Python学习笔记(二十)————面向对象

(1)面向对象的好处

在日常中,记录数据时往往使用统一的表格,这样就不会使得数据信息格式混乱,同样在程序中的数据组织中,仅仅通过变量来记录会显得混乱不统一。

在程序中是可以做到和生活中那样,设计表格、生产表格、填写表格的组织形式的。

1. 在程序中设计表格,我们称之为:设计类(class

2. 在程序中打印生产表格,我们称之为:创建对象

3. 在程序中填写表格,我们称之为:对象属性赋值

(2)类的定义和使用

创建类的语法:

 

class 是关键字,表示要定义类了
类的属性,即定义在类中的变量(成员变量)

       类的行为,即定义在类中的函数(成员方法) 

 创建类对象的语法:

 

 (3)成员变量和成员方法

 

可以看出,类中:

不仅可以定义属性用来记录数据
也可以定义函数,用来记录行为

其中:

类中定义的属性(变量),我们称之为: 成员变量
类中定义的行为(函数),我们称之为: 成员方法

(4) 成员方法的定义语法

在类中定义成员方法和定义函数基本一致,但仍有细微区别:

可以看到,在方法定义的参数列表中,有一个:self关键字

self关键字是成员方法定义的时候,必须填写的。

它用来表示类对象自身的意思
当我们使用类对象调用方法的是, self 会自动被 python 传入
在方法内部,想要访问类的成员变量,必须使用 self

self关键字,尽管在参数列表中,但是传参的时候可以忽略它。

如:

 

 可以看到,在传入参数的时候,self是透明的,可以不用理会它

(5) 构造方法

上述代码中,为对象的属性赋值需要依次进行,略显繁琐。有没有更加高效的方式,能够一行代码就完成呢?可以,需要使用构造方法:__init__()

Python类可以使用:__init__()方法,称之为构造方法

可以实现:

在创建类对象(构造类)的时候, 会自动执行。
在创建类对象(构造类)的时候, 将传入参数自动传递给 __ init __ 方法使用。

 注意:

构造方法名称:   __ init __ 千万不要忘记 init 前后都有 2 个下划线
构造方法也是成员方法,不要忘记在参数列表中提供: self
在构造方法内定义成员变量,需要 使用 self 关键字

(6)几种常用的类内置方法(魔术方法)

上文的__init__ 构造方法,是Python类内置的方法之一。

这些内置的类方法,各自有各自特殊的功能,这些内置方法我们称之为:魔术方法

魔术方法很多,这里介绍几个常见的

__str__ 字符串方法

方法名:__str__        返回值:字符串        内容:自行定义

当类对象需要被转换为字符串之时,会输出如上结果(内存地址)

内存地址没有多大作用,我们可以通过__str__方法,控制类转换为字符串的行为。

__lt__ 小于符号比较方法

 传入参数:other,另一个类对象        返回值:True 或 False        •内容:自行定义

__lt__方法,即可同时完成:小于符号 和 大于符号 2种比较

 比较大于符号的魔术方法是:__gt__,不过,实现了__lt____gt__就没必要实现了

__le__ 小于等于比较符号方法

传入参数:other,另一个类对象        •返回值:True False        内容:自行定义

 __le__可用于:<=>=两种比较运算符上。

>=符号实现的魔术方法是:__ge__,不过,实现了__le____ge__就没必要实现了

__eq__ 比较运算符实现方法

传入参数:other,另一个类对象        •返回值:True 或 False        •内容:自行定义

不实现__eq__方法,对象之间可以比较,但是是比较内存地址,也即是:不同对象==比较一定是False结果。

实现了__eq__方法,就可以按照自己的想法来决定2个对象是否相等了

 (7)面向对象的三大特性

面向对象编程,是许多编程语言都支持的一种编程思想。

简单理解是:基于模板(类)去创建实体(对象),使用对象完成功能开发。

面向对象包含3大主要特性:

Ø 封装
Ø 继承
Ø 多态

(8)封装

封装表示的是,将现实世界事物的:属性和行为,封装到类中,描述为:成员变量和成员方法,从而完成程序对现实世界事物的描述。

现实世界中的事物,有属性和行为。但是不代表这些属性和行为都是开放给用户使用的。

既然现实事物有不公开的属性和行为,那么作为现实事物在程序中映射的类,也应该支持。

类中提供了私有成员的形式来支持。

私有成员变量
私有成员方法

定义私有成员的方式非常简单,只需要:

私有成员变量:变量名以 __ 开头( 2 个下划线)
私有成员方法:方法名以 __ 开头( 2 个下划线)

即可完成私有成员的设置

私有方法无法直接被类对象使用        

              

私有变量无法赋值,也无法获取值

 

私有成员无法被类对象使用,但是可以被其它的成员使用。

 (9)继承

①单继承

若不使用继承,我们想创造一个新的类时,需要重新定义变量和方法,比较繁琐,如下

而使用继承之后可使代码变得简洁

使用如下图语法,可以完成类的单继承。

继承表示:将从父类那里继承(复制)来成员变量和成员方法(不含私有)

 ②多继承

Python的类之间也支持多继承,即一个类,可以继承多个父类

 

 

 多继承注意事项

多个父类中,如果有同名的成员,那么默认以继承顺序(从左到右)为优先级。

即:先继承的保留,后继承的被覆盖

 

③pass关键字

pass是占位语句,用来保证函数(方法)或类定义的完整性,表示无内容,空的意思

④复写

子类继承父类的成员属性和成员方法后,如果对其不满意,那么可以进行复写。

即:在子类中重新定义同名的属性或方法即可。

一旦复写父类成员,那么类对象调用成员的时候,就会调用复写后的新成员

如果需要使用被复写的父类的成员,需要特殊的调用方式:

方式1
调用父类成员

     使用成员变量:父类名.成员变量

     使用成员方法:父类名.成员方法(self)

方式2
使用 super() 调用父类成员

     使用成员变量:super().成员变量

     使用成员方法:super().成员方法()

只可以在子类内部调用父类的同名成员,子类的实体类对象调用默认是调用子类复写的

(10)类型注解

Python在3.5版本的时候引入了类型注解,以方便静态类型检查工具,IDE等第三方工具。

类型注解:在代码中涉及数据交互的地方,提供数据类型的注解(显式的说明)。

主要功能:

帮助第三方 IDE 工具(如 PyCharm )对代码进行类型推断,协助做代码提示
帮助开发者自身对变量进行类型注释

支持:

变量的类型注解
函数(方法)形参列表和返回值的类型注解

为变量设置类型注解

方法一:

基础语法:  变量: 类型

     

 

 

注意:

元组类型设置类型详细注解,需要将每一个元素都标记出来
字典类型设置类型详细注解,需要 2 个类型,第一个是 key 第二个是 value
 方法二:

除了使用 变量: 类型, 这种语法做注解外,也可以在注释中进行类型注解。

语法:   # type: 类型

一般,无法直接看出变量类型之时,会添加变量的类型注解

类型注解的限制

类型注解主要功能在于:

帮助第三方 IDE 工具(如 PyCharm )对代码进行类型推断,协助做代码提示
帮助开发者自身对变量进行类型注释(备注)

并不会真正的对类型做验证和判断。

也就是,类型注解仅仅是提示性的,不是决定性的

 

如图代码,是不会报错的。

② 函数(方法)的类型注解

【1】形参注解

如图所示:

在编写函数(方法),使用形参 data 的时候,工具没有任何提示
在调用函数(方法),传入参数的时候,工具无法提示参数类型

这些都是因为,我们在定义函数(方法)的时候,没有给形参进行注解

函数和方法的形参类型注解语法:

【2】返回值注解

同时,函数(方法)的返回值也是可以添加类型注解的。

语法如下:注意,返回值类型注解的符号使用: ->

 ③Union类型

使用Union[类型, ......, 类型],可以定义联合类型注解

 Union联合类型注解,在变量注解、函数(方法)形参和返回值注解中,均可使用。

(11)多态

多态,指的是:多种状态,即完成某个行为时,使用不同的对象会得到不同的状态。

同样的行为(函数),传入不同的对象,得到不同的状态

 抽象类(接口)

包含抽象方法的类,称之为抽象类。抽象方法是指:没有具体实现的方法(pass)称之为抽象方法

多用于做顶层设计(设计标准),以便子类做具体实现。

也是对子类的一种软性约束,要求子类必须复写(实现)父类的一些方法

并配合多态使用,获得不同的工作状态。

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