简易的Python面向对象教程

前言

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实例属性和类属性

在下面的例子中，Dog类的属性，比如height(身高)，是属于一条具体的狗，如大黄，二黑等。他们各自有各自的height。

这种属性我们成为实例属性，实例属性通常是在init方法中通过self.xxx = yyy的形式创建的。在init中创建的实例属性的好处是，所有的实例都有这些实例属性。

也可以在后续代码中通过实例名再额外添加，比如d1.nickname = '二黑子'，但这种实例属性只给当前实例d1添加了。其他实例没有，访问d2.nickname会报错。

class Dog:
 #构造方法
 def __init__(self, name, height, power):
  self.name = name
  self.height = height
  self.power = power
  self.blood = 10
  # --省略--

d1 = Dog('大黄', 0.7, 3) #创建第1个实例
d2 = Dog('二黑', 0.5, 4) #创建第2个实例

还有一些属性，它们不属于一个特定的实例，而是所有的实例所共享的。比如狗的数量这个值，他是属于整个狗类的，而不是属于某一条狗。这种属性，我们称为类属性。

添加类属性

我们现在给Dog类添加狗的数量属性(num_of_dogs)。

类属性不能通过self.xxx = yyy的形式创建，因为这样创建出来的是实例属性。

类属性的创建方式很简单：直接写在类中，不要写在init函数中，也不要加self.：

#类是一个模板
class Dog:
 num_of_dogs = 0  # 类属性

 #构造方法 - 添加实例属性，做其他的初始化工作
 def __init__(self, name, height, power):
        self.name = name
        self.height = height
        self.power = power
        self.blood = 10
        print(f"{self.name}出生了，汪汪！")

使用类属性

类属性是属于类的，访问类属性要通过类名访问。下面的代码做了几件事情：

1.在init函数中，一旦创建一个新的Dog，给num_of_dogs加一.
2.添加了一个die()方法，表示一个Dog去世了，一旦调用了die()，num_of_dogs就会减1。
3.创建了多个dog，测试numer_of_dogs数量变化；循环30次，随机选择一个Dog，调用die方法。
这里用到了随机模块random，还有自加（+=)，自减（-+）运算符，不熟悉请自行补充相关知识，或者加入讨论群讨论。

import random

#类是一个模板
class Dog:
    num_of_dogs = 0  # 类属性

 #构造方法 - 添加实例属性，做其他的初始化工作
    def __init__(self, name, height, power):
        self.name = name
        self.height = height
        self.power = power
        self.blood = 10
        print(f"{self.name}出生了，汪汪！")
        Dog.num_of_dogs += 1
    
    def die(self):
        print(f"{self.name}已安息！")
        Dog.num_of_dogs -= 1

# 创建100条狗，放到列表中
dogs = []
for i in range(100):
    d = Dog(f"dog{i}", random.randint(30, 80), random.randint(1,12))
    print(Dog.num_of_dogs)
    dogs.append(d)

# 循环30次，每次随机选择一条狗，让它死掉
for i in range(30):
    dog = random.choice(dogs)
    dog.die()
    print(Dog.num_of_dogs)

再加1个类属性

假设我们要判定一条狗是否可以成为警犬，我们用身高height来判定，如果height超过了60就可以。这个60就是警犬的标准。这个数字是对所有的Dog是通用的，是一个类属性。

import random

#类是一个模板
class Dog:
    num_of_dogs = 0  # 类属性
    police_height = 60 # 成为警犬的身高标准

    # --省略init和die方法

    # 判定是否可以成为警犬，返回True或者False
    def can_be_police(self):
        return self.height > Dog.police_height

# 创建100条狗，放到列表中
dogs = []
for i in range(100):
    d = Dog(f"dog{i}", random.randint(30, 80), random.randint(1,12))
    print(Dog.num_of_dogs)
    dogs.append(d)

print(f'成为警犬的身高标准是：{Dog.police_height}')
for d in dogs:
    if(d.can_be_police()):
        print(f'{d.name} 可以成为警犬')

代码说明：

添加了一个police_height类变量
添加了一个实例方法，判定当前的dog是否可以成为警犬
代码最下方打印出可以成为警犬的狗的名字

代码实践技巧

你可能会想，这个60直接写在代码里不可以吗？还要定义成变量？

直接写数字60不是不可以，但有诸多弊端：

多个地方用到，可能会写错，出现不一致。
如果标准从60提高到了62，要修改多个地方
定义成了变量，代码更容易懂。要不然看到60个这个数字，不一定理解是什么意思。

实际上，polic_height通常不会改变，我们也可以称他为常量。
常量和变量没什么区别，一般常量的名字都是全大写的，仅此而已。看到全大写就知道这个值是不会改变的，实际上是可以改变的，只是一个约定。

这里的不会改变是指不会在程序运行中动态改变。把常量的值从60改成62属于修改代码，任何时候都可以的。

类方法

仔细看一下前面定义的方法，他们都有两个特征：

方法的第一个参数都是self
它们都使用了实例变量，脱离了具体的实例，这些方法是无法运行的，是没有意义的

这些方法虽然都是共同的，但是他们的运行过程依赖了实例变量，所以他们都是实例方法。类中的方法默认就是实例方法。

import random

#类是一个模板
class Dog:
    num_of_dogs = 0  # 类属性
    police_height = 60 # 成为警犬的身高标准

 #构造方法 - 添加实例属性，做其他的初始化工作
    def __init__(self, name, height, power):
        self.name = name
        self.height = height
        self.power = power
        self.blood = 10
        print(f"{self.name}出生了，汪汪！")
        Dog.num_of_dogs += 1
    
    def die(self):
        print(f"{self.name}已安息！")
        Dog.num_of_dogs -= 1

    # 判定是否可以成为警犬，返回True或者False
    def can_be_polic(self):
        return self.height > Dog.police_height

这3个方法都是实例属性有关，都是实例方法。

但有的方法和具体的实例无关，而是和整个狗类有关。比如有方法狗类宣言，它的功能是：

打印狗类宣言
介绍狗类的数量

看代码：

import random

#类是一个模板
class Dog:
    num_of_dogs = 0  # 类属性
    police_height = 60 # 成为警犬的身高标准

    #--省略--
    
    # 类方法
    @classmethod 
    def wangwang(cls):
        print('我们是狗，我们是人类的朋友')
        print('''
^..^      /
/_/\_____/
/\   /\
/  \ /  \
        ''')
        print(f'我们共有{cls.num_of_dogs}个成员')

# --省略--    

Dog.wangwang()

代码说明：

添加的类方法wangwang()
类方法的前面要添加：@classmethod。这是一个装饰器。
类方法的第一个参数是cls，是class的缩写，表示当前类。使用cls可以访问类属性或者其他类方法。
调用类方法使用类名：Dog.wangwang()

静态方法

我们可以看到类方法对类属性有所依赖，有些方法对实例属性和类属性都没有依赖，也不需要传入self或者cls，这些方法就是静态方法。

假设我们有另外几个方法：只是打印狗类的字符画，不用打印狗的数量或者其他。没有任何类属性或者实例属性的依赖。

看代码：

import random

#类是一个模板
class Dog:
    num_of_dogs = 0  # 类属性
    police_height = 60 # 成为警犬的身高标准

    # --省略--
    
    # 类方法
    @classmethod 
    def wangwang(cls):
        print('我们是狗，我们是人类的朋友')
        print('''
^..^      /
/_/\_____/
/\   /\
/  \ /  \
        ''')
        print(f'我们共有{cls.num_of_dogs}个成员')

    #静态方法：小狗的图像
    @staticmethod
    def pic_little():
        print('''
  /^ ^\ 
 / 0 0 \ 
 V\ Y /V
  / - \ 
 /    |
V__) ||
        ''')

    #静态方法：大狗的图像
    @staticmethod
    def pic_big():
        print('''
    ___
 __/_  `.  .-"""-.
 \_,` | \-'  /   )`-')
  "") `"`    \  ((`"`
 ___Y  ,    .'7 /|
(_,___/...-` (_/_/ 
        ''')
    
    #静态方法：长的图像
    @staticmethod
    def pic_long():
        print('''
                                    .-.
     (___________________________() `-,
     (   ______________________   /''"`
     //\\                      //\\
     "" ""                     "" ""

        ''')


#--省略--

Dog.wangwang()
Dog.pic_little()
Dog.pic_big()
Dog.pic_long()

代码说明：

添加了3个静态方法，分别打印3种不同的狗的图像
静态方法前面必须加：@staticmethod，这是一个装饰器。
静态方法不强制要求传入self或者cls。
调用静态方法通过类名。