【语法10】Python面向对象

最新推荐文章于 2025-07-05 11:01:06 发布
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分类专栏： Python语法 文章标签： Python
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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中创建一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。

如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一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

'''
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。
方法：类中定义的函数。

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。
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。

方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。

继承：即一个派生类（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，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。

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，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以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，创建一个类之后，可以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
'''

class MyClass:
    i = 123456
    def f(self,k):
        print('oop:',k)
        
x = MyClass()

print(x.i)
x.f(4)

#以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

123456
oop: 4

'''
类有一个名为 __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。
'''

class Student:
    def __init__(self,name,sex,grade):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.grade = grade
        
s = Student('Xuhuan','M',3)
print(s.name)
print(s.sex)
print(s.grade)

Xuhuan
M
3

#self代表类的实例，而非类

#类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。
class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
        
t = Test()
t.prt()
#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。

<__main__.Test object at 0x0000027A7D543F60>
<class '__main__.Test'>

#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()

<__main__.Test object at 0x0000027A7D543208>
<class '__main__.Test'>

类的方法

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

class Student:
    name = ''
    sex = ''
    age = 0
    
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age )
        
s = Student('Xuhuan','M',22)
s.speak()

My name is Xuhuan , and my sex is M , i am 22

继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。

'''
派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>
需要注意圆括号中基类的顺序，若是基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，从左到右查找基类中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
'''

class Student:
    name = ''
    sex = ''
    age = 0
    
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age )
        
class Special_student(Student):
    major = ''
    
    def __init__(self,name,sex,age,major):
        Student.__init__(self,name,sex,age)
        self.major = major
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age,', my major is',self.major )
        
s = Special_student('Xuhuan','M',22,'Computer Science')
s.speak()

My name is Xuhuan , and my sex is M , i am 22 , my major is Computer Science

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。
'''

class Student:
    name = ''
    sex = ''
    age = 0
    
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age )
        
class special_student(Student):
    major = ''
    
    def __init__(self,name,sex,age,major):
        Student.__init__(self,name,sex,age)
        self.major = major
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age,', my major is',self.major )
        
class top_student():
    score = 0
    level = 'F'
    name = ''
    
    def __init__(self,name,score,level):
        self.score = score
        self.level = level
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', my score is', self.score, ', my level is', self.level)
        
class top_special_student(special_student,top_student):
    
    def __init__(self,name,sex,age,major,score,level):
        special_student.__init__(self,name,sex,age,major)
        top_student.__init__(self,name,score,level)
        
tss = top_special_student('Xuhuan','M',22,'CS',98,'A')
tss.speak()

#方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

My name is Xuhuan , and my sex is M , i am 22 , my major is CS

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法

class Student:
    name = ''
    sex = ''
    age = 0
    
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age )
        
class Special_student(Student):
    major = ''
    
    def __init__(self,name,sex,age,major):
        Student.__init__(self,name,sex,age)
        self.major = major
        
    def speak(self):
        print('My name is', self.name, ', and my sex is',self.sex, ', i am', self.age,', my major is',self.major )
        
s = Special_student('Xuhuan','M',22,'Computer Science')
s.speak()
super(Special_student,s).speak()

My name is Xuhuan , and my sex is M , i am 22 , my major is Computer Science
My name is Xuhuan , and my sex is M , i am 22

类属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地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

在类地内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定是用 self。

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类地外部调用。self.__private_methods。

class Student:
    __name = ''
    age = 0
    __Uni = ''
    
    def __init__(self,__name,age,__Uni):
        self.__name = __name
        self.age = age
        self.__Uni = __Uni
        
    def speak(self):
        print(self.__name,self.age,self.__Uni)
        
s = Student('Xuhuan','M','ECUST')
s.speak()
print(s.age)
print(s.__name)#报错，实例不能访问私有变量

Xuhuan M ECUST
M



---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-46-8004f2a7ccff> in <module>()
     15 s.speak()
     16 print(s.age)
---> 17 print(s.__name)


AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'

#类的私有方法

class Student:
    def __init__(self,name,__age):
        self.name = name
        self.__age = __age
        
    def speak(self):
        print(self.name,self.__age)
        
    def fol(self):
        print('公有方法')
        
    def __fol(self):
        print('私有方法')
        
s = Student('Xuhuan',22)
s.fol()
s.speak()
s.__fol()#报错

公有方法
Xuhuan 22



---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-54-2fb67152938b> in <module>()
     18 s.fol()
     19 s.speak()
---> 20 s.__fol()


AttributeError: 'Student' object has no attribute '__fol'

#类的专有方法
'''
__init__ : 构造函数，在生成对象时调用
__del__ : 析构函数，释放对象时使用
__repr__ : 打印，转换
__setitem__ : 按照索引赋值
__getitem__: 按照索引获取值
__len__: 获得长度
__cmp__: 比较运算
__call__: 函数调用
__add__: 加运算
__sub__: 减运算
__mul__: 乘运算
__div__: 除运算
__mod__: 求余运算
__pow__: 乘方
'''


# 运算符重载

class Ventor:
    def __init__(self,a,b):
        self.a = a
        self.b = b
        
    def __str__(self):
        return('Ventor(%d,%d)'%(self.a,self.b))
        
    def __add__(self,other):
        return('Ventor(%d,%d)'%(self.a + other.b,self.b + other.a))
        
v1 = Ventor(1,2)
v2 = Ventor(2,3)
print(v1)
print(v1 + v2)

Ventor(1,2)
Ventor(4,4)
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