Python面向对象详解

前言

下面从这几个方面来详细详解python面向对象：

初识对象
成员方法
类和对象
构造方法
其它内置方法
封装
继承
类型注解
多态
综合案例

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一、初识对象生活中数据的组织

学校开学，要求学生填写自己的基础信息，一人发一张白纸，让学生自己填。

改为登记表，打印出来让学生自行填写：

程序中数据的组织

在程序中简单使用变量来记录学生信息

使用对象组织数据

在程序中是可以做到和生活中那样，设计表格、生产表格、填写表格的组织形式的。

1. 在程序中设计表格，我们称之为：设计类（class）

2. 在程序中打印生产表格，我们称之为：创建对象
   

3. 在程序中填写表格，我们称之为：对象属性赋值

二、成员方法类的定义和使用

在上一节中，我们简单了解到可以使用类去封装属性，并基于类创建出一个个的对象来使用。现在我们来看看类的使用语法：

成员变量和成员方法

那么，什么是类的行为（方法）呢？

可以看出，类中：

不仅可以定义属性用来记录数据
也可以定义函数，用来记录行为
其中：

类中定义的属性（变量），我们称之为：成员变量
类中定义的行为（函数），我们称之为：成员方法
成员方法的定义语法
在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微区别：

可以看到，在方法定义的参数列表中，有一个：self关键字

self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。

它用来表示类对象自身的意思
当我们使用类对象调用方法的是，self会自动被python传入
在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用self

注意事项

self关键字，尽管在参数列表中，但是传参的时候可以忽略它。如：

可以看到，在传入参数的时候，self是透明的，可以不用理会它。

三、类和对象现实世界的事物和类

现实世界的事物也有属性和行为，类也有属性和行为。使用程序中的类，可以完美的描述现实世界的事物。

类和对象

基于类创建对象的语法:

类只是一种程序内的“设计图纸”，需要基于图纸生产实体（对象），才能正常工作这种套路，称之为：面向对象编程。

使用类和对象描述现实事物

在现实中，生产事物

在程序中通过类来描述

基于类创建对象

这就是面向对象编程：设计类，基于类创建对象，由对象做具体的工作。

四、构造方法属性（成员变量）的赋值

构造方法

Python类可以使用：init()方法，称之为构造方法。

可以实现：

在创建类对象（构造类）的时候，会自动执行。
在创建类对象（构造类）的时候，将传入参数自动传递给__init__方法使用。

构造方法注意事项

重要的事情说三遍，构造方法名称：init init init ， 千万不要忘记init前后都有2个下划线
构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供：self
在构造方法内定义成员变量，需要使用self关键字

这是因为：变量是定义在构造方法内部，如果要成为成员变量，需要用self来表示。

五、其它内置方法魔术方法

上文学习的__init__ 构造方法，是Python类内置的方法之一。

这些内置的类方法，各自有各自特殊的功能，这些内置方法我们称之为：魔术方法

str 字符串方法

当类对象需要被转换为字符串之时，会输出如上结果（内存地址）

内存地址没有多大作用，我们可以通过__str__方法，控制类转换为字符串的行为。

方法名：str
返回值：字符串
内容：自行定义
lt 小于符号比较方法

直接对2个对象进行比较是不可以的，但是在类中实现__lt__方法，即可同时完成：小于符号 和 大于符号 2种比较

le 小于等于比较符号方法

魔术方法：__le__可用于：<=、>=两种比较运算符上。

eq，比较运算符实现方法

不实现__eq__方法，对象之间可以比较，但是是比较内存地址，也即是：不同对象==比较一定是False结果。

实现了__eq__方法，就可以按照自己的想法来决定2个对象是否相等了。

六、封装面向对象的三大特性

面向对象编程，是许多编程语言都支持的一种编程思想。

简单理解是：基于模板（类）去创建实体（对象），使用对象完成功能开发。

面向对象包含3大主要特性：

封装
继承
多态
封装
封装表示的是，将现实世界事物的：

属性
行为
封装到类中，描述为：

成员变量
成员方法

从而完成程序对现实世界事物的描述。

对用户隐藏的属性和行为

现实世界中的事物，有属性和行为。

但是不代表这些属性和行为都是开放给用户使用的。

苹果越狱、安卓root，也是为了突破权限使用这些对用户隐藏的属性和行为。

私有成员

既然现实事物有不公开的属性和行为，那么作为现实事物在程序中映射的类，也应该支持。

类中提供了私有成员的形式来支持。

私有成员变量
私有成员方法
定义私有成员的方式非常简单，只需要：

私有成员变量：变量名以__开头（2个下划线）
私有成员方法：方法名以__开头（2个下划线）

即可完成私有成员的设置

使用私有成员

私有成员无法被类对象使用，但是可以被其它的成员使用。

七、继承继承的引出

如果你是设计师，你会如何选择？

每一代新款手机，都从零开始出设计图
基于老款的设计图，修修改改

单继承


继承分为：单继承和多继承

使用如图语法，可以完成类的单继承。

继承表示：将从父类那里继承（复制）来成员变量和成员方法（不含私有）

多继承

Python的类之间也支持多继承，即一个类，可以继承多个父类

多继承注意事项

多个父类中，如果有同名的成员，那么默认以继承顺序（从左到右）为优先级。即：先继承的保留，后继承的被覆盖。

八、类型注解复写

子类继承父类的成员属性和成员方法后，如果对其“不满意”，那么可以进行复写。

即：在子类中重新定义同名的属性或方法即可。

调用父类同名成员

一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员

如果需要使用被复写的父类的成员，需要特殊的调用方式:

8.1 变量的类型注解

为什么需要类型注解

在PyCharm中编写代码，我们经常能够见到如下提示：

自动提示可用方法，因为PyCharm确定这个对象，是list类型。

同样，我们换一份代码：

定义一个函数func，接收一个参数data

你会发现，PyCharm不会在做出任何提示了

又或者当我们调用方法，进行传参的时候（快捷键ctrl + p弹出提示）：

类型注解

Python在3.5版本的时候引入了类型注解，以方便静态类型检查工具，IDE等第三方工具。

类型注解：在代码中涉及数据交互的地方，提供数据类型的注解（显式的说明）。

主要功能：

帮助第三方IDE工具（如PyCharm）对代码进行类型推断，协助做代码提示
帮助开发者自身对变量进行类型注释
支持：

变量的类型注解
函数（方法）形参列表和返回值的类型注解
类型注解的语法

为变量设置类型注解

基础语法： 变量: 类型

除了使用 变量: 类型， 这种语法做注解外，也可以在注释中进行类型注解。

语法：

type: 类型

为变量设置注解，显示的变量定义，一般无需注解：

如图，就算不写注解，也明确的知晓变量的类型

类型注解的限制

类型注解主要功能在于：

帮助第三方IDE工具（如PyCharm）对代码进行类型推断，协助做代码提示
帮助开发者自身对变量进行类型注释（备注）
并不会真正的对类型做验证和判断。

也就是，类型注解仅仅是提示性的，不是决定性的

如图代码，是不会报错的哦。

8.2 函数（方法）的类型注解

函数（方法）的类型注解 - 形参注解

如图所示：

在编写函数（方法），使用形参data的时候，工具没有任何提示
在调用函数（方法），传入参数的时候，工具无法提示参数类型
这些都是因为，我们在定义函数（方法）的时候，没有给形参进行注解

函数和方法的形参类型注解语法：

函数（方法）的类型注解 - 返回值注解

同时，函数（方法）的返回值也是可以添加类型注解的。

语法如下：

8.3 Union类型

使用Union[类型, …, 类型]

可以定义联合类型注解

Union联合类型注解，在变量注解、函数（方法）形参和返回值注解中，均可使用。

九、多态

多态，指的是：多种状态，即完成某个行为时，使用不同的对象会得到不同的状态。如何理解？

同样的行为（函数），传入不同的对象，得到不同的状态。

多态常作用在继承关系上.

比如

函数(方法)形参声明接收父类对象
实际传入父类的子类对象进行工作
即:

以父类做定义声明
以子类做实际工作
用以获得同一行为, 不同状态
抽象类（接口）

细心的同学可能发现了，父类Animal的speak方法，是空实现

为什么要使用抽象类呢？

提出标准后，不同的厂家各自实现标准的要求。

抽象类就好比定义一个标准，

包含了一些抽象的方法，要求子类必须实现。

十、综合案例数据分析案例

某公司，有2份数据文件，现需要对其进行分析处理，计算每日的销售额并以柱状图表的形式进行展示。

数据内容

1月份数据是普通文本，使用逗号分割数据记录，从前到后分别是（日期，订单id，销售额，销售省份）
2月份数据是JSON数据，同样包含（日期，订单id，销售额，销售省份）
需求分析

作为面向对象的程序员，我们全程将使用面向对象的思想来进行任务的开发。