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Python3 面向对象编程基础

面向对象编程——Object Oriented Programming,简称 OOP,是一种程序设计思想。 OOP 把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。

面向对象基本概念

  • 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。
  • 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。
  • 方法:类中定义的函数。
  • 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。

创建类

使用 class 语句来创建一个新类,class 之后为类的名称并以冒号结尾:

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

实例

一个简单的 Python 类定义代码:

class Employee:
   '所有员工的基类'
   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
  • empCount 变量是一个类变量,它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以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,当创建了这个类的实例时就会调用该方法。
  • self 代表类的实例,而非类;self 在定义类的方法时是必须有的,虽然在调用时不必传入相应的参数。

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。

以上代码执行结果为;

<main.Test instance at 0x10d066878>
main.Test
从执行结果可以很明显的看出,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。self 不是 python 关键字,我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的。

init() 方法

要注意到 __init__ 方法的第一个参数永远是 self,表示创建的实例本身,因此,在 init 方法内部,就可以把各种属性绑定到 self,因为 self 就指向创建的实例本身。
同时有了 init 方法,在创建实例的时候,我们就不能传入空的参数了,必须传入与 init 方法匹配的参数,但 self 不需要传, Python 解释器自己会把实例变量传进去。代码示例:

class ListNode:
    """
    Definition for singly-linked list.
    """
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None
# next 参数在创建类实例对象时, 不能传,只能通过类实例属性赋值
l1 = ListNode(2)
l1.next = ListNode(4)
print(l1.val, l1.next)  # 2,4

和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是类方法第一个参数永远是实例变量 self,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。

创建实例对象

实例化类其他编程语言中一般用关键字 new,但是在 Python 中并没有这个关键字,类的实例化类似函数调用方式。以下代码,使用类的名称 Employee 来实例化,并通过 init() 方法接收参数。

"创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

访问类属性,我们可以使用点号 . 来访问对象的属性。以下代码,使用如下类的名称访问类变量:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

Python 内置属性

  • __dict__: 类的属性(包含一个字典,由类的数据属性组成)
  • __doc__: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’,如果类位于一个导入模块 mymod中,那么className.module 等于 mymod)
  • __bases__: 类的所有父类构成元素(包含了一个由所有父类组成的元组

Python 内置属性调用实例代码如下:

class Employee:
   '所有员工的基类'
   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__

代码执行后输出结果如下:

Employee.doc: 所有员工的基类
Employee.name: Employee
Employee.modulemain
Employee.bases: ()
Employee.dict: {‘module’: ‘main’, ‘displayCount’: , ’empCount’: 0, ‘displayEmployee’: , ‘doc’: ‘\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb’, ‘init’: }

参考资料

Python 面向对象
《廖雪峰-Python3教程》

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2019-01-26