python中类的全面分析(上)

面向对象重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),类是抽象的模板,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
类:对具有相同数据和方法的一组对象的描述或定义。
对象:对象是一个类的实例。
实例(instance):一个对象的实例化实现。
实例属性(instance attribute):一个对象就是一组属性的集合。
实例方法(instance method):所有存取或者更新对象某个实例一条或者多条属性的函数的集合。
类属性(classattribute):属于一个类中所有对象的属性,不会只在某个实例上发生变化
类方法(classmethod):那些无须特定的对象实例就能够工作的从属于类的函数。

1)类概述
在Python中,定义类是通过class关键字:
class Student(object):
    pass

class后面紧接着是类名,即Student,类名通常是大写开头的单词,紧接着是(object),表示该类是从哪个类继承下来的。通常,如果没有合适的继承类,就使用object类,这是所有类最终都会继承的类。

定义好了Student类,就可以根据Student类创建出Student的实例,创建实例是通过类名+()实现的:
>>> class Student(object):
    pass

>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x00000160987C0630>
>>> Student
<class '__main__.Student'>

可以看到,变量bart指向的就是一个Student的object,后面的0x10a67a590是内存地址,每个object的地址都不一样,而Student本身则是一个类。

可以自由地给一个实例变量绑定属性,比如,给实例bart绑定一个name:
>>> bart.name = 'Bart Simpson'
>>> bart.name
'Bart Simpson'

由于类可以起到模板的作用,因此,可以在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的init方法,在创建实例的时候,就把name,score等属性绑上去。
>>> class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.scroe = score

注意到init方法的第一个参数永远是self,表示创建的实例本身,因此,在init方法内部,就可以把各种属性绑定到self,因为self就指向创建的实例本身。

有了init方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与init方法匹配的参数,但self不需要传,Python解释器自己会把实例变量传进去:
>>> bart = Student('Bart name', 59)
>>> bart.name
'Bart name'
>>> bart.score
59

2)对象属性
Python 中对象的属性包含对象的所有内容:方法和数据,注意方法也是对象的属性。查找对象的属性时,首先在对象的__dict__ 里面查找,然后是对象所属类的dict,再往后是继承体系中父类(MRO解析)的dict,任意一个地方查找到就终止查找,并且调用 __getattribute__(也有可能是__getattr__) 方法获得属性值。

方法:
在 Python 类中有3种方法,即静态方法(staticmethod),类方法(classmethod)和实例方法:
1.对于实例方法,在类里每次定义实例方法的时候都需要指定实例(该方法的第一个参数,名字约定成俗为self)。这是因为实例方法的调用离不开实例,我们必须给函数传递一个实例。假设对象a具有实例方法 foo(self, *args, **kwargs),那么调用的时候可以用 a.foo(*args, **kwargs),或者 A.foo(a, *args, **kwargs),在解释器看来它们是完全一样的。

2.类方法每次定义的时候需要指定类(该方法的第一个参数,名字约定成俗为cls),调用时和实例方法类似需要指定一个类。

3.静态方法其实和普通的方法一样,只不过在调用的时候需要使用类或者实例。之所以需要静态方法,是因为有时候需要将一组逻辑上相关的函数放在一个类里面,便于组织代码结构。一般如果一个方法不需要用到self,那么它就适合用作静态方法。

>>> def foo(x):
    print('executing foo(%s)' % x)

    
>>> class A(object):
    def foo(self):
        print('executing foo(%s)' % self)
    @classmethod
    def class_foo(cls):
        print('executing class_foo(%s)' % cls)
    @staticmethod
    def static_foo():
        print('excuting static_foo()')

        
>>> a = A()
>>> print(a.foo)
<bound method A.foo of <__main__.A object at 0x000001609881F940>>
>>> print(A.foo)
<function A.foo at 0x0000016098830620>
>>> print(a.class_foo)
<bound method A.class_foo of <class '__main__.A'>>
>>> print(A.class_foo)
<bound method A.class_foo of <class '__main__.A'>>
>>> print(A.static_foo)
<function A.static_foo at 0x0000016098830730>
>>> print(a.static_foo)
<function A.static_foo at 0x0000016098830730>
>>> print(foo)
<function foo at 0x0000016098814158>

在访问类方法的时候有两种方法,分别叫做 未绑定的方法(unbound method) 和 绑定的方法(bound method):
1.未绑定的方法:通过类来引用实例方法返回一个未绑定方法对象。要调用它,你必须显示地提供一个实例作为第一个参数,比如 A.foo。
2.绑定的方法:通过实例访问方法返回一个绑定的方法对象。Python自动地给方法绑定一个实例,所以调用它时不用再传一个实例参数,比如 a.foo。
 

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