[Python知识库]python与面向对象

Python 从设计之初就已经是一门面向对象的语言了，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。

1、? 介绍：

简单的了解一些面向对象的基本特征：

? 类（Class）：用来描述具有相同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。对象就是类的实例。

? 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，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），已称为方法的重写。

? 实例变量 ：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。

? 继承：指一个派生类（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：有这样的一个设计，一个Dog雷响的对象派生自Animal类，这是模拟“是一个（is-a）”的关系、

? 实例化：创建一个类的实例，一个类的具体对象。

? 方法：类中定义的函数。

? 对象：通过类定义的数据结构实例，对象包括俩个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

2、 定义语法：

? ?类必须在定义后才能被是哟个。定义一个类也就是定义这一类对象的模板，定义它的属性和方法。Python 中提供Class关键字来声明一个类，class中有成员属性和成员方法。Python中类的定义格式：

class [类名]：

? ? [语法块]

? ? ?注意：类名和变量名一样区分大小写。字母相同但是大小写不同的类会被解释器视为两个不同的类。

? 定义一个类：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class EmptyClass:
    pass

? ? ? 在这个例子中 我们定义了一个空的类，虽然 什么都没有做，但是不影响它的存在。

类的使用

? ?在使用类之前需要实例化类，类实例化后会成为常见对象。创建对象和创建变量类似，需要先声明对象是那个类，同时指明变量名称。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class EmptyClass:
    pass

empty = EmptyClass()
print(type(empty))

? ?执行结果：

<class '__main__.EmptyClass'>

? 这个例子，创建一个EmptyClass 对象，变量名字是empty，同时在内存中为这个对象分配了内存空间。

3、? 类的构造方法

? ?在创建实例时，很多类可能都需要有特定的初始状态，所以，一个类可以定义一个特殊的方法，叫做构造函数，在Python中，构造函数就是类的__init__? 方法，（init前后都有两个连续的短下划线）。

? ?定义和使用构造函数

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Dog:
    def __init__(self):
        print ("汪汪汪！")

dog = Dog()

? ?执行结果：

汪汪汪！

? ?当一个类定义了__init__方法，类在实例化时会自动调用__init__方法，用于创建新的类实例 。在这个例子中，新的实例备创建，同时执行了构造方法，运行了 print函数，注意：构造函数的第一个参数时”self“ ，不能漏掉

? ?还有一点需要注意的是，构造方法的返回值必须是”None“。在定义构造方法的时候解释器不会报错，但是在实例化的狮虎Python会输出错误提示：”TypeError：__init_() should return None“.

4、类的属性

? 在构造方法中我们可以初始化一些属性，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 3


dog = Dog("旺财")

print (dog.name)
print (dog.age)

? 执行结果：

旺财
3

? ? 注意：属性（或者叫成员变量、类变量）必须要使用”self“ 加上点的方式赋值，不能直接定义变量，直接定义的变量的生命周期指挥在函数内，函数执行完成变量完成就会被销毁，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        age = 3


dog = Dog("旺财")

print (dog.name)
print (dog.age)

? ?执行结果：

旺财
Traceback (most recent call last):
? File "D:/python/PyCharm 2021.1.2/mysql_cnf.py", line 13, in <module>
? ? print (dog.age)
AttributeError: 'Dog' object has no attribute 'age'

? ? 执行这个例子，Python解释器将会提示我们：”Attribute Error：‘Dog’ object has no attribute 'age' ",即”Dog“ 对象没有”age“ 这个属性，其实函数__init__的第一个参数”self“ 指的就是实例本身，在C++等语言中对应的就是” this“ 指针，可以理解为对实例的属性进行赋值，Python在调用__init__ 函数的时候会自动地添加实例作为函数的第一个参数

5、类中的方法

? 在类中定义的函数我们成为方法，其实在前面的章节中我们已经多次调用方法了，例如dict字典中的keys方法就是成员方法，自己定义成员方法也很简单，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

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

    def play(self):
        print ("汪汪汪！ 我是", self.name)

dog = Dog("旺财")
dog.play()
print (dog.name)

执行结果：

汪汪汪！ 我是 旺财
旺财

? ?从这个例子可以看出，类中的方法和函数定义的方法基本相同，除了方法一定要定义在类里面并且第一个参数必须是”self“（参数名字不强制要求为”self“，但是一般使用名字”self“以与其他参数做区分），其他和函数定义的方法没有任何区别。

6、私有属性

? 从前面的例子可以看到，在构造函数中定义了 属性，实例可以轻松地获取和修改属性的值。但是有时候我们需要限制实例随意修改属性，这时候就要用到私有属性，定义私有属性很简单，只要在定义属性名字的时候使用两条下划线作为开头，Python解释器就认为i这个属性是私有的，外部不能随便访问这个属性，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name


    def play(self):
        print ("汪汪汪！ 我是", self.__name)

dog = Dog("旺财")
dog.play()

#错误
print (dog.__name)

? ?执行结果：

汪汪汪！ 我是 旺财
Traceback (most recent call last):
? File "D:/python/PyCharm 2021.1.2/mysql_cnf.py", line 15, in <module>
? ? print (dog.__name)
AttributeError: 'Dog' object has no attribute '__name'

? ? 执行这段代码，Python解释器会输出一段错误提示，”Attribute Error：‘Dog’ object has no attribute '__name' “。虽然我们在构造方法中给”__name“? 赋值了，但是在实例中并不能直接访问到”__name“ 这个以两条下划线开头的成员变量，在平时的实际项目中，我们可以使用这个特性保护一些让用户随便修改的属性，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name
        self.__age = None
        print (self.__name, "生成成功")

    def  set_age(self, age):
        if not isinstance(age, int):
            print ("输入的年龄必须是数字！")
            return False
        if age <= 0:
            print ("年龄必须大于0！")
            return False
        self.__age = age

    def play(self):
        print ("汪汪汪！ 我今年", self.__age )

dog = Dog("jerry")
dog.set_age("hello")
dog.set_age(-20)
dog.set_age(5)
dog.play()

? ?执行结果：

jerry 生成成功
输入的年龄必须是数字！
年龄必须大于0！
汪汪汪！ 我今年 5

? ? 在这个例子中，”__age“ 是私有属性，实例化后只能通过set_age方法设置年龄，在set_age方法中，我们限制了”age“ 只能是”int“ 并且其值要大于”0“，有效地限制了实例化后 数的内容，保证了”__age“? 是一个有效可用的数据。

7、私有方法

? ?上述讲到私有属性，即只能在类内部被操作的属性，同样的，方法也有私有方法，和私有属性一样，私有方法只能在类内部被调用，例如：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Dog:
    def __say(self, name):
        print (name)

    def play(self):
        self.__say("汪汪汪")

dog = Dog()

dog.play()

#错误
# dog.__say()

? ?执行这段代码，可以发现play 方法可以正常运行，但是__say 方法不能直接被实例”dog“调用，Python解释器会提示错误信息，”AttributeError：‘dog’object has no attribute ‘__say’ ”.