[Python知识库]Python学习之第十六天 类和对象

大家都知道，面向对象编程的基础便是类和对象，今天我们就来学习相关的知识点。

首先是类及对象的创建：

# 机构：家里蹲
# 作者：青灬火
# 时间：2021/7/23 23:16

#类的创建
class Student: #Student为类的名称（类名），首字母大写
    native_place = '西安' #类属性

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name #self.name 称为实体属性，进行类一个赋值操作，将局部变量的name的值赋给了实体属性
        self.age = age

    # 实例方法
    # 在类之外定义的称之为函数，类之内的称为方法
    def eat(self):
        print('学生在吃饭...')

    # 静态方法
    @staticmethod
    def method():
        print('这是一个静态方法...')

    # 类方法
    @classmethod
    def cm(cls):
        print('这是一个类方法...')

#对象的创建（类的实例化）

stu1 = Student('张三', 21)
print(stu1.name) #张三
print(stu1.age) #21
stu1.eat() #学生在吃饭...
Student.eat(stu1) #学生在吃饭...

print(stu1.native_place) #西安
stu1.native_place = '北京'
print(stu1.native_place) #北京

stu2 = Student('李四', 22)
print(stu2.native_place)

Student.native_place = '南京'
print(stu1.native_place) #北京
print(stu2.native_place) #南京

#类方法调用
Student.cm()

#静态方法调用
Student.method()

其次，Python作为动态语言，是可以在对象创建后去动态绑定属性和方法的：

# 机构：家里蹲
# 作者：青灬火
# 时间：2021/7/24 0:28

#动态绑定属性和方法
#Python是动态语言，在创建对象之后，可以动态地绑定属性和方法
class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def eat(self):
        print(self.name + '在吃饭...')

stu1 = Student('张三', 20)
stu2 = Student('李四', 30)
stu2.gender = '男' #为stu2动态绑定性别属性 gender
print(stu1.name, stu1.age) #张三 20
#print(stu1.name, stu1.age, stu1.gender) #AttributeError: 'Student' object has no attribute 'gender'
print(stu2.name, stu2.age, stu2.gender) #李四 30 男

def show():
    print('我是展示方法...')

stu2.show = show()
stu2.show #我是展示方法...
stu2.show1 = show
stu2.show1() #我是展示方法...
#stu1.show() #AttributeError: 'Student' object has no attribute 'show'

接下来我们来学习面向对象编程的特征：

# 机构：家里蹲
# 作者：青灬火
# 时间：2021/7/24 0:44


'''
面向对象的三大特征
    封装：提高程序的安全性
        将数据（属性）和行为（方法）包装到类对象中。在方法内部对属性进行操作，在类对象的外部调用方法。这样，无需关心方法内部的具体实现细节，从而隔离类复杂度
        在Python中没有专门的修饰符用于属性的私有，如果该属性不希望在类对象外部被访问，前边使用两个“_”
    继承：提高代码的复用性
    多态：提高程序的可扩展性和可维护性
'''
# 1、封装
class Car:
    def __init__(self,brand):
        self.brand = brand

    def start(self):
        print('车已启动。。。')

car = Car('宝马')
car.start() #车已启动。。。
print(car.brand) #宝马

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #年龄不希望在类的外部被使用，所以加了两个_用来私有化

    def show(self):
        print(self.name, self.__age)

stu = Student('张三', 20)
stu.show() #张三 20
print(stu.name)
#print(stu.__age) #AttributeError: 'Student' object has no attribute '__age', __age已私有化
#打印stu所拥有的所有属性和方法
print(dir(stu)) #['_Student__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'name', 'show']
print(stu._Student__age) #20

# 2、继承
'''
语法格式：  
    class 子类类名（父类1, 父类2...）:
        pass

如果一个类没有继承任何类，则默认继承object
Python支持多继承
自已子类时，必须在其构造函数中调用父类的构造函数
'''
class Person(object): # Persion继承object
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def info(self):
        print(self.name, self.age)


class Student01(Person):
    def __init__(self, name, age, stu_no):
        super().__init__(name, age)
        self.stu_no = stu_no


class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, age, teachofyear):
        super().__init__(name, age)
        self.teachofyear = teachofyear


stu = Student01('张三', 20, '1001')
teacher = Teacher('李四', 50, 10)

stu.info() #张三 20
teacher.info() #李四 50

class A:
    pass

class B:
    pass

class C(A, B): #多继承， A继承B，C
    pass

# 3、方法重写
'''
如果子类对继承自父类的某个属性或方法不满意，可以在子类中对其（方法体）进行重新编写
子类重写后的方法中可以通过调用super().***()调用父类中被重写的方法
'''
class Student02(Person):
    def __init__(self, name, age, stu_no):
        super().__init__(name, age)
        self.stu_no = stu_no

    def info(self): #重写父类Person的info方法
        super().info()
        print('stu_no', self.stu_no)

stu = Student02('王五', 20, '1002')
stu.info()

# 4、Object类
'''
object类是所有类的父类，因此所有类都有object类的属性和方法

内置函数dir()可以查看指定对象所有属性

object有一个__str__()方法，用于返回一个对于”对象的描述“，对应于内置函数str()经常用于print()方法，
帮我们查看对象的信息，所以我们经常会对__str__()进行重写
'''
class Cat:
    def __str__(self): #重写object类的__str__方法
        return '我是一只猫。。。'

cat = Cat()
print(cat.__str__()) #我是一只猫。。。
print(cat) #我是一只猫。。。 默认调用__str__方法

# 5、多态
'''
简单滴说，多态就是‘具有多种形态’，它指的是：即便不知道一个变量所引用的对象到底是什么类型，仍然可以通过这个变量调用方法，
在运行过程中根据变量所引用对象的类型，动态决定调用哪个对象中的方法
'''
class Animal():
    def eat(self):
        print('动物要吃东西。。。')

class Dog(Animal):
    def eat(self):
        print('狗吃骨头。。。')

class Cat(Animal):
    def eat(self):
        print('猫吃鱼。。。')

class Person01:
    def eat(self):
        print('人吃五谷杂粮。。。')

def fun(obj):
    obj.eat()

fun(Cat()) #猫吃鱼。。。
fun(Dog()) #狗吃骨头。。。
fun(Animal()) #动物要吃东西。。。
fun(Person01()) #人吃五谷杂粮。。。 静态语言（Java）和动态语言（Python）关于动态的区别

# 6、特殊方法和特殊属性
'''
特殊属性：
    __dict__: 获得类对象或实例对象所绑定的所有属性和方法的字典
特殊方法：
    __len__(): 通过重写__len__()方法，让内置函数len()的参数可以是自定义类型
    __add__(): 通过重写__add__()方法，可使用自定义对象具有”+“功能
    __new__(): 用于创建对象
    __init__(): 对应创建的对象进行初始化
'''
#特殊属性
print(dir(object)) #查看对象所具有的属性和方法
class A:
    pass
class B:
    pass
class C(A, B):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

c = C('Sam', 10)
print(c.__dict__) #{'name': 'Sam', 'age': 10} #实例对象的属性字典
c.score = 90
print(c.__dict__) #{'name': 'Sam', 'age': 10, 'score': 90}
print(c.__class__) #<class '__main__.C'> 输出对象所属的类
print(C.__bases__) #(<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>) 父类的元组
print(C.__base__) #<class '__main__.A'> 输出第一个父类
print(C.__mro__) #(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>) 类的层次结构
print(A.__subclasses__()) #[<class '__main__.C'>] 子类的列表

#特殊方法
a = 20
b = 100
c = a + b
d = a.__add__(b)
print(c) #120
print(d) #120

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def __add__(self, other):
        return self.name + other.name
    def __len__(self):
        return len(self.name)

stu1 = Student('张三')
stu2 = Student('李四')
s = stu1 + stu2
print(s) #张三李四
s = stu1.__add__(stu2)
print(s) ##张三李四

print(len(stu1)) #2

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        print('__init__被调用类，self的id值为：{0}'.format(id(self)))
        self.name = name
        self.age = age
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('__new__被调用执行类，cls的id值为: {0}'.format(id(cls)))
        obj = super().__new__(cls)
        print('创建的对象id为：{0}'.format(id(obj)))
        return obj

print('object这个类对象的id为: {0}'.format(id(object))) #object这个类对象的id为: 140724808805168
print('Person这个类对象的id为: {0}'.format(id(Person))) #Person这个类对象的id为: 2383588931688

p1 = Person('张三', 20)
print('p1的id为：{0}'.format(id(p1)))

最后，给大家介绍下关于类的拷贝：

# 机构：家里蹲
# 作者：青灬火
# 时间：2021/7/25 0:45

#类的浅拷贝和深拷贝
'''
变量的赋值操作
    只是形成两个变量，实际上还是指向同一个对象
浅拷贝
    Python拷贝一般都是浅拷贝，拷贝时，对象包含的子对象内容不拷贝，因此，源对象与拷贝对象会引用同一个子对象
深拷贝
    使用copy模块的deepcopy函数，递归拷贝对象中包含的子对象，源对象和拷贝对象所有的子对象也不相同
'''

class CPU:
    pass

class Disk:
    pass

class Computer:
    def __init__(self, cpu, disk):
        self.cpu = cpu
        self.disk = disk

#(1). 变量的赋值
cpu1 = CPU()
cpu2 = cpu1
print(cpu1) #<__main__.CPU object at 0x000002127812E4C8>
print(cpu2) #<__main__.CPU object at 0x000002127812E4C8>

#（2).类的浅拷贝
disk = Disk()
computer = Computer(cpu1, disk)

#浅拷贝
import copy
computer2 = copy.copy(computer)
print(computer, computer.cpu, computer.disk)    #<__main__.Computer object at 0x00000290D55AE788> <__main__.CPU object at 0x00000290D55AE708> <__main__.Disk object at 0x00000290D55AE748>
print(computer2, computer2.cpu, computer2.disk) #<__main__.Computer object at 0x00000290D55AE7C8> <__main__.CPU object at 0x00000290D55AE708> <__main__.Disk object at 0x00000290D55AE748>

#深拷贝
computer3 = copy.deepcopy(computer)
print(computer, computer.cpu, computer.disk)    #<__main__.Computer object at 0x00000276E168E848> <__main__.CPU object at 0x00000276E168E7C8> <__main__.Disk object at 0x00000276E168E808>
print(computer3, computer3.cpu, computer3.disk) #<__main__.Computer object at 0x00000276E168E988> <__main__.CPU object at 0x00000276E16915C8> <__main__.Disk object at 0x00000276E1691608>

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