Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言,正因为如此,在Python中创建1个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
如果以前没有接触过面向对象的编程语言,那可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征,在头脑里头形成1个基本的面向对象的概念,这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。
接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
面向对象技术简介
1:类(Class): 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。
2:方法:类中定义的函数。
3: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。
4: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。
5:方法重写:如果从父类继承的方法不能满足子类的需求,能对其进行改写,这个过程叫方法的覆盖(override),也称为方法的重写。
6:局部变量:定义在方法中的变量,只作用于当前实例的类。
7: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1个用 self 修饰的变量。
8:继承:即1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。例如,有这样1个设计:1个Dog类型的对象派生自Animal类,这是模拟"是1个(is-a)"关系(例图,Dog是1个Animal)。
9:实例化:创建1个类的实例,类的具体对象。
10: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。
和其它编程语言相比,Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。
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,方法中能调用基类中的同名方法。
对象能包含任意数量和类型的数据。
类定义
语法格式如下:
class ClassName: <statement-1> . . . <statement-N>
类实例化后,可以使用其属性,实际上,创建1个类之后,能通过类名访问其属性。
类对象
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。所以如果类定义是这样:
实例(Python 3.0+):
以上创建了1个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x,x 为空的对象。
执行以上程序输出结果为:
MyClass 类的属性 i 为: 12345 MyClass 类的方法 f 输出为: hello world
类有1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,像下面这样:
def __init__(self): self.data = []
类定义了 __init__() 方法,类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。如下实例化类 MyClass,对应的 __init__() 方法就会被调用:
x = MyClass()
当然, __init__() 方法可以有参数,参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上。例如:
实例(Python 3.0+):
self代表类的实例,而非类
类的方法与普通的函数只有1个特别的区别——它们必须有1个额外的第1个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。
class Test:
def prt(self):
print(self)
print(self.__class__)
t = Test()
t.prt()
以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x100771878> __main__.Test
从执行结果可以很明显的看出,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 runoob 也是可以正常执行的:
class Test:
def prt(runoob):
print(runoob)
print(runoob.__class__)
t = Test()
t.prt()
以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x100771878> __main__.Test
类的方法
在类的内部,使用 def 关键字来定义1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1个参数,self 代表的是类的实例。
实例(Python 3.0+):
执行以上程序输出结果为:
runoob 说: 我 10 岁。
继承
Python 同样支持类的继承,如果1种语言不支持继承,类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:
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1个作用域内。除了类,还可以用表达式,基类定义在另1个模块中时这1点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
实例(Python 3.0+):
执行以上程序输出结果为:
ken 说: 我 10 岁了,我在读 3 年级
多继承
Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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。
实例(Python 3.0+):
执行以上程序输出结果为:
我叫 Tim,我是一个演说家,我演讲的主题是 Python
方法重写
如果你的父类方法的功能不能满足你的需求,可以在子类重写你父类的方法,实例如下:
实例(Python 3.0+):
super()函数是用于调用父类(超类)的一个方法。
执行以上程序输出结果为:
调用子类方法 调用父类方法
类属性与方法
类的私有属性
__private_attrs:2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。
类的方法
在类的内部,使用 def 关键字来定义1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1个参数,self 代表的是类的实例。
self 的名字并不是规定死的,也能使用 this,但是最好还是按照约定使用 self。
类的私有方法
__private_method:2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。self.__private_methods。
实例
类的私有属性实例如下:
实例(Python 3.0+):
执行以上程序输出结果为:
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'
运算符重载
Python同样支持运算符重载,我们能对类的专有方法进行重载,实例如下:
实例(Python 3.0+)
以上代码执行结果如下所示:
Vector(7,8)