Python中的面向对象

最新推荐文章于 2024-10-07 21:17:34 发布

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分类专栏： Python学习笔记

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本文详细介绍了Python中的面向对象编程，包括类的定义、初始化、封装、继承、多态等核心概念，以及类属性、实例属性、实例方法、类方法、静态方法的区别与应用。

写在前面

Python中的面向对象和c++、java中的面向对象非常类似，也具有继承、封装、多态等特性。但是Python中的类有所不同，在Python中，类也是对象，是type类型的对象，也分配有一块内存，这点与c++、java不同。Python中的类也可以进行一系列访问操作，而不是像c++、java那样简单的抽象。

所以类中的变量和实例中的变量是不同的、各管各的。修改了类变量之后，已经创建了的实例中的变量不会被修改，但是会影响之后创建的实例。

类的定义

定义一个类的基本格式为：

class 类名([父类]):
    公共的属性
    
    对象的初始化方法
    def __init__(self,...):
    
    其他的方法
    def method_1(self,...)
    def method_2(self,...)

例如：

>>> class a:
...     def fun(self):
...             print("123")

Python的类中定义一个方法必须默认传递一个参数（当前对象self）

类的初始化

类创建一个对象的流程是：先创建一个变量、然后再内存中创建一个新对象、执行特殊方法、将对象的id赋给变量。特殊方法是以双下划线开头、双下划线结尾的函数例如：__init__()，特殊方法会在特殊时刻自动调用。__init__会在对象创建时给类初始化一些属性。例如：

>>> class a:
...     def __init__(self,name):
...             self.name=name
...
>>> b=a("小明")
>>> print(b.name)
小明

类的封装

封装就是把类的属性隐藏起来，只能通过一些方法来访问或者修改。首先将属性设为私有类型，然后为这个属性设置set和get方法，最后限制这些set和get方法的使用。

在Python中设置私有属性的方法大致有两种：一种是在变量名前加两个下划线_，没有特殊需要不要修改，实际可以修改。另一种用装饰器。这种方法与java中的类似，通过装饰器使get方法可以像属性一样被调用。例如：

>>> class person2:
...     def __init__(self,name):
...         self.__name=name
...     # get方法 #
...     @property
...     def name(self):
...         return self.__name
...     @name.setter
...     def name(self,name):
...         self.__name=name
...
>>> xiaoming=person2("小明")
>>> print(xiaoming.name)
小明
>>> xiaoming.name="明明"
>>> print(xiaoming.name)
明明

类的继承

Python中的继承与c++、java基本保持一致，一个类继承了父类之后，就获得了父类的所有属性和方法，也可以重写父类的方法。例如：

>>> class animal:
...     def __init__(self,name):
...         self.name=name
...     def run(self):
...         print("%s会跑"%self.name)
...     def sleep(self):
...         print("%s会睡觉"%self.name)
...
>>> class dog(animal):
...     def run(self):
...         print("狗会跑")
...         super(dog, self).run()
...     def bark(self):
...         print("汪汪汪")
...
>>> d=dog("狗")
>>> d.run()
狗会跑
狗会跑

其中super函数可以在子类中获取父类的属性和方法。也可以继承多个父类，若多个父类中都定义了相同名字的方法，则会按定义的顺序从弗雷中寻找，找到第一个执行。

类中的属性

类属性

如果直接在定义类时，在类中定义了一些变量，那么这些变量就是类属性，可以通过类和类的实例访问到，但是不能被实例修改，只能由类来修改。此时类和它的实例分别具有一块内存，互不干扰。例如：

>>> class a:
...     i=10
...
>>> b=a()
>>> b.i=100
>>> print(b.i,a.i)
100 10
>>> print(id(a),id(b))
37112168 37951824

实例属性

实例属性是由实例对象添加的属性，只能由实例来修改。例如：

>>> class a:
...     def __init__(self,name):
...             self.name=name
...
>>> b=a("1")
>>> print(b.name)
1
>>> print(a.name)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: type object 'a' has no attribute 'name'

上面我定义了一个a类，其中的__init__方法添加了name属性，这个属性只能被实例b调用，不能被类a调用。

类中的方法

实例方法

所有在类中定义的，并且以self为第一个形参的方法都是实例方法。实例方法可以被实例直接调用。但是如果类要调用实例方法的话，需要在参数里加上一个这个类的实例名。例如：

>>> class a:
...     def test(self):
...             print("实例方法")
...
>>> b=a()
>>> b.test()
实例方法
>>> a.test(b)
实例方法

在上面我定义了一个类a，里面的test就是实例方法。然后创建了一个对象b，b可以直接调用实例方法。但是类a想调用实例方法必须在参数列表里加上a类的一个对象b。

类方法

在函数之前加上@classmethod，并且第一个参数为cls的方法为类方法。类和实例都可以调用，调用方法没有区别。例如：

>>> class a:
...     @classmethod
...     def test_2(cls):
...             print("这是个类方法")
...
>>> b=a()
>>> b.test_2()
这是个类方法
>>> a.test_2()
这是个类方法

静态方法

Python中的静态方法和类方法很相似，如果不把cls当做第一个形参的话，这个方法就是静态方法。同时，与类方法类似，我们需要使用staticmethod函数将这个函数转换成真正的静态方法。

>>> class a:
...     @staticmethod
...     def test_3(a):
...             print("静态方法",a)
...
>>> b=a()
>>> a.test_3("1")
静态方法 1
>>> b.test_3("1")
静态方法 1

静态方法和类方法的作用也很相似。因为在类方法中的第一个参数是实例，因此，我们可以在函数中使用这个引用。也就是说，当我们需要使用类的引用的时候我们需要使用类方法。不需要使用类的引用的时候则可以使用静态方法。

我是Python的初学者，一些地方可能写的不够清晰，错误请指正。