Python 学习笔记 | 5 类和对象

本章内容：以一种深入浅出的方式认识类和对象。

所有相关代码可在https://github.com/hzyao/Python-Cookbook
进行查看。边学习边实操，及时挖掘真美妙！搭配食用或许口味更佳哟！

类和对象

生活中，我们可以使用设计表格、生产表格、填写表格的形式组织数据。来！咱们把它和程序中的类对比一下！

• 设计表格 —— 设计类（class）
• 打印表格 —— 创建对象
• 填写表格 —— 对象属性赋值

也就是说我们可以使用类去封装属性，并基于类创建出一个个的对象来使用。

1 类和对象

类的使用语法：

class 类名称:
		类的属性
		类的行为

对象 = 类名称()
"""
1. class是关键字，表示要定义类啦
2. 类的属性，即定义在类中的变量（成员变量）
3. 类的行为，即定义在类中的函数（成员方法）
"""

类的行为（方法）到底是啥子呢？

class Student:
		name = None
		age = None
		
		def say_hi(self):
				print(f"嗨大家好！我是{
      
      self.name}")

Student.name = "run"
Student.age = 18

print(Student.name)
print(Student.age)

从上面我们可以看出，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），我们把它叫做：成员变量
• 类中定义的行为（函数），我们把它叫做：成员方法

以后，咱们就把定义在类内部的函数叫做方法了噢！

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:

def 方法名(self, 形参1, ......, 形参N):
				方法体

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要填写的。它用来表示类对象本身的意思，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。

注：self关键字，尽管出现在参数列表中，但是不占用参数位置，传参的时候可以忽略它。

class Student:
		name = None
		def say_hi(self):
				print(f"Hello 大家好 我是{
      
      self.name}")
		
		def say_hi2(self, msg):
				print(f"Hello 大家好 我是{
      
      self.name} {
      
      msg}")

stu1 = Student()
stu1.name = "run"
stu1.say_hi()                     # 调用的时候无需传参
stu1.say_hi2("很高兴认识大家！")     # 调用的时候，需要传msg参数

stu2 = Student()
stu2.name = "xmy"
stu2.say_hi()
stu2.say_hi2("嘿嘿嘿！")

在传入参数的时候，self可以说是是透明的，不用理它！参数msg各玩各的！

所以，类和成员方法的定义语法如下：

class 类名称:
		成员变量
		
		def 成员方法(self, 参数列表):
				成员方法体

对象 = 类名称()

我们已经了解到，基于类创建对象的语法为对象 = 类名称()。

那么我们为什么一定要创建对象才能使用呢？

类只是一种程序内的“设计图纸”，需要基于图纸产生实体（也就是对象），才能正常工作。这种套路就是我们所说的“面向对象编程” —— 设计类，基于类创建对象，使用对象来完成具体的工作。

# 练习：设计一个闹钟类
class Clock:
    id = None       # 序列号
    price = None    # 价格

    def ring(self):
        print("beep")

clock1 = Clock()
clock1.id = "1220"
clock1.price = 9.99
print(f"id is {
      
      clock1.id}, price is {
      
      clock1.price}") 
clock1.ring()

clock2 = Clock()
clock2.id = "0324"
clock2.price = 8.88
print(f"id is {
      
      clock2.id}, price is {
      
      clock2.price}") 
clock2.ring()

2 使用构造方法向成员变量赋值

在之前的学习中，我们为对象的属性赋值需要依次进行，略显繁琐。其实呀，咱们可以用更高效的方式把这个搞定！就像函数传参那种形式一样对属性进行赋值！

Python 的类可以使用**__init__()**方法，称为构造方法。

• 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。

# 构造方法的名称：__init__
class Student:
    name = None
    age = None
    tel = None      # 这些可以省略 

    def __init__(self, name, age, tel):
        self.name = name
        self.age = age
        self.tel = tel
        print("done")

stu = Student("run", 18, "0324")
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.tel)

注：构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供self；且在构造方法内定义成员变量，需要使用关键字self。

# 练习：学生信息录入
class Student:
    def __init__(self):
        self.name = input("请输入学生姓名：")
        self.age = int(input("请输入学生年龄："))
        self.address = input("请输入学生地址：")

for i in range(1, 11):
    print(f"当前录入第{
      
      i}位学习信息，总共需录入10位学习信息")
    stu = Student()
    print(f"学生{
      
      i}信息录入完成，信息为：【学生姓名：{
      
      stu.name}, 年龄：{
      
      stu.age}, 地址：{
      
      stu.address}】")

3 其他内置类方法

由于这些内置的类方法，各自有其各自特殊的功能，所以我们把它们称为魔术方法。

魔术方法非常非常多，我们先了解常见的即可！例如：__init__（构造方法）、__str__（字符串方法）、__lt__（大于、小于符号比较）、__le__（大于等于、小于等于符号比较）、__eq__（==符号比较）等。

3.1 str：字符串方法

功能：控制类转换为字符串的行为。

• 方法名：__str__
• 返回值：字符串
• 内容：自行定义

# __str__ 字符串方法
class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

stu = Student("run", 18)
print(stu)
print(str(stu)) # 会输出内存地址

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return f"name:{
      
      self.name}, age:{
      
      self.age}"

stu = Student("run", 18)
print(stu)
print(str(stu))

3.2 lt：<、> 符号比较

功能：直接对2个对象进行比较是不可以的，但是在类中实现__lt__方法，即可同时完成：大于符号和小于符号的2种比较。

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

# __lt__ 方法
class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age
    
stu1 = Student("run", 18)
stu2 = Student("xmy", 16)
print(stu1 < stu2) # False
print(stu1 > stu2) # True

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

stu1 = Student("run", 18)
stu2 = Student("xmy", 16)
print(stu1 < stu2) # 无法比较会报错

3.3 le：<=、>= 符号比较

功能：可用于 <=、>= 两种比较运算符上。

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

# __le__ 方法
class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __le__(self, other):
        return self.age <= other.age
    
stu1 = Student("run", 18)
stu2 = Student("xmy", 16)
print(stu1 <= stu2) # False
print(stu1 >= stu2) # True

3.4 eq：== 符号比较

功能：可用于 == 比较运算符上。

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

# __eq__ 方法
class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age
    
stu1 = Student("run", 18)
stu2 = Student("xmy", 18)
print(stu1 == stu2) # False

总结：

__init__：构造方法，可用于创建类对象的时候设置初始化行为；

__str__：用于实现类对象转字符串的行为；

__lt__：用于两个类对象进行小于或大于比较；

__le__：用于两个类对象进行小于等于或大于等于比较；

__eq__：用于两个类对象进行相等比较。