat()   等价于 super().eat()

person = Person()
person.eat()

继承中的init方法

class Animal:
    def __init__(self):
        self.one = 'one'

class Person(Animal):
    def __init__(self):
        self.two = 'two'
        self.three = 'three'

    def show(self):
        print(self.one, self.two, self.three)

person = Person()
print(person.__dict__)  # 输出：{'two': 'two', 'three': 'three'}
person.show()    # 报错，person没有one这个属性
print(person.one)  #一样报错

代码修改，若是父类有__init__方法，且子类也有__init__方法，最好在子类的__init__方法中手动调用父类的__init__方法

class Animal:
    def __init__(self):
        self.one = 'one'

class Person(Animal):
    def __init__(self):
        self.two = 'two'
        self.three = 'three'
        super().__init__()  # 继承父类的__init__方法，且父类init方法的调用写在子类的什么地方也有讲究

    def show(self):
        print(self.one, self.two, self.three)

person = Person()
print(person.__dict__)
print(person.one)
# 输出：one  ，由于继承了父类的init__方法，因此能够访问one属性

若是你的父类方法的功能不能知足你的需求，就能够在子类重写你父类的方法；
子类能够覆盖父类的方法，且能够在覆盖的方法中调用父类的方法；
super()函数是用于调用父类(超类)的一个方法， Python 3 可使用直接使用super().xxx 代替 super(Class, self).xxx；

12.装饰器

装饰器是一个很著名的设计模式，常常被用于有切面需求的场景，较为经典的有插入日志、性能测试、事务处理等；
python装饰器本质上就是一个函数，它可让其余函数在不须要作任何代码变更的前提下增长额外的功能，装饰器的返回值也是一个函数对象（函数的指针）；
归纳的讲，装饰器的做用就是为已经存在的对象添加额外的功能，也称之为扩展功能；

13.Mixin

Mixin是一种设计模式，经过多继承的方式对类的功能进行加强；
Mixin能够在不修改任何源代码的状况下，对已有类进行扩展；
能够根据须要使用已有的功能进行组合，来实现“新”类；
还能很好的避免类继承的局限性，由于新的业务须要可能就须要建立新的子类；

14.Mixin类的注意点

在Mixin类中，不能写初始化的__init__方法，由于Mixin类不作为独立类使用；
Mixin类原则上必须做为其余类的基类，实现其余类的功能加强；
Mixin类的基类必须也是Mixin类；
使用Mixin方式加强功能的的类，必须将Mixin类写在继承列表的第一个位置；
Mixin比decorator更增强大；

参考：https://www.9xkd.com/user/plan-view.html?id=1853344716