Python学习笔记-Python 面向对象

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），也称为方法的重写。
• 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的。这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。
• 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。

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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:

class ClassName:
   '类的帮助信息'   #类文档字符串
   class_suite  #类体由类成员，方法，数据属性组成。

类的帮助信息可以通过ClassName.__doc__查看。

实例

以下是一个简单的 Python 类的例子:

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class Employee:
   '所有员工的基类' #类文档字符串
   empCount = 0    #类变量——所有实例之间共享
 
   def __init__(self, name, salary): #构造函数或初始化方法
      self.name = name               #self 代表类的实例；定义时必须存在，调用时不存在
      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，当实例化该类时就会调用该方法

• self 代表类的实例，self 在定义类的方法时是必须有的，虽然在调用时不必传入相应的参数。

self代表类的实例，而非类

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（可更换，需保持一致）。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)    #运行结果：<__main__.Test instance at 0x10d066878>
        print(self.__class__)    #运行结果：__main__.Test
 
t = Test()
t.prt()

以上实例执行结果为：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

从执行结果可以很明显的看出，self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.__class__ 则指向类。

self 不是 python 关键字，我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:

实例

class Test: def prt(runoob): print(runoob) print(runoob.__class__) t = Test() t.prt()

以上实例执行结果为：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

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创建实例对象

Python类的实例化类似函数调用方式

以下使用类的名称 Employee 来实例化，并通过__init__(self, name, salary)方法接收参数。

"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

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class 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
print "调用（实例.方法）emp1.displayCount()：";emp1.displayCount()

执行以上代码输出结果如下：

Name :  Zara , Salary:  2000
Name :  Manni , Salary:  5000
Total Employee 2
调用（实例.方法）emp1.displayCount()：
Total Employee 2

以类似调用的方式直接添加，删除，修改类的属性：

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 8 delattr(emp1, 'age') # 删除属性 'age'

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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'（一般来说是 __main__ ），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（包含了一个由所有父类组成的元组）

Python内置类属性调用实例如下：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class 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
 
print "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__: Employee
Employee.__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>}

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python对象销毁(垃圾回收)

引用计数——跟踪和回收垃圾，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（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 = [b]     # 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__在对象销毁的时候被调用，当对象不再被使用时，__del__方法运行（Python 2.X）：

实例（Python 2.X）

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class 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, "销毁"
 
pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的id
del pt1
del pt2
del pt3

以上实例运行结果如下：

3083401324 3083401324 3083401324
Point 销毁

类的继承

实现代码重用的方法之一是通过继承机制。

通过继承创建的新类称为子类或派生类，

被继承的类称为基类、父类或超类。

继承语法

class 派生类名(基类名)
    ...

在python中继承中的一些特点：

• 1、如果在子类中需要父类的构造方法就
  • 需要显示的调用父类的构造方法
  • 或者不重写父类的构造方法。详细说明可查看：python 子类继承父类构造函数说明。
• 2、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。区别在于类中调用普通函数时并不需要带上 self 参数
• 3、Python 总是首先查找对应类型的方法，子类——>基类

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, ...]):
    ...

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class 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.parentAttr
 
class Child(Parent): # 定义子类
   def __init__(self): #定义子类构造方法（相当于重写父类构造方法）
      print "调用子类构造方法"
 
   def childMethod(self):
      print '调用子类方法'
 
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 - 设置属性值
c.getAttr()          # 再次调用父类的方法 - 获取属性值

以上代码执行结果如下：

调用子类构造方法
调用子类方法
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。

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方法重写(父类方法)

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：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class 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):  # 子类重写方法
      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

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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 : del obj
3	__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)

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运算符重载(针对已有运算符)

Python同样支持运算符重载，实例如下：

实例

#!/usr/bin/python
 
class 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)

   def __sub__(self, other):
      return Vector(self.a - other.a, self.b - other.b)

   def __mul__(self, other):
      return Vector(self.a * other.a, self.b * other.b) 

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)

print v1 + v2
print v1 - v2
print v1 * v2

以上代码执行结果如下所示:

Vector(7,8)
Vector(-3,12)
Vector(10,-20)

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单下划线、双下划线、头尾双下划线说明：

• __foo__: 定义的是特殊方法，一般是系统定义名字 ，类似 __init__() 之类的。

• _foo: 以单下划线开头的表示的是 protected 类型的变量，即保护类型只能允许其本身与子类进行访问，不能用于 from module import *

• __foo: 双下划线的表示的是私有类型(private)的变量, 只能是允许这个类本身进行访问了(在类内部的方法中访问：self.__foo)。

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，不能在类的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

在类的内部，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。

def method(self[,arge1[,arge2···]])

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，不能在类的外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods

def self.__private_method(self[,arge1[,arge2···]])

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0    # 公开变量
 
    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print self.__secretCount
 
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print 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:

1
2
2
Traceback (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(实例)访问私有数据，但你可以使用 object._className__attrName（ 对象名._类名__私有属性名 ）访问属性，参考以下实例：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Runoob:
    __site = "www.runoob.com"

runoob = Runoob()
print runoob._Runoob__site

执行以上代码，执行结果如下：

www.runoob.com