python之类和对象

面向对象概述

面向对象(Object Oriented)是一种设计思想，可以使软件设计更加灵活，并能很好的实现代码复用。

对象

对象是一个抽象的概念，表示任意存在的事物，世间万物皆对象，对象是真实存在的实体，例如一个人。通常将对象分为两个部分，静态部分和动态部分，静态部分被称为属性，任何对象都具备自身属性，这些属性是客观存在的，不能被忽视的，如人的性别，动态部分指的是对象的行为，如对象执行的动作，例如人可以行走

注意：python中，一切都是对象，不仅是具体的事物称为对象，字符串、函数等也是对象

类

类是封装对象的属性和行为的载体，具有相同属性和行为的一类实体被称为类，例如：把雁群比作大雁类，那么大雁类就具备了翅膀、爪等属性，飞行和睡觉等行为，而一只大雁则被视为大雁类的一个对象

在python 中，类是一个抽象概念，如果定义一个大雁类，那么可以定义每个对象共有的属性和方法，对象是类的实例，类是对象的抽象

面向对象的特点

1、封装：

封装是面向对象的核心思想，将对象的属性和行为封装起来，其载体就是类，类通常会对客户隐藏一些细节，这就是封装的思想，例如，用户使用计算机，只需要通过键盘就可以实现一些功能，至于内部如何实现的无需关心，采用封装思想保证了内部数据结构的完整性，使用该类的用户不能直接看到类中的数据结构，只能执行公开的数据，这样就避免了外部对内部数据的影响，从而提高程序的可维护性。

2、继承：

继承是实现重复利用的重要手段，子类通过继承复用了父类的属性和行为，同时又添加了子类特有的属性和行为

3、多态：

将父类对象应用于子类的特征就是多态，例如创建一个螺丝类，螺丝类有两个属性：粗细和螺纹密度，然后在创建两个类，一个是长螺丝类，一个是短螺丝类，并且他们都继承了螺丝类，这样长螺丝类和短螺丝类不仅具有相同的特征(粗细和螺纹密度相同)，同时还具有不同的特征(一个长、一个短)，综上所述，一个螺丝类可以衍生出不同的子类，子类继承父类的同时，也具备了自己的特征，并且能够实现不同的效果，这就是多态化的结构。也可以理解为，同样的行为，后代们有多种不同的形态

类的定义和使用

在python中，类表示具有相同属性和方法的对象的集合，在使用类的时候，需要先定义类，然后创建类的实例，通过实例既可以访问类中的属性和方法了

1、定义类：

在python中，类的定义使用class关键字来实现，语法如下：

class ClassName:
    '''类的帮助信息'''  #注释信息
    statement           #类体

说明：

• ClassName: 类型，通常采用驼峰命名法，首字母大写
• 类的帮助信息，类似于注释信息
• statement：类体，主要由类变量、方法、属性等组成，如果定义时没有想好类的具体功能，可以先使用pass语句代替

2、创建类的实例：

通过类名和参数的方式来创建类的实例，语法如下：

ClassName(parameter)

其中，ClassName是必选参数，表示具体的类，parameter是可选参数，当创建一个类时，没有创建__init__()方法，或者当__init__()方法只有一个self参数时。parameter可以省略

例如：定义一个测试类，如图：

注意：上面定义的类名后的括号可写可不写，如果是继承父类，那么括号要写并写上父类的名字，如果不写默认继承object类，但是实例化类的时候后面需要加括号，如果不加括号不会调用__init__()方法

代码执行结果如下：

注意：在python中创建实例不使用new关键字，和其他面向对象语言有区别

3、魔术方法：__init__()

在创建类后，类通常会自动创建一个__init__()方法，该方法是一个特殊的方法，类似于构造方法，每当创建一个类的实例时，python都会自动执行它，__init__()方法必须包含一个self参数，并且必须是第一个参数，self指向实例本身的引用，用于访问类中的属性和方法，在方法调用时会自动传递实际参数self，因此当__init__()方法只有一个参数的时候，创建类的实例时，就不需要指定实际参数了(self指向的就是实例本身)

注意：在__init__()方法的名称中，开头和结尾是两个下划线(中间没有空格)，这是一种默认的约定

例如：定义测试类，定义魔术方法，并创建类实例，如图：

代码执行结果如下：

注意：上面的__init__()方法中的第一个参数不一定非要是self，也可以自定义，但是默认习惯上为self

在__init__()方法中，除了self参数，还可以自定义多个参数，参数之间通过逗号分隔，如图：

代码执行结果如下：

创建类的成员并访问

类的成员主要由实例方法和数据成员组成，在类中创建了类的成员后，可以通过类的实例进行访问

1、创建实例方法并访问：

所谓实例方法是指在类中定义的函数，该函数是一种在类的实例上操作的函数，同__init__()方法一样，实例方法的第一参数必须是self，并且必须包含一个self参数，语法如下：

def functionName(self,parameter):
    block

• functionName：用于指定方法名，一般使用小写字母开头
• self，必须参数，不一定非要使用self，通常习惯使用self
• parameter，可选参数，如果有多个用逗号分隔
• block：方法体，用于实现具体的功能

注意：实例方法和python函数的主要区别是，函数实现的是某个独立的功能，而实例方法是实现类中的一个行为，是类的一部分

实例方法创建完成后，可以通过类的实例名称和点(.)操作符进行访问，如图：

代码执行结果如下：

2、创建数据成员并访问：

数据成员是指在类中定义的变量，即属性，根据定义位置，分为类属性和实例属性

类属性是指定义在类中，并且在函数体外的属性，类属性可以在类的所有实例之间共享值，也就是在所有实例化的对象中公用

类属性可以通过类名称或者实例名访问

(1)、下面的列子定义类属性，并通过实例名和类型访问，如图：

下面的例子表示修改类属性的值，如图：

代码执行结果如下：

从结果可以看出，修改了类属性值后，对其他的实例化后的属性值是有影响的

(2)、还可以在类的函数中定义类属性，如图：

运行结果如下：

实例属性是指定义在类的方法中的属性，只作用于当前实例

例如：下面定义实例属性和实例方法，并访问属性，如图：

代码执行结果如下：

注意：上图中的实例属性要用self.name=”张三”，而不是直接用name=”张三呢”，这是因为用了self后，其余的实例方法都可以进行访问，如果不用，只能在当前方法中使用，因此下面的linshi()方法可以调用上面的name，特别提醒：两个方法中的参数都不一定是self，习惯上写为self，如果第一个写成one，第二个写成two 也是可以的，一般建议写为self

注意：实例属性只能通过实例名访问，不能通过类名访问，否则会报错

对于实例属性也可以通过实例名称修改，与类属性不同，通过实例名修改实例属性后，并不影响该类中其他实例中相应的实例属性的值

例如：定义实例属性，实例化两个类，其中一个类修改实例属性，另一个类再次访问，如图：

从上图中可以看出，test实例修改完实例属性后，通过test1实例再次访问该属性，值并不受影响

访问限制

在类的内部可以定义属性和方法，在类的外部可以直接调用属性或方法来操作数据，从而隐藏了类内部复杂逻辑，但是python并没有对属性和方法的访问权限进行限制，为了保证类内部的某些属性和方法不被外部所访问，可以在属性或者方法名前添加单下划线(_foo)、双下划线(__foo)、或者首尾加双下划线(__foo__)，从而限制访问权限，作用说明如下：

• __foo__：首尾双下划线表示定义特殊方法，一般是系统定义，如__init__()
• _foo：单下划线开头表示protected(保护)类型的成员，只允许类本身或者子类进行访问，但不能使用from module import * 语句导入
• __foo：双下划线表示privite(私有)类型的成员，只允许定义该方法的类本身进行访问，子类也不能访问，而且不能通过类的实例进行访问 ，但是可以通过类的实例名.类名.__xxx的方式访问

例如：下面定义一个保护类型的成员属性，并进行访问，如图：

代码执行结果如下：

定义子类，在子类中访问父类的保护类成员属性，如图：

从上图中可以看出，字类可以访问父类中的保护类型成员变量

下面的例子表示定义私有类型成员属性，并访问，如图：

注意：上图中Gongguan前面还有一个下划线_

注意：私有属性可以通过类名.属性名以及实例名.类名__xxx访问，但是不能直接通过实例名.属性名进行访问，否则将报错

属性

本节介绍的属性和之前的类属性和实例属性不同，本节介绍的属性则是一种特殊的属性，访问它时将计算它的值，另外，该属性还可以为属性添加安全保护机制

1、创建用于计算的属性

在python中，可以通过@proprety(装饰器)将一个方法转换为属性，从而实现用于计算的属性，将方法转换为属性后，可以直接通过方法名来访问方法，而不需要在添加一对小括号，这样可以让代码更加简洁，语法格式如下：

@property
def methodname(self):
    block

• methodname：用于指定方法名，一般使用小写字母开头，该名称最后将作为创建的属性名
• self：必要参数，表示类的实例
• block：方法体，实现具体的功能，通常以return语句结束，返回计算结果

例如：定义一个矩形类，在__init__()方法中定义两个实例属性，在定义一个计算矩形面积的方法，使用@property将其转换为属性，最后创建类实例，并访问转换后的属性，如图：

为属性添加安全保护机制

在python中，默认情况下，创建的类属性或者实例属性，是可以在类体外修改的，如果想要限制其不能修改，可将其设置为私有，但是设置为私有后，在类体外就无法获取它的值，如果想要创建一个可以读取，但是不能修改的属性，可以使用@property实现只读属性

例如：创建一个类，并定义一个私有属性，最后实例化并获取属性值，如图：

代码执行结果如下：

从上面可以看出，修改只读属性后，打印输出值报错

通过@property不仅可以将属性设置为只读属性，而且可以为属性设置拦截器，即允许对属性进行修改，但是要遵循一定的约束

继承

继承是面向对象编程最重要的特性之一，在程序设计中实现继承，表示这个类拥有它继承的类的所有公有成员或者受保护的成员，被继承的类称为父类或者基类，新的类称为子类或者派生类

通过继承不仅可以实现代码复用，还可以通过继承来理顺类与类之间的关系，在python中，可以在类定义语句中，类名右侧使用一对小括号将要继承的基类名称括起来，从而实现继承，语法格式如下：

class ClassName(baseclasslist):
    '''类的帮助信息'''
    statement

• ClassName：表示类名
• baseclasslist:表示要继承的基类，可以有多个，类名之间用逗号分隔，入股不指定将使用python对象的根类object
• statement：类体，主要由类变量、方法、属性等定义语句组成，如果没想好可以使用pass代替

1、方法重写：

基类的成员都会被派生类继承，当基类中的某个方法不完全适用于派生类时，就需要在派生类中重写这个方法

例如：定义一个水果类，在该类中定义一个harvest()方法，如果想要针对不同水果给出不同的提示，可以在派生类中重写harvest()方法，如图：

2、派生类中调用基类的__init__()方法

如果你需要在子类的构造器中执行一些额外的初始化工作，或者父类的__init__方法有参数需要被传递，那么你应该在子类的__init__方法中显式地调用父类的__init__方法,在派生类中定义__init__()方法时，不会自动调用基类的__init__()方法

使用super()函数调用父类__init__()方法(推荐用法)

例如：定义一个Fruit类，在__init__()方法中创建类属性color。然后在Fruit类中定义一个harvest()方法，在该方法中输出类属性color的值，在创建继承自Fruit类的Apple类，最后创建Apple类的实例，并调用harvest()方法，如图：

代码执行结果如下：

字类如果要调用父类的构造方法__init__()，需要通过super()函数(推荐用法)实现，如果父类的__init__()中的参数有默认值，那么子类调用的时候可以不指定参数，上图中super().__init__()参数为空，如果color没有默认值，那么子类调用父类__init__的时候就需要指定参数了，否则报TypeError，如图：

注意：使用super().__init__()的时候，不需要显式的指定self参数，因为通过 super() 调用父类方法时，super() 会返回一个类型为 super 的对象，这个对象的调用会自动将当前的 self 参数传递给父类方法。这意味着 super() 抽象了 self 的传递过程，使得你不需要显式地写出 self

使用父类类名调用__init__()方法(不推荐)

修改上面例子，将super()换成类名，并添加self参数，如图：

注意：当使用类型调用__init__()的时候，必须显式的指定self参数