本文详细介绍了面向对象编程基础，包括类、对象、属性和函数，以及继承、抽象函数和抽象类的概念。通过实例演示，学习者将掌握Python中创建类、对象操作及面向对象设计的关键要素。
这是本文的目录
前言
面向对象编程是在面向过程编程的基础上发展来的，它比面向过程编程具有更强的灵活性和扩展性。面向对象编程是程序员发展的分水岭，很多初学者会因无法理解面向对象而放弃学习编程。
面向对象编程（Object-oriented Programming，简称 OOP），是一种封装代码的方法。
面向对象的基础
为了方便理解其中的抽象概念，我们要学会先打比方，习惯对身边的事物进行分类：
比如说猫和狗都是动物，
直线和圆都是平面几何的图形，
哈利波特和冰与火之歌都是小说。
同一类事物便会有相似的特性：
也就是说动物会动，
平面图形有面积和周长，
小说也都有相应的作者和大致情节等各种元素。
我们先来看一段最基本的Python面向对象的应用代码：
class Document（):
def __init__(self,title,author,context):
print('init function called')
self.title title
self.author author
self.__context=context#_开头的属性是私有属性
def get_context_length(self):
return len(self.__context)
def intercept_context(self,Length):
self.__context self.__context[:Length]
harry_potter_book Document('Harry Potter','J.K.Rowling','..Forever Do I
print(harry_potter_book.title)
print(harry_potter_book.author)
print(harry_potter_book.get_context_length)
harry_potter_book.intercept_context(10)
print(harry_potter_book.get_context_length())
print(harry_potter_book.__context)
##########输出##########
init function called
Harry Potter
J.K.Rowling
77
10
---------------------------------------------------------------------------------------------
AttributeError Traceback（most recent call last）
<ipython-input-5-b4d048d75003>in <module>)
---22 print(harry_potter_book.get-context-length（）)
---24 print(harry_potter_book.context)
AttributeError:'Document' object has no attribute 'context'
根据这段代码，简单了解几个概念：
1、类： 一群有着相似性的事物的集合，这里对应python的 class
2、对象： 集合中的一个事物，这里对应由class生成的某一个object，比如代码中的Harry potter book。
3、属性：对象的某个静态特征，比如上述代码中的title 、author和contact。
4、函数： 对象的某个动态能力，比如上述代码中的intercept context函数。
这样对面向对象编程了解不完全，但是可以迅速有一个直观的了解。
更为严谨的定义：
1、类：一群有着相同属性和函数的对象的集合
class Document（):
def __init__(self,title,author,context):
print('init function called')
self.title title
self.author author
self.__context=context#_开头的属性是私有属性
def get_context_length(self):
return len(self.__context)
def intercept_context(self,Length):
self.__context self.__context[:Length]
harry_potter_book Document('Harry Potter','J.K.Rowling','..Forever Do I
print(harry_potter_book.title)
print(harry_potter_book.author)
print(harry_potter_book.get_context_length)
harry_potter_book.intercept_context(10)
print(harry_potter_book.get_context_length())
print(harry_potter_book.__context)
##########输出##########
init function called
Harry Potter
J.K.Rowling
77
10
---------------------------------------------------------------------------------------------
AttributeError Traceback（most recent call last）
<ipython-input-5-b4d048d75003>in <module>)
---22 print(harry_potter_book.get-context-length（）)
---24 print(harry_potter_book.context)
可以看到class document定义了document类，再往下能看到它有三个函数，这三个函数即为document类的三个函数。
其中init表示构造函数，即一个对象生成时会被自动调用的函数。我们能看到Harry Potter book等于document（…）这一行代码被执行的时候，init function called字符串会被打印出来。而get context length（）和intercept context则为类的普通函数，我们调用它们来对对象的属性做一些事情。
class document还有三个属性，Title author和context，分别表示标题、作者和内容，通过构造函数传入这里。代码很直观，我们可以看到intercept context能修改对象Harry potter book的context属性。
唯一需要强调的一点是，如果一个属性以—___(注意此处有两个)开头，我们就默认这个属性是私有属性。
私有属性是指不希望在类的函数之外的地方被访问和修改的属性。所以你可以看到title和author能够很自由的被打印出来，但是打印print（Harry potter book context）就会报错。
掌握了最基础的概念，随着复杂度继续提升，我们可能又会想到这些问题：
1、如何在一个类中定义一些常量，每个对象都可以方便访问这些常量而不用重新构造。
2、如果一个函数不涉及到访问、修改这个类的属性而放到类外面有点不恰当，怎么做才能更优雅呢？
3、既然类是一群相似的对象的集合，那么可不可以是一群相似的类的集合呢？
前两个问题它的解决方法会涉及到一些常用的代码规范，示例：
第一个问题， 在Python的类里，我们需要和函数并列的声明并赋值就可以实现这一点。例如这段代码中的welcome str，一种很常规的做法是用全大写来表示常量，因此我们可以在类中使用self.welcome str，或者在内外用empty.welcome str 达这个字符串。
第二个问题， 我们提出了类函数、成员函数和静态函数三个概念。我们要知道前两者产生的影响是动态的，能够访问或者修改对象的属性，而静态函数则与类没有什么关联，最明显的特征便是静态函数的第一个参数没有任何特殊性。
具体看看这几种函数，静态函数可以用来做一些简单独立的任务，既方便测试，也能优化代码结构。静态函数还可以通过在函数前一行加上@ staticmethod来表示，代码中有相关示例，这是使用了装饰器的概念，
类函数的第一个参数一般为CLS，表示必须传一个类进来。类函数最常用的功能是实现不同的init构造函数。
比如上文代码中，我们使用create emptyb book类函数来创造新的书籍对象，其context一定为nothing，这样的代码就比直接构造要清晰一些。类似的类函数需要装饰器ADD class method来声明。
成员函数是我们最正常的类的函数，不需要任何装置器声明。第一个参数self代表当前对象的引用，我们可以通过这个函数来实现想要的查询、修改类的属性等功能。
继承
第三个问题，类是一群相似的对象的集合，那么也可以是一群相似的类的集合，只要抽象的好，类可以描述成任何事物的集合。但是要小心严谨的去定义它，不然很容易引起第三次数学危机。
类的继承指的是一个类既拥有另一个类的特征，也拥有不同于另一个类的独特特征。这里的第一个类叫做子类，另一个叫做父类。特征其实就是类的属性和函数。
结合代码来看：
在这段代码中，Document和video它们有相似的地方，都有相应的标题、作者和内容等属性。我们可以从中抽出一个叫做entity的类来作为它俩的父类。
但是 要注意构造函数，每个类都有构造函数,继承类在生成对象的时候是不会自动调用父类的构造函数的，因此必须在init（）函数中显示调用父类的构造函数。它们的执行顺序是，先是子类的构造函数，然后是父类的构造函数。
然后还要注意父类get context length（）函数，如果使用entity直接生成对象，调用get context length（）函数，就会raise error中断程序的执行，这也是一种很好的写法，叫做函数重载，可以使此类必须重新写一遍get context length（）函数来覆盖掉原有函数。
最后还要注意到print title函数，那这个函数定义在父类中，但是子类的对象可以毫无阻力的使用它来打印title，这也就体现了继承的优势，减少重复的代码，降低系统的熵值。
抽象函数和抽象类
先来代码示例：
from abc import ABCMeta,abstraetmethod
class Entity（metaclass=ABCMeta）
@abstractmethod
def get_title（selt）
pass
@abstractmethod
def set_title（selt，title）
pass
class Document(Entity):
def get_title(self):
return self.title
def set_title(self,title):
self.title title
document Document)
document.set_title('Harry Potter')
print(document.get_title())
entity Entity()
##########输出##########
Harry Potter
-----------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-266b2aa47bad>in <module>()
21 print(document.get_titleO)
22
---23 entity Entity()
24 entity.set_title('Test')
TypeError:Can't instantiate abstract class Entity with abstract methods get_t
代码中可以看出，entity本身没有什么用的，只需要拿来定义document和video的一些基本元素就够了。但是如果不小心生成entity的对象，我们先了解一下抽象类：
抽象类是一种特殊的类，它生下来就是作为父类存在的，一旦对象化就会报错。同样，抽象函数定义在抽象类之中，子类必须重写该函数才能使用，相应的抽象函数则是使用装饰器@abstract method来表示。
我们看到代码中entity=entity（）直接报错，只有通过document继承entity才能正常使用。
这其实是一个很重要的概念，定义接口。抽象类就是这么一种存在，它是一种自上而下的设计风范，需要用少量的代码描述清楚要做的事情，定义好接口，然后就可以交给不同开发人员去开发和对接。
总结
面向对象编程是软件工程中重要的思想，是一种综合能力的体现，是将大型工程结耦化、模块化的重要方法。在实践中要多想，尤其是抽象的想，才能更快掌握这个技巧。
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