目录
一、类与对象
在Python中，所有数据类型都可以视为对象，也可以自定义对象数据类型。自定义的对象数据类型就是类。
定义类：
class Student(object):
pass
if __name__=='__main__':
stu = Student()
print(stu)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x10893efd0>
1、使用class关键字定义类；
2、类名一般是首字母大写的；
3、object类表示该类的父类，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。
二、属性与方法
1、动态绑定属性和方法
python是动态语言,因此可以为一个类的实例动态绑定属性和方法。
a、动态绑定属性
class Student(object):
pass
if __name__=='__main__':
stu = Student()
print(stu)
stu.name = 'TaoGuan'
stu.age = 18
print(stu.name)
print(stu.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x106ccdfd0>
TaoGuan
18
b、动态绑定方法
from types import MethodType
def set_age(self,age):
self.age = age
class Student(object):
pass
if __name__=='__main__':
stu = Student()
print(stu)
stu.set_age = MethodType(set_age, stu)
stu.set_age(25)
print(stu.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x10eaf6fd0>
25
c、两个实例的动态绑定
动态给一个实例绑定的属性和方法，对另一个实例是不起作用的：
from types import MethodType
def set_age(self,age):
self.age = age
class Student(object):
pass
if __name__=='__main__':
stu = Student()
print(stu)
stu.name = 'TaoGuan'
stu.set_age = MethodType(set_age, stu)
stu.set_age(25)
print(stu.name)
print(stu.age)
print('新实例访问上一个实例绑定的属性和方法，结果：')
stu2 = Student()
print(stu2)
print(stu2.name)
print(stu2.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x108f3ffd0>
TaoGuan
25
新实例访问上一个实例绑定的属性和方法，结果：
<__main__.Student object at 0x108f470d0>
Terminated: 15
d、给class绑定方法
为了给所有实例都绑定方法，可以给class绑定方法。
def set_age(self,age):
self.age = age
class Student(object):
pass
if __name__=='__main__':
Student.set_age = set_age# 给类绑定方法
stu1 = Student()
print(stu1)
stu2 = Student()
print(stu2)
stu1.set_age(18)
stu2.set_age(25)
print(stu1.age)
print(stu2.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x10d498fd0>
<__main__.Student object at 0x10d49f0d0>
18
25
2、在类中定义属性和方法
前面定义的Student类，没有具体的内容，只是简单滴写了一个pass,这里我们就要完善一下这个类的内容。
a、在__init__中声明和初始化实例变量
__init__是类实例的初始化函数，一般将实例属性声明和初始化放于此处。
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.age = 18
def set_age(self, age):
self.age = age
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x10b976e50>
TaoGuan
18
b、定义方法
方法的定义与普通函数无异，不同的是它的第一个参数必须是代表实例本身的self。
def set_age(self, age):
self.age = age
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.age = 18
def set_age(self, age):
self.age = age
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
stu.set_age(25)
print(stu.age)
运行结果：
<__main__.Student object at 0x1056ec110>
TaoGuan
18
25 # 调用方法之后，age的值已经发生了改变
c、类属性
class Student(object):
name = 'Student'
print(Student.name)
运行结果：
Student
注意：不要对实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性，但是当你删除实例属性后，再使用相同的名称，访问到的将是类属性。
d、类方法
@classmethod
def class_func(cls):
print('我是类方法')
Student.class_func()
运行结果:
我是类方法
三、访问限制
1、私有属性
在Python中，实例的变量名如果以两个下划线__开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问。
class Student(object):
name = 'Student'
def __init__(self, name):
self.name = name
self.age = 18
self.__sex = "man"
def set_age(self, age):
self.age = age
这里声明了一个私有属性__sex：
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.__sex)
在外部通过实例访问该属性，会报错：
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__sex'
如果你非得访问它，其实也是可以的,但最好不要这样做：
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu._Student__sex)
不能直接访问__sex是因为Python解释器对外把__sex变量改成了_Student__sex，所以，仍然可以通过_Student__sex来访问__sex.
2、get方法
如果外部代码需要访问私有属性怎么办？可以给Student类增加get方法：
def get_sex(self):
return self.__sex
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.get_sex())
运行结果:
<__main__.Student object at 0x1099c4150>
TaoGuan
18
man
3、set方法
如果又要允许外部代码修改私有属性怎么办？可以再给Student类增加set方法：
def set_sex(self, sex):
if cmp(sex, 'man')==0 or cmp(sex, 'women')==0:
self.__sex = sex
else:
raise ValueError('bad sex')
对于非法的数据：
stu.set_sex('boy')
将会报错：
Exception has occurred: exceptions.ValueError
bad sex
对于正确的数据：
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.get_sex())
stu.set_sex('women')
print(stu.get_sex())
性别由默认的‘man’，成功修改为了’women’:
<__main__.Student object at 0x106149150>
TaoGuan
18
man
women
那么我们之所以使用私有属性，并通过Set方法来访问该属性，就是因为可以对参数做检查，避免传入无效的参数。
4、注意
在Python中，变量名类似__xxx__的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量，所以，不能用__name__、__score__这样的变量名。
有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如_name，这样的实例变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。
5、另一个注意
因为python的类是可以动态绑定属性的，那么我们如果动态绑定一个与私有属性同名的属性，会怎么样呢？
if __name__=='__main__':
stu = Student('TaoGuan')
print(stu)
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.get_sex())
stu.set_sex('women')
print(stu.get_sex())
stu.__sex = 'boy'# 动态绑定一个与私有属性同名的属性
print(stu.__sex)
print(stu.get_sex())
运行结果：
<__main__.Student object at 0x10eaf9150>
TaoGuan
18
man
women
boy # 动态绑定的属性的值
women # get方法取到的私有属性的值
可以看到，私有属性的值并没有被改变。
四、继承和多态
1、继承
当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...')
class Dog(Animal):
pass
class Cat(Animal):
pass
由于Animial实现了run()方法，因此，Dog和Cat作为它的子类，什么事也没干，就自动拥有了run()方法：
dog = Dog()
dog.run()
cat = Cat()
cat.run()
Animal is running...
Animal is running...
2、多态
当然，也可以对子类增加一些方法:
class Dog(Animal):
def run(self):
print('Dog is running...')
def eat(self):
print('Eating meat...')
class Cat(Animal):
def run(self):
print('Cat is running...')
Dog is running...
Cat is running...
当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。
3、多态的好处
判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断：
>>> isinstance(a, list)
True
>>> isinstance(b, Animal)
True
>>> isinstance(c, Dog)
True
>>> isinstance(c, Animal)
True
看来c不仅仅是Dog，c还是Animal！但是反过来就不行了：
>>> b = Animal()
>>> isinstance(b, Dog)
False
那么既然c也是Animal，那意味着当我们需要传入一个Animal类型时，我们就可以穿入任何Animal的子类类型，那么对于函数：
def runtwice(ani):
ani.run()
ani.run()
我们可以传入任何Animal的子类类型，甚至随时新派生的类型：
runtwice(Cat())
runtwice(Dog())
runtwice(Tortoise())
运行结果：
cat is running !
cat is running !
dog is running !
dog is running !
tortoise is running !
tortoise is running !
可以看到，传入的任意子类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思。
对于一个变量，我们只需要知道它是Animal类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心地调用run()方法，而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat还是Tortoise对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Animal的子类时，只要确保run()方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则：
对扩展开放：允许新增Animal子类；
对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的runtwice()等函数。
继承还可以一级一级地继承下来，就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类，最终都可以追溯到根类object，这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。
3、鸭子类型
对于静态语言（例如Java）来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则，将无法调用run()方法。
对于Python这样的动态语言来说，则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了：
class Timer(object):
def run(self):
print('time is running')
对于Timer类,它并不是Animal类的子类,但它也包含一个run方法，那么:
runtwice(Timer())
运行结果：
time is running
time is running
这就是动态语言的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那它就可以被看做是鸭子。
Python的“file-like object“就是一种鸭子类型。对真正的文件对象，它有一个read()方法，返回其内容。但是，许多对象，只要有read()方法，都被视为“file-like object“。许多函数接收的参数就是“file-like object“，你不一定要传入真正的文件对象，完全可以传入任何实现了read()方法的对象。
五、获取对象信息
当我们拿到一个对象的引用时，如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢？
1、使用type()
首先，我们来判断对象类型，使用type()函数：
基本类型都可以用type()判断：
>>> type(123)
<class 'int'>
>>> type('str')
<class 'str'>
>>> type(None)
<type(None) 'NoneType'>
如果一个变量指向函数或者类，也可以用type()判断：
>>> type(abs)
<class 'builtin_function_or_method'>
>>> type(a)
<class '__main__.Animal'>
但是type()函数返回的是什么类型呢？它返回对应的Class类型。如果我们要在if语句中判断，就需要比较两个变量的type类型是否相同：
>>> type(123)==type(456)
True
>>> type(123)==int
True
>>> type('abc')==type('123')
True
>>> type('abc')==str
True
>>> type('abc')==type(123)
False
判断基本数据类型可以直接写int，str等，但如果要判断一个对象是否是函数怎么办？可以使用types模块中定义的常量：
>>> import types
>>> def fn():
... pass
...
>>> type(fn)==types.FunctionType
True
>>> type(abs)==types.BuiltinFunctionType
True
>>> type(lambda x: x)==types.LambdaType
True
>>> type((x for x in range(10)))==types.GeneratorType
True
2、使用isinstance()
对于class的继承关系来说，使用type()就很不方便。我们要判断class的类型，可以使用isinstance()函数。
我们回顾上次的例子，如果继承关系是：
object -> Animal -> Dog -> Husky
那么，isinstance()就可以告诉我们，一个对象是否是某种类型。先创建3种类型的对象：
>>> a = Animal()
>>> d = Dog()
>>> h = Husky()
>>> isinstance(h, Husky)
True
>>> isinstance(h, Dog)
True
>>> isinstance(d, Dog) and isinstance(d, Animal)
True
>>> isinstance(d, Husky)
False
能用type()判断的基本类型也可以用isinstance()判断：
>>> isinstance('a', str)
True
>>> isinstance(123, int)
True
>>> isinstance(b'a', bytes)
True
并且还可以判断一个变量是否是某些类型中的一种，比如下面的代码就可以判断是否是list或者tuple：
>>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
True
>>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
True
总是优先使用isinstance()判断类型，可以将指定类型及其子类“一网打尽”。
3、使用dir()
如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()函数，它返回一个包含字符串的list，比如，获得一个str对象的所有属性和方法：
>>> dir('ABC')
['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']
类似__xxx__的属性和方法在Python中都是有特殊用途的，比如__len__方法返回长度。在Python中，如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len()函数内部，它自动去调用该对象的__len__()方法，所以，下面的代码是等价的：
>>> len('ABC')
3
>>> 'ABC'.__len__()
3
我们自己写的类，如果也想用len(myObj)的话，就自己写一个__len__()方法：
>>> class MyDog(object):
... def __len__(self):
... return 100
...
>>> dog = MyDog()
>>> len(dog)
100
仅仅把属性和方法列出来是不够的，配合getattr()、setattr()以及hasattr()，我们可以直接操作一个对象的状态：
>>> class MyObject(object):
... def __init__(self):
... self.x = 9
... def power(self):
... return self.x * self.x
...
>>> obj = MyObject()
>>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗？
True
>>> obj.x
9
>>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
False
>>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y'
>>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
True
>>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'
19
>>> obj.y # 获取属性'y'
19
如果试图获取不存在的属性，会抛出AttributeError的错误：
>>> getattr(obj, 'z') # 获取属性'z'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'
可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值：
>>> getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z'，如果不存在，返回默认值404
404
也可以获得对象的方法：
>>> hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗？
True
>>> getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn
>>> fn # fn指向obj.power
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn() # 调用fn()与调用obj.power()是一样的
81