Python学习笔记18_面向对象

Python学习笔记18_面向对象

1、面向对象简介

• 类：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。
• 方法：类中定义的函数。
• 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（即C++里面的重载）。
• 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，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
• 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。
• 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
• 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。

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以包含任意数量和类型的数据。

2、类定义

2.1、语法格式

class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

• 类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

2.2、类对象

# 小明今年19,早上跑步,去吃饭
# 小妹今年18,早上不跑步,直接吃饭
class Student(object):         # 使用class关键字定义类,类的命名方法遵循大驼峰命名法
    
    # 构造函数
    def __init__(self, x, y):  # 特征 使用__init__(self)函数名获取特征
        self.name = x
        self.age = y

    # 每个函数就是一个行为
    def run(self, t=''):  # 行为1
        print('跑步.', end=t)

    def ect(self, t=''):  # 行为2
        print('去吃饭.', end=t)

    def say_hello(self):
        print('大家好,我是{},今年{}.'.format(self.name, self.age), '我每天早上', end='', sep='')


s1 = Student('zhangsan', 19)		# 使用类创建对象
s1.say_hello()			
s1.run()			# 需要什么行为,则使用对应的方法
s1.ect('\n')

s2 = Student('xiaomei', 18)
s2.say_hello()
s1.ect('\n')

s3 = Student('jack', 20)
s3.say_hello()
s3.run()
'''打印结果如下:
大家好,我是zhangsan,今年19.我每天早上跑步.去吃饭.
大家好,我是xiaomei,今年18.我每天早上去吃饭.
大家好,我是jack,今年20.我每天早上跑步.'''

• 类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
• 属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
• 类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。

2.3、__init__() 方法

• 类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用

def __init__(self):
    self.data = []
    
    
# __init__() 方法可以有参数，参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上
# 在上面的类对象实例化过程中，就是如此
 # 构造函数
    def __init__(self, x, y):  # 特征 使用__init__(self)函数名获取特征
        self.name = x
        self.age = y

2.4、self

• 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。类似于C++里面的 this
• 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 其他合法的标识符字符串也是可以的

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

'''
输出结果：
<__main__.Test instance at 0x100771878>		# self的内容
__main__.Test							# self.class的内容，主方法中的Test类
'''


# self可以换成其他合法的标识符字符串
# 例如把 self 换成 fles
class Test:
    def prt(fles):
        print(fles)
        print(fles.__class__)
 
t = Test()
t.prt()

'''
输出结果：
<__main__.Test instance at 0x100771878>		# fles的内容
__main__.Test							# fles.class的内容
'''

3、类的方法

• 在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例。

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
# 实例化类
p = people('python',32,1)
p.speak()


'''
输出结果：
python 说: 我 32 岁。
'''

4、继承

• Python 支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义
• 派生类的定义语法：

class DerivedClassName(BaseClassName):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

• 子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。
• BaseClassName（实例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
       
    	#调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
        
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
 
 
 
s = student('ken',10,60,3)
s.speak()


'''
运行结果：
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级
'''

5、多继承

• 多继承的类定义语法：

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

注：需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
 
#另一个类
class speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self,n,t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))
 
#多重继承
class sample(speaker,student):
    a =''
    def __init__(self,n,a,w,g,t):
        student.__init__(self,n,a,w,g)
        speaker.__init__(self,n,t)
 
test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak()   #方法名同，默认调用的是在括号中参数位置排前父类的方法


'''
输出结果：
我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python
'''

6、方法重写

• 如果父类方法的功能不能满足需求，可以在子类重写父类的方法：

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):
      print ('调用子类方法')
 
c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法

# super() 函数用于调用父类(超类)的一个方法
super(Child,c).myMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法


'''
输出结果：
调用子类方法
调用父类方法
'''

7、类属性与方法

7.1、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。

7.2、类的方法

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例。self 的名字并不是规定死的，也可以使用 其他任意合法的标识符，但是尽量还是按照约定使用 self。

7.3、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，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。在类的内部使用时self.__private_methods。

class JustCounter:
    
    # 私有变量
    __secretCount = 0  
    # 公开变量
    publicCount = 0    
 

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print (self.__secretCount)
 
counter = JustCounter()
counter.count()				# 1
counter.count()				# 2
print (counter.publicCount)	# 2
print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量


'''
输出结果：
1		
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, in <module>
    print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
'''


class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name       # public
        self.__url = url   # private
 
    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)
 
    def __foo(self):          # 私有方法
        print('这是私有方法')
 
    def foo(self):            # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()
 
x = Site('百度', 'www.baidu.com')
x.who()        # 正常输出
x.foo()        # 正常输出
x.__foo()      # 报错

'''
输出结果：
name: 百度
url: www.baidu.com
这是公共方法
这是私有方法
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 22, in <module>
   x.__foo()  
AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'
'''

7.4、类的专有方法

• __init__ ：构造函数，在生成对象时调用
• __del__ ：析构函数，释放对象时使用
• __repr__ ：打印，转换
• __setitem__ ： 按照索引赋值
• __getitem__ ：按照索引获取值
• __len__ ：获得长度
• __cmp__ ：比较运算
• __call__ ：函数调用
• __add__ ：加运算
• __sub__ ：减运算
• __mul__ ：乘运算
• __truediv__ ：除运算
• _mod__ ：求余运算
• __pow__ ：乘方

7.5、运算符重载

• Python支持运算符重载，可以对类的专有方法进行重载

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


'''
输出结果：
Vector(7,8)
'''