Python 类和对象初步入门

Python 语言在设计之初，就定位为一门面向对象的编程语言，“Python 中一切皆对象”就是对 Python 这门编程语言的完美诠释。

类和对象是 Python 的重要特征，相比其它面向对象语言，Python 很容易就可以创建出一个类和对象。同时，Python 也支持面向对象的三大特征：封装、继承和多态。

在 Python 中对象几乎是无所不在的，我们之前学习的变量、数据、函数都是对象。

类仅仅充当图纸的作用，本身并不能直接拿来用，而只有根据图纸造出的实际物品（对象）才能直接使用。

因此，Python 程序中类的使用顺序是这样的：

创建（定义）类，也就是制作图纸的过程；
创建类的实例对象（根据图纸造出实际的物品），通过实例对象实现特定的功能。

1、定义只包含方法的类

在 Python 中要定义一个只包含方法的类。

语法格式如下：

class 类名:

    def 方法1(self, 参数列表):
        pass
    
    def 方法2(self, 参数列表):
        pass

方法的定义格式和之前学习过的函数几乎一样。

区别在于第一个参数必须是 self，self代表类的实例，而非类。

注意：类名的命名规则要符合大驼峰命名法，每个单词的首字母大写，其它字母小写。

2、创建对象

当一个类定义完成之后，要使用这个类来创建对象。

语法格式如下：

对象变量 = 类名()

实例化类在其他编程语言中一般用关键字 new，但是在 Python 中并没有这个关键字，类的实例化类似函数调用方式。

通常我们会把创建出来的对象叫做类的实例，创建对象的动作叫做实例化，对象的属性叫做实例属性，对象调用的方法叫做实例方法。

第一个面向对象程序

需求
定义一个猫类 Cat
定义两个方法 eat 和 drink

class Cat:
    """这是一个猫类"""

    def eat(self):
        print("小猫爱吃鱼")

    def drink(self):
        print("小猫在喝水")

tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()

在面向对象开发中，引用的概念是同样适用的！

在 Python 中使用类创建对象之后，tom 变量中仍然记录的是对象在内存中的地址，也就是 tom 变量引用了新建的猫对象。

使用 print 输出对象变量，默认情况下，是能够输出这个变量引用的对象是由哪一个类创建的对象，以及在内存中的地址（十六进制表示）。

......
......
print(tom)
# <__main__.Cat object at 0x01A0CC30>

案例进阶：根据一个类创建多个对象

class Cat:
    """这是一个猫类"""

    def eat(self):
        print("小猫爱吃鱼")

    def drink(self):
        print("小猫在喝水")


# 创建猫对象
tom = Cat()

print(tom)
# <__main__.Cat object at 0x01D9CC30>

# 再创建一个猫对象
lazy_cat = Cat()
print(lazy_cat)
# <__main__.Cat object at 0x01DAF4F0>

那么问题来了：tom 和 lazy_cat 是同一个对象吗？

通过打印内存地址，就可以判断，这2个不是同一个对象。

3、方法中的 self 参数

给对象增加属性

在 Python 中，要给对象设置属性，非常的容易，但是不推荐使用。

因为：对象属性的封装应该封装在类的内部，只需要在类的外部的代码中直接通过设置一个属性即可。

tom.name = "Tom"
...

lazy_cat.name = "大懒猫"

注意：这种方式虽然简单，但是不推荐使用！

使用 self 在方法内部输出每一只猫的名字。

由哪一个对象调用的方法，方法内的 self 就是哪一个对象的引用。

在类封装的方法内部，self 就表示当前调用方法的对象自己。调用方法时，程序员不需要传递 self 参数。

在方法内部可以通过 self 访问对象的属性，也可以通过 self 调用其他的对象方法。

改造代码如下：

class Cat:

    def eat(self):
        print("%s 爱吃鱼" % self.name)

tom = Cat()
tom.name = "Tom"
tom.eat()
# Tom 爱吃鱼
lazy_cat = Cat()
lazy_cat.name = "大懒猫"
lazy_cat.eat()
# 大懒猫 爱吃鱼

看似好像没什么问题，但是如果代码改成先调用方法，再设置属性。

tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()
tom.name = "Tom"
print(tom)

程序执行就会报错：

# AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'
# 属性错误：'Cat' 对象没有 'name' 属性

所以，在日常开发中，不推荐在类的外部给对象增加属性。如果在运行时，没有找到属性，程序会报错。对象应该包含有哪些属性，应该封装在类的内部。

4、初始化方法

当使用类名() 创建对象时，会自动执行以下操作：

为对象在内存中分配空间 —— 创建对象
为对象的属性设置初始值 —— 初始化方法(init)

这个初始化方法就是 __init__ 方法，__init__ 是对象的内置方法。

__init__ 方法是专门用来定义一个类具有哪些属性的方法！

那么我们现在就在 Cat 中增加 __init__ 方法，验证该方法在创建对象时是否会被自动调用。

class Cat:
    """这是一个猫类"""

    def __init__(self):
        print("初始化方法")

cat = Cat()
# 初始化方法

在初始化方法内部定义属性

在 __init__ 方法内部使用 self.属性名 = 属性的初始值 就可以定义属性。

定义属性之后，再使用 Cat 类创建的对象，都会拥有该属性。

class Cat:

    def __init__(self):
        print("这是一个初始化方法")
        # 定义用 Cat 类创建的猫对象都有一个 name 的属性
        self.name = "Tom"

    def eat(self):
        print("%s 爱吃鱼" % self.name)

tom = Cat()  # 这是一个初始化方法
tom.eat()  # Tom 爱吃鱼

初始化的同时设置初始值

在开发中，如果希望在创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对 __init__ 方法进行改造。

把希望设置的属性值，定义成 __init__ 方法的参数。
在方法内部使用 self.属性 = 形参接收外部传递的参数。
在创建对象时，使用类名(属性1, 属性2…) 调用。

class Cat:

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

tom = Cat("Tom")
lazy_cat = Cat("大懒猫")

使用内置函数 dir 传入对象，可以查看对象内的所有属性及方法。利用好 dir() 函数，在学习时很多内容就不需要死记硬背了。

编程的朝圣之路