Python基础入门知识点总结传送门
第一章 认识Python、Python常用集成开发环境PyCharm
第二章 注释、变量基本使用、变量的命名
第三章 运算符、判断if语句、while和for循环
第四章 列表、元组、字典、字符串变量使用、变量进阶
第五章 函数基础、函数进阶
第六章 面向对象基础
第七章 面向对象三大特性、单例设计模式
第八章 文件读写操作、模块和包、异常
一、面向对象(OOP)基本概念
面向对象编程 —— Object Oriented Programming
简写 OOP
01. 面向对象基本概念
- 我们之前学习的编程方式就是 面向过程 的
- 面向过程 和 面向对象,是两种不同的 编程方式
- 对比 面向过程 的特点,可以更好地了解什么是 面向对象
1.1 过程和函数
- 过程 是早期的一个编程概念
- 过程 类似于函数,只能执行,但是没有返回值
- 函数 不仅能执行,还可以返回结果
1.2 面向过程 和 面向对象 基本概念
1) 面向过程 —— 怎么做?
- 把完成某一个需求的
所有步骤
从头到尾
逐步实现 - 根据开发需求,将某些 功能独立 的代码 封装 成一个又一个 函数
- 最后完成的代码,就是顺序地调用 不同的函数
特点
- 注重 步骤与过程,不注重职责分工
- 如果需求复杂,代码会变得很复杂
- 开发复杂项目,没有固定的套路,开发难度很大!
2) 面向对象 —— 谁来做?
相比较函数,面向对象 是 更大 的 封装,根据 职责 在 一个对象中 封装 多个方法
- 在完成某一个需求前,首先确定 职责 —— 要做的事情(方法)
- 根据 职责 确定不同的 对象,在 对象 内部封装不同的 方法(多个)
- 最后完成的代码,就是顺序地让 不同的对象 调用 不同的方法
特点
- 注重 对象和职责,不同的对象承担不同的职责
- 更加适合应对复杂的需求变化,是专门应对复杂项目开发,提供的固定套路
- 需要在面向过程基础上,再学习一些面向对象的语法
二、类和对象
- 类和对象的概念
- 类和对象的关系
- 类的设计
01. 类和对象的概念
类 和 对象 是 面向对象编程的 两个 核心概念
1.1 类
- 类 是对一群具有 相同 特征 或者 行为 的事物的一个统称,是抽象的,不能直接使用
- 特征 被称为 属性
- 行为 被称为 方法
- 类 就相当于制造飞机时的图纸,是一个 模板,是 负责创建对象的
1.2 对象
- 对象 是 由类创建出来的一个具体存在,可以直接使用
- 由 哪一个类 创建出来的 对象,就拥有在 哪一个类 中定义的:
- 属性
- 方法
- 对象 就相当于用 图纸 制造 的飞机
在程序开发中,应该 先有类,再有对象
02. 类和对象的关系
- 类是模板,对象 是根据 类 这个模板创建出来的,应该 先有类,再有对象
- 类 只有一个,而 对象 可以有很多个
- 不同的对象 之间 属性 可能会各不相同
- 类 中定义了什么 属性和方法,对象 中就有什么属性和方法,不可能多,也不可能少
03. 类的设计
在使用面相对象开发前,应该首先分析需求,确定一下,程序中需要包含哪些类!
在程序开发中,要设计一个类,通常需要满足一下三个要素:
- 类名 这类事物的名字,满足大驼峰命名法
- 属性 这类事物具有什么样的特征
- 方法 这类事物具有什么样的行为
大驼峰命名法
CapWords
- 每一个单词的首字母大写
- 单词与单词之间没有下划线
3.1 类名的确定
名词提炼法 分析 整个业务流程,出现的 名词,通常就是找到的类
3.2 属性和方法的确定
- 对 对象的特征描述,通常可以定义成 属性
- 对象具有的行为(动词),通常可以定义成 方法
提示:需求中没有涉及的属性或者方法在设计类时,不需要考虑
三、面向对象基础语法
dir
内置函数- 定义简单的类(只包含方法)
- 方法中的
self
参数 - 初始化方法
- 内置方法和属性
01. dir
内置函数
- 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
在 Python
中可以使用以下两个方法验证:
- 在 标识符 / 数据 后输入一个
.
,然后按下TAB
键,iPython
会提示该对象能够调用的 方法列表 - 使用内置函数
dir
传入 标识符 / 数据,可以查看对象内的 所有属性及方法
提示 __方法名__
格式的方法是 Python
提供的 内置方法 / 属性,稍后会介绍一些常用的 内置方法 / 属性
序号 | 方法名 | 类型 | 作用 |
---|---|---|---|
01 | __new__ |
方法 | 创建对象时,会被 自动 调用 |
02 | __init__ |
方法 | 对象被初始化时,会被 自动 调用 |
03 | __del__ |
方法 | 对象被从内存中销毁前,会被 自动 调用 |
04 | __str__ |
方法 | 返回对象的描述信息,print 函数输出使用 |
提示 利用好 dir()
函数,在学习时很多内容就不需要死记硬背了
02. 定义简单的类(只包含方法)
面向对象 是 更大 的 封装,在 一个类中 封装 多个方法,这样 通过这个类创建出来的对象,就可以直接调用这些方法了!
2.1 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
,大家暂时先记住,稍后介绍self
注意:类名 的 命名规则 要符合 大驼峰命名法
2.2 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()
2.3 第一个面向对象程序
需求
- 小猫 爱 吃 鱼,小猫 要 喝 水
分析
- 定义一个猫类
Cat
- 定义两个方法
eat
和drink
- 按照需求 —— 不需要定义属性
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()
引用概念的强调
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)
提示:在计算机中,通常使用 十六进制 表示 内存地址
- 十进制 和 十六进制 都是用来表达数字的,只是表示的方式不一样
- 十进制 和 十六进制 的数字之间可以来回转换
%d
可以以 10 进制 输出数字%x
可以以 16 进制 输出数字
案例进阶 —— 使用 Cat 类再创建一个对象
lazy_cat = Cat()
lazy_cat.eat()
lazy_cat.drink()
提问:
tom
和lazy_cat
是同一个对象吗?
03. 方法中的 self
参数
3.1 案例改造 —— 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
注意:这种方式虽然简单,但是不推荐使用!
tom.name = "Tom"
...
lazy_cat.name = "大懒猫"
3.2 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
- 可以通过
- 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()
lazy_cat = Cat()
lazy_cat.name = "大懒猫"
lazy_cat.eat()
- 在 类的外部,通过
变量名.
访问对象的 属性和方法 - 在 类封装的方法中,通过
self.
访问对象的 属性和方法
04. 初始化方法
4.1 之前代码存在的问题 —— 在类的外部给对象增加属性
- 将案例代码进行调整,先调用方法 再设置属性,观察一下执行效果
tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()
tom.name = "Tom"
print(tom)
- 程序执行报错如下:
AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'
属性错误:'Cat' 对象没有 'name' 属性
提示
- 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
4.2 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!
在 Cat
中增加 __init__
方法,验证该方法在创建对象时会被自动调用
class Cat:
"""这是一个猫类"""
def __init__(self):
print("初始化方法")
4.3 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)
# 使用类名()创建对象的时候,会自动调用初始化方法 __init__
tom = Cat()
tom.eat()
4.4 改造初始化方法 —— 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
- 把希望设置的属性值,定义成
class Cat:
def __init__(self, name):
print("初始化方法 %s" % name)
self.name = name
...
tom = Cat("Tom")
...
lazy_cat = Cat("大懒猫")
...
05. 内置方法和属性
序号 | 方法名 | 类型 | 作用 |
---|---|---|---|
01 | __del__ |
方法 | 对象被从内存中销毁前,会被 自动 调用 |
02 | __str__ |
方法 | 返回对象的描述信息,print 函数输出使用 |
5.1 __del__
方法
-
在
Python
中- 当使用
类名()
创建对象时,为对象 分配完空间后,自动 调用__init__
方法 - 当一个 对象被从内存中销毁 前,会 自动 调用
__del__
方法
- 当使用
-
应用场景
__init__
改造初始化方法,可以让创建对象更加灵活__del__
如果希望在对象被销毁前,再做一些事情,可以考虑一下__del__
方法
-
生命周期
- 一个对象从调用
类名()
创建,生命周期开始 - 一个对象的
__del__
方法一旦被调用,生命周期结束 - 在对象的生命周期内,可以访问对象属性,或者让对象调用方法
- 一个对象从调用
class Cat:
def __init__(self, new_name):
self.name = new_name
print("%s 来了" % self.name)
def __del__(self):
print("%s 去了" % self.name)
# tom 是一个全局变量
tom = Cat("Tom")
print(tom.name)
# del 关键字可以删除一个对象
del tom
print("-" * 50)
5.2 __str__
方法
- 在
Python
中,使用print
输出 对象变量,默认情况下,会输出这个变量 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) - 如果在开发中,希望使用
print
输出 对象变量 时,能够打印 自定义的内容,就可以利用__str__
这个内置方法了
注意:
__str__
方法必须返回一个字符串
class Cat:
def __init__(self, new_name):
self.name = new_name
print("%s 来了" % self.name)
def __del__(self):
print("%s 去了" % self.name)
def __str__(self):
return "我是小猫:%s" % self.name
tom = Cat("Tom")
print(tom)
四、私有属性和私有方法
01. 应用场景及定义方式
应用场景
- 在实际开发中,对象 的 某些属性或方法 可能只希望 在对象的内部被使用,而 不希望在外部被访问到
- 私有属性 就是 对象 不希望公开的 属性
- 私有方法 就是 对象 不希望公开的 方法
定义方式
- 在 定义属性或方法时,在 属性名或者方法名前 增加 两个下划线,定义的就是 私有 属性或方法
class Women:
def __init__(self, name):
self.name = name
# 不要问女生的年龄
self.__age = 18
def __secret(self):
print("我的年龄是 %d" % self.__age)
xiaofang = Women("小芳")
# 私有属性,外部不能直接访问
# print(xiaofang.__age)
# 私有方法,外部不能直接调用
# xiaofang.__secret()
五、类属性和类方法
- 类的结构
- 类属性和实例属性
- 类方法和静态方法
01. 类的结构
1.1 术语 —— 实例
- 使用面相对象开发,第 1 步 是设计 类
- 使用 类名() 创建对象,创建对象 的动作有两步:
- 在内存中为对象 分配空间
- 调用初始化方法
__init__
为 对象初始化
- 对象创建后,内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例
因此,通常也会把:
- 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
在程序执行时:
- 对象各自拥有自己的 实例属性
- 调用对象方法,可以通过
self.
- 访问自己的属性
- 调用自己的方法
结论
- 每一个对象 都有自己 独立的内存空间,保存各自不同的属性
- 多个对象的方法,在内存中只有一份,在调用方法时,需要把对象的引用 传递到方法内部
1.2 类是一个特殊的对象
Python
中 一切皆对象:
class AAA:
定义的类属于 类对象obj1 = AAA()
属于 实例对象
- 在程序运行时,类 同样 会被加载到内存
- 在
Python
中,类 是一个特殊的对象 —— 类对象 - 在程序运行时,类对象 在内存中 只有一份,使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例
- 除了封装 实例 的 属性 和 方法外,类对象 还可以拥有自己的 属性 和 方法
- 类属性
- 类方法
- 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法
02. 类属性和实例属性
2.1 概念和使用
- 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性
- 通常用来记录 与这个类相关 的特征
- 类属性 不会用于记录 具体对象的特征
示例需求
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的
name
- 需求 —— 知道使用这个类,创建了多少个工具对象?
class Tool(object):
# 使用赋值语句,定义类属性,记录创建工具对象的总数
count = 0
def __init__(self, name):
self.name = name
# 针对类属性做一个计数+1
Tool.count += 1
# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("铁锹")
# 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count)
2.2 属性的获取机制
-
在
Python
中 属性的获取 存在一个 向上查找机制 -
因此,要访问类属性有两种方式:
- 类名.类属性
- 对象.类属性 (不推荐)
注意
- 如果使用
对象.类属性 = 值
赋值语句,只会 给对象添加一个属性,而不会影响到 类属性的值
03. 类方法和静态方法
3.1 类方法
- 类属性 就是针对 类对象 定义的属性
- 使用 赋值语句 在
class
关键字下方可以定义 类属性 - 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
- 使用 赋值语句 在
- 类方法 就是针对 类对象 定义的方法
- 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法
语法如下
@classmethod
def 类方法名(cls):
pass
- 类方法需要用 修饰器
@classmethod
来标识,告诉解释器这是一个类方法 - 类方法的 第一个参数 应该是
cls
- 由 哪一个类 调用的方法,方法内的
cls
就是 哪一个类的引用 - 这个参数和 实例方法 的第一个参数是
self
类似 - 提示 使用其他名称也可以,不过习惯使用
cls
- 由 哪一个类 调用的方法,方法内的
- 通过 类名. 调用 类方法,调用方法时,不需要传递
cls
参数 - 在方法内部
- 可以通过
cls.
访问类的属性 - 也可以通过
cls.
调用其他的类方法
- 可以通过
示例需求
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的
name
- 需求 —— 在 类 封装一个
show_tool_count
的类方法,输出使用当前这个类,创建的对象个数
@classmethod
def show_tool_count(cls):
"""显示工具对象的总数"""
print("工具对象的总数 %d" % cls.count)
在类方法内部,可以直接使用
cls
访问 类属性 或者 调用类方法
3.2 静态方法
-
在开发时,如果需要在 类 中封装一个方法,这个方法:
- 既 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
- 也 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法
-
这个时候,可以把这个方法封装成一个 静态方法
语法如下
@staticmethod
def 静态方法名():
pass
- 静态方法 需要用 修饰器
@staticmethod
来标识,告诉解释器这是一个静态方法 - 通过 类名. 调用 静态方法
class Dog(object):
# 狗对象计数
dog_count = 0
@staticmethod
def run():
# 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
print("狗在跑...")
def __init__(self, name):
self.name = name
3.3 方法综合案例
需求
- 设计一个
Game
类 - 属性:
- 定义一个 类属性
top_score
记录游戏的 历史最高分 - 定义一个 实例属性
player_name
记录 当前游戏的玩家姓名
- 定义一个 类属性
- 方法:
- 静态方法
show_help
显示游戏帮助信息 - 类方法
show_top_score
显示历史最高分 - 实例方法
start_game
开始当前玩家的游戏
- 静态方法
- 主程序步骤
- 查看帮助信息
- 查看历史最高分
- 创建游戏对象,开始游戏
案例小结
- 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性
- 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
- 类方法 —— 方法内部 只 需要访问 类属性
- 静态方法 —— 方法内部,不需要访问 实例属性 和 类属性
提问
如果方法内部 即需要访问 实例属性,又需要访问 类属性,应该定义成什么方法?
答案
- 应该定义 实例方法
- 因为,类只有一个,在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
class Game(object):
# 游戏最高分,类属性
top_score = 0
@staticmethod
def show_help():
print("帮助信息:让僵尸走进房间")
@classmethod
def show_top_score(cls):
print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)
def __init__(self, player_name):
self.player_name = player_name
def start_game(self):
print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
# 使用类名.修改历史最高分
Game.top_score = 999
# 1. 查看游戏帮助
Game.show_help()
# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score()
# 3. 创建游戏对象,开始游戏
game = Game("小明")
game.start_game()
# 4. 游戏结束,查看游戏最高分
Game.show_top_score()
创作不易,白嫖不好,各位的支持和认可,就是我创作的最大动力,我们下篇文章见!
Dragon少年 | 文
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