python数据类型-7-自定义类型-class-面向对象编程
一.说明
在python数据类型系列文章中已经介绍了 基础数据类型，容器类型 列表，元组，字典，集合等，今天我们一起来对自定义类型class类进行梳理，介绍class 其实就是要介绍python面向对象编程（OOP）
二.什么是面向对象
面向对象是一种思维方式，它认为万事万物皆对象，程序是由多个对象协作共同完成功能的，所以以后我们要从面向 过程转向面向对象。以面向对象的方式考虑程序的构建。面向对象的核心是：类和对象
类：类是抽象的，我们可以理解为 抽象的生产汽车工厂，比如汽车类 需要传入品牌 颜色 等 ；
对象：对象是类的实例，比如给汽车类传入初始化参数 比如 品牌 ：宝马 ，颜色：金色，就给我们返回一个类的实例 金色的宝马
二.class（类）
1.定义
1.在 Python 中，类通过
class关键字定义；2.类的构成包含类的名称 类的属性 类的方法；
3.类名一般使用大驼峰命名 MyCar
4.类体必须进行缩进
5.在Python3中类默认继承object，所以class MyCar(object)： 可以简写为class MyCar：
2.特性
1.封装：将数据（属性）和行为（方法）结合在一起，提供对外部的接口；
2.继承：允许一个类继承另一个类的属性和方法，增强代码重用性；
3.多态：允许不同类的实例以相同的方式调用方法，简化代码结构；
4.更好的组织性：通过将相关的属性和方法组织在类中，代码结构更加清晰；
5.提高可维护性：修改一个类的实现通常不会影响到使用该类的代码，降低了对其他部分代码的影响；
6.适应变化：可以轻松添加新功能，例如通过继承和多态，不需要改变现有代码的情况下扩展系统；
3.创建类
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创建对象的格式为:对象名 = 类名()
class MyCar: ''' 这是python中一个类的定义 ''' __slots__ = ('name','color') def __init__(self,name,color): self.name = name self.color = color def run(self): print(f'{self.name}:在跑') _bm = MyCar('宝马','金色') _bm.run() -
构造方法
__init__构造方法用于初始化对象的属性，它在创建对象时自动调用。
当然也可以不定义，系统会生成一个无参构造方法
class 类名: def __init__(self): pass那么我们对构造方法需要通过以下维度来学习。
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语法：def init(self):
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目的：构造方法用于初始化对象，可以在构造方法中添加成员属性
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调用：构造函数由系统在实例化对象时自动调用，不要自己调用
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参数：第一个参数必须是self，其它参数根据需要自己定义
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返回值：不返回值，或者说返回None，不应该返回任何其他值
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是否需要自己定义构造方法：没有定义构造方法，系统会生成一个无参构造方法
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一个类只能有一个构造方法：如果定义多个，后面的会覆盖前面的
def __init__(self,name,color): self.name = name self.color = color -
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析构方法
析构方法在 Python 中是用来清理对象的。当一个对象不再被使用并且被垃圾回收时，析构方法 __del__ 会被调用。
语法：def del(self):
调用：对象销毁时由系统自动调用
参数：除了self外，没有其他参数
返回值：不返回值，或者说返回None
class FileHandler:
def __init__(self, filename):
self.filename = filename
self.file = open(self.filename, 'w') # 打开文件进行写入
print(f"File {self.filename} opened.")
def write(self, content):
self.file.write(content) # 向文件写入内容
def __del__(self):
if self.file:
self.file.close() # 关闭文件
print(f"File {self.filename} closed.")
# 使用示例
handler = FileHandler("example.txt")
handler.write("Hello, world!")
# 当 handler 变量超出作用域或被删除时，__del__ 方法会被调用
del handler # 手动删除对象，触发析构方法
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实例方法 def run(self):
实例方法是与对象相关的方法，第一个参数通常是
selfclass Dog: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def bark(self): # 实例方法 return f"{self.name} says Woof!" # 创建一个 Dog 实例 my_dog = Dog("Buddy", 3) # 调用实例方法 print(my_dog.bark()) # 输出：Buddy says Woof! -
声明实例所需要的属性
当一个类需要创建大量实例时，可以通过 slots 声明实例所需要的属性，如果超过了此属性范围进行对象属性 赋值，就会限制，起到保护数据作用。
当不用__slots__声明 可对实例动态添加属性
那么问题来了为什么要用？ slots = (‘name’,‘color’) 来限制属性，我们在接触其他语言时也会发现类的属性时被强制限定的，那么为什么要这么做？除了保证实例结构安全还有哪些优点呢？
这样做带来以下优点：
- 更快的属性访问速度
- 通过取消 dict 的使用减少内存消耗
- 保护数据安全性
# __slots__ = ('name','color') class MyCar: def __init__(self,name,color): self.name = name self.color = color def run(self): print(f'{self.name}:在跑') _bm = MyCar('宝马','金色') _bm.max_speed=400 _bm.run() # 宝马:在跑 print(_bm.max_speed) # 400 ########################## class MyCar: ''' 这是python中一个类的定义 ''' __slots__ = ('name','color') def __init__(self,name,color): self.name = name self.color = color def run(self): print(f'{self.name}:在跑') _bm = MyCar('宝马','金色') _bm.max_speed=400 #报错 AttributeError: 'MyCar' object has no attribute 'max_speed' -
私有属性（Private Attributes）
私有属性是类内部的属性，通常以双下划线 (
__) 开头，以指示该属性不应从类的外部访问。这是 Python 中一种约定，用于实现封装和数据保护。class Example: def __init__(self, value): self.name = value # 私有属性 def get_private_attribute(self): return self.__private_attribute # 通过方法访问私有属性 def set_private_attribute(self,value): self.__private_attribute = value obj = Example(10) obj.set_private_attribute(600) print(obj.get_private_attribute()) # 输出：10 print(obj.__private_attribute) # 报错: AttributeError: 'Example' object has no attribute '__private_attribute' -
专有属性（Protected Attributes）
专有属性是用单下划线 (
_) 开头的属性，通常表示这些属性是受保护的，应该在类及其子类中访问，而不是在外部直接访问。这是 Python 的一种约定，而不是严格的访问控制,但仍然可以访问。class Example: def __init__(self, value): self._protected_attribute = value # 专有属性 def get_protected_attribute(self): return self._protected_attribute # 通过方法访问专有属性 class SubClass(Example): def display(self): print(self._protected_attribute) # 子类可以访问专有属性 obj = SubClass(20) obj.display() # 输出：20 print(obj.get_protected_attribute()) # 输出：20总结：
1.私有属性（以
__开头）是用于封装和保护数据的，不能从类外部直接访问。2.专有属性（以
_开头）是受保护的，应该在类及其子类中使用，外部代码不应直接访问，但仍然可以访问。 -
类方法
@classmethod类方法是与类本身相关的方法，而不是与特定实例相关。它使用
@classmethod装饰器。注意：第一个参数通常是
cls，表示类本身。1.类方法的第一个参数是类对象cls，那么通过cls引用的 必定是类对象的属性和方法；
2.实例方法的第一个参数是实例对象self，那么通过self引用的可能是类属性、也有可 能是实例属性;
3.存在相同名称的类属性和实例属性的情况下，实例属性优先级更高。
class Dog: species = "Canine" # 类属性 def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age @classmethod def get_species(cls): # 类方法 return cls.species # 调用类方法 print(Dog.get_species()) # 输出：Canine -
静态方法
静态方法是与类本身相关的方法，而不是与类的实例相关。静态方法不需要访问或修改类的属性，因此不需要
self参数。静态方法使用@staticmethod装饰器定义。class Math: @staticmethod def add(a, b): # 静态方法 return a + b # 调用静态方法 result = Math.add(5, 10) print(result) # 输出：15 -
一个完整的实例 实现 类的封装 多态 继承
封装确保了对象的内部状态被保护，用户只能通过方法来与之交互。
继承允许子类重用父类的代码，并且强制子类实现某些方法。
多态使得可以通过统一的接口来处理不同类型的对象，增强了代码的灵活性和可扩展性。
多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而Python崇尚“鸭子类型”。 所谓多态：定义时的类型和运行时的类型不一样，此时就成为多态 Python “鸭子类型”
class Animal: def __init__(self, name): self.name = name # 封装了动物的名字 def speak(self): raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method") ''' Dog 和 Cat 类都继承自 Animal 类。它们都拥有 Animal 的属性 name，并且可以使用 Animal 的构造函数来初始化这些属性。 ''' class Dog(Animal): def speak(self): #重写父类方法 return "Woof!" # 具体实现 ''' Dog 和 Cat 类实现了 speak 方法，这是 Animal 类中的一个抽象方法（通过抛出 NotImplementedError 实现）。这意味着任何继承自 Animal 的类都必须实现 speak 方法。 ''' class Cat(Animal): def speak(self): #重写父类方法 return "Meow!" # 具体实现 ''' 多态是指不同类的对象可以使用相同的接口调用各自的方法，而具体的实现可以不同。在这段代码中，多态的体现主要在 animal_sound 函数中 ''' def animal_sound(animal): print(f"{animal.name} says: {animal.speak()}") # 使用示例 dog = Dog("Buddy") cat = Cat("Whiskers") ''' 在这两个调用中，dog 和 cat 是 Dog 和 Cat 的实例。尽管它们调用的是同一个 animal_sound 函数，但它们各自的 speak 方法提供了不同的实现，展现了多态的特性。 ''' animal_sound(dog) # 输出：Buddy says: Woof! animal_sound(cat) # 输出：Whiskers says: Meow! -
将类中的方法转换为属性
@property装饰器为什么是将方法转换为属性？既然是方法，那么转换为属性时，可以添加一些逻辑，作用如下
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简化接口：使用
@property可以让方法以属性的方式访问，使得调用更直观。 -
封装逻辑：可以在获取或设置属性时添加自定义逻辑，而不需要改变外部接口。
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只读属性：可以通过定义一个只带
@property的方法来实现只读属性，防止外部代码直接修改属性值。
使用场景：
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计算属性：有时某个属性的值是基于其他属性计算得出的，使用
@property可以在访问该属性时动态计算其值。 -
数据验证：在设置属性值时，可以进行验证，确保赋值符合特定规则。
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只读属性：当需要对属性提供只读访问时，可以使用
@property而不定义 setter 方法。
class Circle: def __init__(self, radius): self._radius = radius # 使用下划线表示内部属性 @property def radius(self): return self._radius # 只读属性 @radius.setter def radius(self, value): if value < 0: raise ValueError("Radius cannot be negative") self._radius = value # 设置值时进行验证 @property def area(self): return 3.14 * (self._radius ** 2) # 动态计算面积 # 使用示例 circle = Circle(5) print(circle.radius) # 输出：5 print(circle.area) # 输出：78.5 circle.radius = 10 # 修改半径 print(circle.area) # 输出：314.0 # circle.radius = -5 # 会抛出 ValueError: Radius cannot be negative -
三.总结
Python中数据类型 自定义类型class 在开发中有大量的应用，不管怎样都得掌握他，虽然class中的概念很多，但是我们初学习的时候有个印象就行了，后面实际开发多用，就掌握了；
这里要提一下学习方法：
第一要系统学习，系统学习不是要都掌握 是要有印象；
第二不要急于学习新知识，而是你已经掌握多少知识，有一句谚语！江里的大鲫鱼永远比不上手里的小泥鳅！
第三复习很重要，我在开始学习编程的时候就是拿本子记，不是应为我不会啥云文档 博客 markdown文档语法，而是因为我需要复习，而拿笔记本复习更实在更具体！！永远提醒我 要开始复习了！！云文档能提示我个啥！！
关于class我就写到这，有不足地方，欢迎大家补充，我来更新！
创作不易，喜欢的话点点关注 点点赞，再次_感谢！
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