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Python 面向对象(类,变量,方法,重载,继承)

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发表于 2019-3-13 16:42:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
Python 面向对象

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言,正因为如此,在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。

如果你以前没有接触过面向对象的编程语言,那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征,在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念,这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。

接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

面向对象技术简介
    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。方法重载: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),也称为方法的重载。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: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,如下实例:
class ClassName: '类的帮助信息' #类文档字符串 class_suite #类体
类的帮助信息可以通过ClassName.__doc__查看。

class_suite 由类成员,方法,数据属性组成。

实例

以下是一个简单的Python类实例:
#coding=utf-8class 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

创建实例对象

要创建一个类的实例,你可以使用类的名称,并通过init方法接受参数。
"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)
访问属性

您可以使用点(.)来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量:
emp1.displayEmployee()emp2.displayEmployee()print "Total Employee %d" % Employee.empCount
完整实例:
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass 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"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)emp1.displayEmployee()emp2.displayEmployee()print "Total Employee %d" % Employee.empCount
执行以上代码输出结果如下:
Name : Zara ,Salary: 2000Name : Manni ,Salary: 5000Total Employee 2
你可以添加,删除,修改类的属性,如下所示:
emp1.age = 7 # 添加一个 'age' 属性emp1.age = 8 # 修改 'age' 属性del emp1.age # 删除 'age' 属性
你也可以使用以下函数的方式来访问属性:
    getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在,会创建一个新属性。delattr(obj, name) : 删除属性。
hasattr(emp1, 'age') # 如果存在 'age' 属性返回 True。getattr(emp1, 'age') # 返回 'age' 属性的值setattr(emp1, 'age', 8) # 添加属性 'age' 值为 8delattr(empl, 'age') # 删除属性 'age'
Python内置类属性
    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(包含了以个由所有父类组成的元组)

Python内置类属性调用实例如下:
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass 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.salaryprint "Employee.__doc__:", Employee.__doc__print "Employee.__name__:", Employee.__name__print "Employee.__module__:", Employee.__module__print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__
执行以上代码输出结果如下:
Employee.__doc__: 所有员工的基类Employee.__name__: EmployeeEmployee.__module__: __main__Employee.__bases__: ()Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\\xe6\\x89\\x80\\xe6\\x9c\\x89\\xe5\\x91\\x98\\xe5\\xb7\\xa5\\xe7\\x9a\\x84\\xe5\\x9f\\xba\\xe7\\xb1\\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}
python对象销毁(垃圾回收)

同Java语言一样,Python使用了引用计数这一简单技术来追踪内存中的对象。

在Python内部记录着所有使用中的对象各有多少引用。

一个内部跟踪变量,称为一个引用计数器。

当对象被创建时, 就创建了一个引用计数, 当这个对象不再需要时, 也就是说, 这个对象的引用计数变为0 时, 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的, 由解释器在适当的时机,将垃圾对象占用的内存空间回收。
a = 40 # 创建对象 <40>b = a # 增加引用, <40> 的计数c = # 增加引用. <40> 的计数del a # 减少引用 <40> 的计数b = 100 # 减少引用 <40> 的计数c[0] = -1 # 减少引用 <40> 的计数
垃圾回收机制不仅针对引用计数为0的对象,同样也可以处理循环引用的情况。循环引用指的是,两个对象相互引用,但是没有其他变量引用他们。这种情况下,仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器实际上是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。作为引用计数的补充, 垃圾收集器也会留心被分配的总量很大(及未通过引用计数销毁的那些)的对象。 在这种情况下, 解释器会暂停下来, 试图清理所有未引用的循环。

实例

析构函数 _del_ ,_del_在对象消逝的时候被调用,当对象不再被使用时,_del_方法运行:
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass Point: def __init( self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __del__(self): class_name = self.__class__.__name__ print class_name, "destroyed"pt1 = Point()pt2 = pt1pt3 = pt1print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的iddel pt1del pt2del pt3
以上实例运行结果如下:
15803464551 Point destroyed
注意:通常你需要在单独的文件中定义一个类,

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

需要注意的地方:继承语法 class 派生类名(基类名)://... 基类名写作括号里,基本类是在类定义的时候,在元组之中指明的。

在python中继承中的一些特点:
    在继承中基类的构造(init()方法)不会被自动调用,它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。在调用基类的方法时,需要加上基类的类名前缀,且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数Python总是首先查找对应类型的方法,如果它不能在派生类中找到对应的方法,它才开始到基类中逐个查找。(先在本类中查找调用的方法,找不到才去基类中找)。

如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作"多重继承" 。

语法:

派生类的声明,与他们的父类类似,继承的基类列表跟在类名之后,如下所示:
class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]): 'Optional class documentation string' class_suite
实例:
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass Parent: # 定义父类 parentAttr = 100 def __init__(self): print "调用父类构造函数" def parentMethod(self): print '调用父类方法' def setAttr(self, attr): Parent.parentAttr = attr def getAttr(self): print "父类属性 :", Parent.parentAttrclass Child(Parent): # 定义子类 def __init__(self): print "调用子类构造方法" def childMethod(self): print '调用子类方法 child method'c = Child() # 实例化子类c.childMethod() # 调用子类的方法c.parentMethod() # 调用父类方法c.setAttr(200) # 再次调用父类的方法c.getAttr() # 再次调用父类的方法
以上代码执行结果如下:
调用子类构造方法调用子类方法 child method调用父类方法父类属性 : 200
你可以继承多个类
class A: # 定义类 A.....class B: # 定义类 B.....class C(A, B): # 继承类 A 和 B.....
你可以使用issubclass()或者isinstance()方法来检测。
    issubclass() - 布尔函数判断一个类是另一个类的子类或者子孙类,语法:issubclass(sub,sup)isinstance(obj, Class) 布尔函数如果obj是Class类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true。

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求,你可以在子类重写你父类的方法:

实例:
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass Parent: # 定义父类 def myMethod(self): print '调用父类方法'class Child(Parent): # 定义子类 def myMethod(self): print '调用子类方法'c = Child() # 子类实例c.myMethod() # 子类调用重写方法
执行以上代码输出结果如下:
调用子类方法
基础重载方法

下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的类重写:

序号方法, 描述 & 简单的调用1__init__ ( self [,args...] )

构造函数

简单的调用方法: obj = className(args)2__del__( self )

析构方法, 删除一个对象

简单的调用方法 : dell obj3__repr__( self )

转化为供解释器读取的形式

简单的调用方法 : repr(obj)4__str__( self )

用于将值转化为适于人阅读的形式

简单的调用方法 : str(obj)5__cmp__ ( self, x )

对象比较

简单的调用方法 : cmp(obj, x)

运算符重载

Python同样支持运算符重载,实例如下:
#!/usr/bin/pythonclass Vector: def __init__(self, a, b): self.a = a self.b = b def __str__(self): return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b) def __add__(self,other): return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)v1 = Vector(2,10)v2 = Vector(5,-2)print v1 + v2
以上代码执行结果如下所示:
Vector(7,8)
类属性与方法

类的私有属性

_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。在类内部的方法中使用时 self._private_attrs。

类的方法

在类地内部,使用def关键字可以为类定义一个方法,与一般函数定义不同,类方法必须包含参数self,且为第一个参数

类的私有方法

_private_method:两个下划线开头,声明该方法为私有方法,不能在类地外部调用。在类的内部调用 self._private_methods 实例
#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonclass JustCounter: __secretCount = 0 # 私有变量 publicCount = 0 # 公开变量 def count(self): self.__secretCount += 1 self.publicCount += 1 print self._secretCountcounter = JustCounter()counter.count()counter.count()print counter.publicCountprint counter._secretCount # 报错,实例不能访问私有变量
Python 通过改变名称来包含类名:
122Traceback (most recent call last): File "test.py", line 17, in <module> print counter.__secretCount # 报错,实例不能访问私有变量AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'
Python不允许实例化的类访问私有数据,但你可以使用 object._className__attrName 访问属性,将如下代码替换以上代码的最后一行代码:
.........................print counter._JustCounter__secretCount
执行以上代码,执行结果如下:
1222









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