[Python知识库]Python——类

前言

在了解什么是Python类之前，先来了解一下什么是面向对象编程：

一、什么是面向对象编程

1、面向对象编程(oop)是一种程序设计思想。oop把对象作为程序的基本单元，一个对象包含数据和操作数据的函数

2、在python中，所有数据类型都被视为对象，也可以自定义对象。自定义对象数据类型就是面向对象中类的概念

二、面向对象术语简介

三、Python类

Python的类提供了面向对象编程的所有标准特性：
⑴类继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖它基类的任何方法，一个方法可以调用基类中相同名称的的方法
⑵对象可以包含任意数量和类型的数据
⑶和模块一样，类也拥有Python天然的动态特性：它们在运行时创建，可以在创建后修改

类的定义

class MyStudent:		# 定义一个类
    def __init__(self,name,age,sex): #类的构造函数，用于初始化类的内部状态，为类的属性设置默认值
        self.name = name	# 定义类的属性
        self.age  = age		# 定义类的属性
        self.sex  = sex		# 定义类的属性
        self.__secret = 0	#私有变量
    
    def studentName(self,name):
        print(f'student name is{self.name}')

t = MyStudent('小王',11,0)	# 实例化一个对象t
t.studentName('小李')	#对象调用studentName方法

1.一般使用 class 语句来创建一个新类，class之后为类的名称(通常首字母大写)并以冒号结尾；
2.类中可以定义所使用的方法，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；
3.创建类时，可以定义一个特定的方法，名为__init__(),只要创建这个类的一个实例就会运行这个方法。类似于C++中的构造方法，可以通过__init__()方法传递参数。
4.self 代表类的实例，self 在定义类的方法时是必须有的，用来实例化类定义的函数和变量；
5.__private_attrs 两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。

classmethod类方法

类方法（装饰器），第一个参数是cls，代表这个类（注意不是类实例），常用来调用类级方法（如系统方法跟静态方法，类方法等）来进行预处理，然后返回预处理后的类。效果就像另一个构造函数一样（实际上并不是）

class info(object):

　　@classmethod
　　def sayclassmethod(cls):

　　　　print 'say %s' % cls

　　def saymethod(self):

　　　　print 'say %s' % self


test = info()
test.saymethod()##实例调用方法
test.sayclassmethod()##实例调用类方法
info.saymethod(test)##类调用实例方法
info.sayclassmethod()##类调用类方法

使用@classmethod是为了处理一些__init__处理不了的赋值问题（一般是参数不对应），可以当成有第二、第三个__init__方法，或者是C++中的构造函数，要通过类名才能显示调用。

staticmethod静态方法
使用@staticmethod目的之一是为了增加可读性，不需要参数self的方法都可以加上@staticmethod增加可读性，因为，这个方法是类级别的，在调用时要使用类名。

继承类定义
1.单继承

class <类名>(父类名)
<语句>

class A:
    #不管是本类还是子类 只要实例化 就会调用（前提是 没有被子类的__init__覆盖）
    def __init__(self,n,a,s):
        self.name = n
        self.age = a
        self.sex = s
    def speak(self):
        print("我现在{}岁了 我叫{} 我的性别是{}".format(self.age,self.name,self.sex))
# a = A('张三',18,'男')
# print(a.name)
# a.speak()
class B(A):
    grade = ''
    def __init__(self,name,age,sex,grade):
        print('我是子类的__init__')
        self.grade = grade
        A.__init__(self,name,age,sex)
    def speak(self):
        A.speak(self)
        print("我今年{} 我叫{} 我的成绩是{}".format(self.age,self.name,self.grade))
b = B('张三',18,'男',60)
# print(b.name)
# print(b.__dict__)
b.speak()

2.类的多重继承
class 类名(父类1,父类2,…,父类n)
<语句1>

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法

class A:
    def speak(self):
        print('我是A类的speak方法')
    def a(self):
        print('a')

class B:
    def speak(self):
        print('我是B类的speak方法')
    def b(self):
        print('b')

class C(A,B):
    def speak(self):
        super().speak() #还是从左往右找..
        #super(C,self).speak()
        # super(A,self).speak()
        # super(B,self).speak()

四、类的专业方法

首先需要理解的是，两个下划线开头的函数是声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或访问
1__init__()
类似于构造函数，可以通过__init__()方法传递参数，但是一个参数必须为self，后续参数为自己定义。

#!/usr/local/bin/python
class Study:
        def __init__(self,name=None):
                self.name = name
        def say(self):
                print self.name
study = Study("Badboy")
study.say()

2__del__()
类似于析构函数，析构函数往往是用来是否内存,哪怕不写也会默认调用。

#!/usr/local/bin/python
class Study:
        def __init__(self,name=None):
                self.name = name
        def __del__(self):
                print "Iamaway,baby!"
        def say(self):
                print self.name
study = Study("zhuzhengjun")
study.say()

五、理解Self的意义

在Python类中规定，函数的第一个参数是实例对象本身，并且约定俗成，把其名字写为self（可以自定义）。其作用相当于C++中的this指针，表示当前类的对象，可以调用当前类中的属性和方法。
简单的说self就是把 class中定义的变量和函数变成实例变量和实例函数，它和this一样作用域是在类内部，只能在成员函数中使用，使得成员间能互相调用，而不需要从外部调用 数据（即变量）和方法（即函数），以实现数据的封装。
如果不使用self把类中定义的变量和函数实例化，那么在类的成员函数中调用未被实例化的变量或函数便会报错。

self代表类的实例，而非类；self 就是 对象/实例 属性集合

class Box():
    def __init__(self, boxname, size, color):
        self.boxname = boxname
        self.size = size
        self.color = color  # self就是用于存储对象属性的集合，就算没有属性self也是必备的
 
    def open(self, myself):
        print('-->用自己的myself，打开那个%s,%s的%s' % (myself.color, myself.size, myself.boxname))
        print('-->用类自己的self，打开那个%s,%s的%s' % (self.color, self.size, self.boxname))
 
    def close(self):
        print('-->关闭%s，谢谢' % self.boxname)
 
 
b = Box('魔盒', '14m', '红色')
b.close()
b.open(b)  # 本来就会自动传一个self，现在传入b，就会让open多得到一个实例对象本身，print看看是什么。
print(b.__dict__)  # 这里返回的就是self本身，self存储属性，没有动作。

在 class 类的函数中，为什么 self是必要的，因为 self 是对象的载体，可以理解成一个字典，看下面代码：

class Box():
    def myInit(mySelf, boxname, size, color):
        print(mySelf.__dict__)#显示为{}空字典
        mySelf.boxname = boxname
        mySelf.__dict__['aa'] = 'w'#甚至可以像字典一样操作
        mySelf.size = size
        mySelf.color = color  # 自己写一个初始化函数，一样奏效,甚至不用self命名。其它函数当中用标准self
        return mySelf  # 返回给实例化过程一个对象！神奇！并且含有对象属性/字典
 
    # def __init__(self, boxname, size, color):
    #     self.boxname = boxname
    #     self.size = size
    #     self.color = color  #注释掉原来标准的初始化
 
    def open(self, myself):
        print(self)
        print('-->用自己的myself，打开那个%s,%s的%s' % (myself.color, myself.size, myself.boxname))
        print('-->用类自己的self，打开那个%s,%s的%s' % (myself.color, myself.size, myself.boxname))
 
    def close(self):
        print('-->关闭%s，谢谢' % self.boxname)
 
 
# 经过改造，运行结果和标准初始化没区别
 
b = Box().myInit('魔盒', '14m', '红色')
# b = Box('魔盒', '14m', '红色')#注释掉原来标准的初始化方法
b.close()
b.open(b)  # 本来就会自动传一个self，现在传入b，就会让open多得到一个实例对象本身，print看看是什么。
print(b.__dict__)  # 这里返回的就是self本身，self存储属性，没有动作。

故可以把 self 理解成存储实例化对象属性的字典(dict), self 存储属性，而没有动作执行.

六、类和函数的注释规范

类的注释规范

class SampleClass(object):
    """Summary of class here.

    Longer class information....
    Longer class information....

    Attributes:
        likes_spam: A boolean indicating if we like SPAM or not.
        eggs: An integer count of the eggs we have laid.
    """

    def __init__(self, likes_spam=False):
        """Inits SampleClass with blah."""
        self.likes_spam = likes_spam
        self.eggs = 0

    def public_method(self):
        """Performs operation blah."""

函数的注释规范

def func(path, field_storage, temporary):
    '''基本描述

    详细描述

    Args:
        path (str): The path of the file to wrap
        field_storage (FileStorage): The :class:`FileStorage` instance to wrap
        temporary (bool): Whether or not to delete the file when the File instance is destructed

    Returns:
        BufferedFileStorage: A buffered writable file descriptor
    '''
    pass

Python风格规范

七、测试用例

实现名为 Human 的Class，
需要有以下三个方法 ，1、getHeight 返回身高 ，2、getName 返回姓名 3、setName 修改姓名
需要有以下三个属性，1、身高 2、姓名 3、年龄

class Human:		# 定义一个类

    def __init__(self,height,name,age):#类的构造函数，用于初始化类的内部状态，为类的属性设置默认值
        self.height = height	# 定义类的属性
        self.name = name	# 定义类的属性
        self.age = age	# 定义类的属性
    
    def getHeight(self):     # 定义一个类的函数，称为方法，至少含有一个self
        height = self.getHeight
        return height   
    
    def getName(self):     # 定义一个类的函数，称为方法，至少含有一个self
        name = self.name
        return name 
    
    def setName(self,sName):     # 定义一个类的函数，称为方法，至少含有一个self
        self.name = sName   # 修改一个实例变量

t = Human(167,'小王',20)
personName = t.getName()
print(f"名字是：{personName}")
personHeight = t.getHeight()
print(f'身高是：{personHeight}')
t.setName('小李')
personName=t.getName()
print(f"名字是：{personName}")

1.如果直接返回一个实例变量，是无法打印对应值的，需要定义一个局部变量来作为返回值使用。
2.实例化类的时候不带括号本质上是给类对象起了一个别名，类似C语言中的typedef关键字，而并不会创建一个实例。
3.调用类方法的时候不加括号，调用的是函数（这个对象），不用等函数执行结束；

《新程序员》：云原生和全面数字化实践

50位技术专家共同创作，文字、视频、音频交互阅读