Python 面向对象（类，类的继承）

时间  2020-04-10
标签 python 面向对象 继承 栏目 Python 繁體版
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Python 面向对象

记住一句话：类是模板，而实例则是根据类建立的对象。html

初学时对类的理解是从类的字面上，能够片面的认为它是一个种类，它是类似特征的抽像，也就是类似的东西，能够把类似特征的事务抽象成一个类。（事务能够是具体的物体或行为）python

以圆为例，圆是具备圆周率(pi)和半径(r)两个类似特征的属性。根据类似特征抽象出圆类，每一个圆的半径能够不一样，那么半径能够做为圆的实例属性；而每一个圆的圆周率pi是相同的，那么圆周率pi就能够做为类属性，这样就定义出了一个圆类。而咱们要知道圆的面积，周长等能够经过类方法计算出来。编程

（看完整篇文章，仍是对类不理解，回过头在来看这部分，对照列子多理解。）数据结构

Python 面向对象（类，类的继承）

类的应用场景：

零散代码(代码块)-->函数(方法)-->类-->模块(文件)
类:表示抽象(模糊)的事物
对象:表示具体(清晰)的事物编程语言

一、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。
  • 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。
  • 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。
  • 局部变量：定义在方法中的变量，只做用于当前实例的类。
  • 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，是在类声明的内部可是在类的其余成员方法以外声明的。
  • 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也容许把一个派生类的对象做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：建立一个类的实例，类的具体对象。
  • 方法：类中定义的函数。
  • 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。

二、建立类

使用 class 语句来建立一个新类，class 以后为类的名称并以冒号结尾:ide

class ClassName:
   '类的帮助信息'   #类文档字符串
   class_suite  #类体

类的帮助信息能够经过ClassName.doc查看。函数

class_suite 由类成员，方法，数据属性组成。ui

（1）例子

描述人类的文件
类的结构：
一、动态的行为（动词）：speak、sing
二、静态的属性（名词）：gender、user_name
（1）全局：在类中的任何地方都能使用
（2）局部：只可以在方法内部使用
使用类：
实例化对象：对象名 = 类名 ( 参数【可选的】)翻译

class Human():
    """模拟人类"""
    def __init__(self, sex, name):
        """初始化属性：gender和user_name"""
        self.gender = sex
        self.user_name = name

    def speak(self):
        """模拟人类说话"""
        print(self.user_name.title() + "正在说话。")

    def sing(self):
        """模拟人类唱歌"""
        print(self.user_name.title() + "正在唱歌。")
  • empCount 变量是一个类变量，它的值将在这个类的全部实例之间共享。你能够在内部类或外部类使用 Employee.empCount 访问。
  • 第一种方法__init__()方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当建立了这个类的实例时就会调用该方法
  • self 表明类的实例，self 在定义类的方法时是必须有的，虽然在调用时没必要传入相应的参数。
输出结果以下：
# 使用类
man = Human('男','xgp')
man.speak()

lz = Human('男','kk')
lz.sing()

（2）修改初始值

class Pet():

    def __init__(self,sex,strain):
        """给属性赋初始值（默认值）"""
        self.nick_name = '咪咪'
        self.gender = sex
        self.stain = strain

cat = Pet('公','土猫')
# 修改初始值
cat.nick_name = '妙妙'
print(cat.nick_name)
输出结果以下：
妙妙

三、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。设计

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

t = Test()
t.prt()
输出结果以下：
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

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，咱们把他换成 runoob 也是能够正常执行的:

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

t = Test()
t.prt()
输出结果以下：
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

四、建立实例对象

实例化类其余编程语言中通常用关键字 new，可是在 Python 中并无这个关键字，类的实例化相似函数调用方式。

如下使用类的名称 Dn 来实例化，并经过 __init__ 方法接收参数。

"""
小名和小红各自买了一台笔记本电脑,
其中小名的电脑品牌是联想, CPU8核, 512G固态硬盘,双飞燕鼠标
省红的电脑品牌是机械师, CPU4核, 256G固态硬盘+1T普通硬盘，机械师鼠标
使用面向对象的思惟，编写代码完成以 上描述。
"""
class Dn():

    def __init__(self,name,brand,cpu,disk,mouse):
        self.nice_name = name
        self.nice_pp = brand
        self.nice_cpu = cpu
        self.nice_disk = disk
        self.nice_mouse = mouse
    def xgp(self):
        print(self.nice_name + '的电脑配置：“'
              + '品牌：' + self.nice_pp + ','
              + 'cpu：' +self.nice_cpu + ','
              + '硬盘：' +self.nice_disk + ','
              + '鼠标：' + self.nice_mouse + ','
              + '”。')
# 可使用点号 . 来访问对象的属性。使用以下类的名称访问类变量
Dn1 = Dn('小名','联想','8核','512固态硬盘','双飞燕')
Dn1.xgp()

Dn2 = Dn('小米','机械师','4核','256G固态硬盘+1T普通硬盘','机械师鼠标')
Dn2.xgp()
输出结果以下：
小名的电脑配置：“品牌：联想,cpu：8核,固态硬盘：512固态硬盘,鼠标：双飞燕”。
小名的电脑配置：“品牌：机械师,cpu：4核,固态硬盘：256G固态硬盘,机械硬盘1T普通硬盘,鼠标：机械师鼠标”。

五、类的继承

Python 面向对象（类，类的继承）

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是经过继承机制。

经过继承建立的新类称为子类或派生类，被继承的类称为基类、父类或超类。

继承语法

class 派生类名(基类名)
    ...

在python中继承中的一些特色：

  • 一、若是在子类中须要父类的构造方法就须要显示的调用父类的构造方法，或者不重写父类的构造方法。详细说明可查看：python 子类继承父类构造函数说明。
  • 二、在调用基类的方法时，须要加上基类的类名前缀，且须要带上 self 参数变量。区别在于类中调用普通函数时并不须要带上 self 参数
  • 三、Python 老是首先查找对应类型的方法，若是它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。

若是在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称做"多重继承" 。

语法：

派生类的声明，与他们的父类相似，继承的基类列表跟在类名以后，以下所示：

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
    ...

（1）例子

class Parent:        # 定义父类
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print ("调用父类构造函数")

   def parentMethod(self):
      print('调用父类方法')

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print ("父类属性 :", Parent.parentAttr)

class Child(Parent): # 定义子类
   def __init__(self):
      print ("调用子类构造方法")

   def childMethod(self):
      print ('调用子类方法')

c = Child()          # 实例化子类
c.childMethod()      # 调用子类的方法
c.parentMethod()     # 调用父类方法
c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法 - 设置属性值
c.getAttr()          # 再次调用父类的方法 - 获取属性值
输出结果以下：
调用子类构造方法
调用子类方法
调用父类方法
父类属性 : 200

（2）例子

"""
小名和小红各自买了一台笔记本电脑,
其中小名的电脑品牌是联想, CPU8核, 512G固态硬盘,双飞燕鼠标
省红的电脑品牌是机械师, CPU4核, 256G固态硬盘+1T普通硬盘，机械师鼠标
使用面向对象的思惟，编写代码完成以 上描述。
"""
class Dn():

    def __init__(self,brand,cpu,disk,mouse):
        self.nice_pp = brand
        self.nice_cpu = cpu
        self.nice_disk = disk
        self.nice_mouse = mouse

# 继承:共享某个类的代码
class XiaoMing(Dn):

    def __init__(self,brand,cpu,disk,mouse):
        super().__init__(brand,cpu,disk,mouse)

    def xgp(self,name):
        print(name + '的电脑配置：“'
                      + '品牌：' + self.nice_pp + ','
                      + 'cpu：' +self.nice_cpu + ','
                      + '固态硬盘：' +self.nice_disk + ','
                      + '鼠标：' + self.nice_mouse
                      + '”。')
class XiaoHong(Dn):
    def __init__(self,brand,cpu,disk,sim_disk,mouse):
        self.sim_disk = sim_disk
        super() . __init__(brand,cpu,disk,mouse)

    def wsd(self,name):
        print(name + '的电脑配置：“'
              + '品牌：' + self.nice_pp + ','
              + 'cpu：' + self.nice_cpu + ','
              + '固态硬盘：' + self.nice_disk + ','
              + '机械硬盘' + self.sim_disk + ','
              + '鼠标：' + self.nice_mouse
              + '”。')

xiaoming = XiaoMing('联想','8核','512固态硬盘','双飞燕')
xiaoming.xgp('小名')
xiaohong = XiaoHong('机械师','4核','256G固态硬盘','1T普通硬盘','机械师鼠标')
xiaohong.wsd('小名')
输出结果以下：
小名的电脑配置：“品牌：联想,cpu：8核,固态硬盘：512固态硬盘,鼠标：双飞燕”。
小名的电脑配置：“品牌：机械师,cpu：4核,固态硬盘：256G固态硬盘,机械硬盘1T普通硬盘,鼠标：机械师鼠标”。

（3）方法重写（员工自我介绍）

class Empoyee():
    """员工类"""

    def __init__(self,name,years_old,money):
        """初始化普通员工属性"""
        self.user_name = name
        self.user_years_old = years_old
        self.user_money = money

    def say_hi(self):
        """模拟员工自我介绍的方法"""
        print('我叫'+self.user_name
              +',工龄' + self.user_years_old
              +'年，年工资为' + self.user_money
              +'元。'
              )

class SE(Empoyee):

    def __init__(self,name,years_old,money):
        super().__init__(name,years_old,money)

    def say_hi(self):
        """模拟员工自我介绍的方法"""
        print('我叫'+self.user_name
              +',工龄' + self.user_years_old
              +'年，年工资为' + self.user_money
              +'元。'
              )

class PM(Empoyee):

    def __init__(self,name,years_old,money,bonus):
        super().__init__(name,years_old,money)
        # 编写子类特有的属性
        self.pm_bonus = bonus

    def say_hi(self):
        """模拟项目经理自我介绍的方法"""
        print('我叫'+self.user_name
              +',工龄' + self.user_years_old
              +'年，月工资为' + self.user_money
              +'元，'
              + '管理奖金' + self.pm_bonus + '元。'
              )

class CTO(Empoyee):

    def __init__(self,name,years_old,money,bonus,annual_bonus):
        super().__init__(name,years_old,money)
        self.cto_bonus = bonus
        self.cto_annual_bonus = annual_bonus

    def say_hi(self):
        """模拟项目经理自我介绍的方法"""
        print('我叫'+self.user_name
              +',工龄' + self.user_years_old
              +'年，月工资为' + self.user_money
              +'元，'
              + '管理奖金' + self.cto_bonus + '元，'
              + '年终奖' + self.cto_annual_bonus + '元。'
              )

# 使用类：实例化对象
se = SE('xgp','4','8k')
se.say_hi()

pm = PM('wsd','6','10000','5000')
pm.say_hi()

cto = CTO('xgp','10','30000','6000','12000')
cto.say_hi()
输出结果以下：
我叫xgp,工龄4年，年工资为8k元。
我叫wsd,工龄6年，月工资为10000元，管理奖金5000元。
我叫xgp,工龄10年，月工资为30000元，管理奖金6000元，年终奖12000元。

分析以上代码

Python 面向对象（类，类的继承）
Python 面向对象（类，类的继承）

六、Python内置类属性

  • __dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
  • ~ :类的文档字符串
  • __name__: 类名
  • __module__: 类定义所在的模块（类的全名是'__main__.className'，若是类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）
  • __bases__ : 类的全部父类构成元素（包含了一个由全部父类组成的元组）

Python内置类属性调用实例以下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '全部员工的基类'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1

   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__
输出结果以下：
Employee.__doc__: 全部员工的基类
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

七、python对象销毁(垃圾回收)

Python 使用了引用计数这一简单技术来跟踪和回收垃圾。

在 Python 内部记录着全部使用中的对象各有多少引用。

一个内部跟踪变量，称为一个引用计数器。

当对象被建立时， 就建立了一个引用计数， 当这个对象再也不须要时， 也就是说， 这个对象的引用计数变为0 时， 它被垃圾回收。可是回收不是"当即"的， 由解释器在适当的时机，将垃圾对象占用的内存空间回收。

a = 40      # 建立对象  <40>
b = a       # 增长引用， <40> 的计数
c = [b]     # 增长引用.  <40> 的计数

del a       # 减小引用 <40> 的计数
b = 100     # 减小引用 <40> 的计数
c[0] = -1   # 减小引用 <40> 的计数

垃圾回收机制不只针对引用计数为0的对象，一样也能够处理循环引用的状况。循环引用指的是，两个对象相互引用，可是没有其余变量引用他们。这种状况下，仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器其实是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。做为引用计数的补充， 垃圾收集器也会留心被分配的总量很大（及未经过引用计数销毁的那些）的对象。 在这种状况下， 解释器会暂停下来， 试图清理全部未引用的循环。

实例

析构函数 __del__ ，__del__在对象销毁的时候被调用，当对象再也不被使用时，__del__方法运行：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Point:
   def __init__( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "销毁"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的id
del pt1
del pt2
del pt3
输出结果以下：
3083401324 3083401324 3083401324
Point 销毁

注意：一般你须要在单独的文件中定义一个类

八、总结

参数的传递图，翻译与pythoncentral网

Python 面向对象（类，类的继承）

  • In 1 and 2, the arguments are passed to the method.
  • 1和2参数传递给init方法中的data参数。
  • On 3, the self argument refers to the instance.
  • 3**self 参数指向当前实例自身，self表明建立的实例变量 ik1 或者 Kls('arun')。**
  • At 4, we do not need to provide the instance to the method, as it is handled by the interpretor itself.
  • 4 咱们不须要传递实例自身给方法，Python解释器本身会作这些操做的；ik14 会自动做为第一个实例参数(self)传入方法中。

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