编程界有两种编程思维,一种是面向过程,一种是面向对象,首先我们来了解一下这两种编程思维的特点和差别:
总结一下来说,对于简单的事物我们需要面向过程的思维,对于复杂事物我们需要面向对象的思维方式,两种编程思维可以说是相辅相成的。
而对于python的思维来说,万物皆是对象,这篇文章总结了一下关于类和对象的知识点。
一、什么是类和对象
类:类是多个类似事物组成的群体的统称。能够帮助我们快速理解和判断事物的性质。
不同的数据类型属于不同的类。我们可以使用内置函数type查看数据类型。
我们会发现所有的整数都属于类int。
对象:100、99、520都是int类之下包含的相似的不同个例,这个个例专业数语称为实例或对象
二、类的创建:
创建一个类由以下几个部分组成:
类属性
实例方法
静态方法
类方法
如果我们创建一个student的类:
首先是创建一个类的模版:
类属性:类中方法外的变量称为类属性,被该类的所有对象所共享
类方法:使用@classmethod修饰的方法,使用类名直接访问的方法
静态方法:使用@staticmethod修饰的主法,使用类名直接访问的方法
class Student: #Student为类的名称(类名)由一个或多个单词组成,每个单词的首字母大写,其余小写
native_pace='吉林' #直接写在类里的变量,称为类属性
def __init__(self,name,age):
self.name=name #self.name 称为实体属性 ,进行了 一个赋值的操作,将局部变量的name的值赋给实体属性
self.age=age
#实例方法
def eat(self):
print('学生在吃饭...')
#静态方法
@staticmethod
def method():
print('我使用了statticmethod进行修饰,所以我是静态方法')
#类方法
@classmethod
def cm(cls):
print('我是类方法,因为我使用了classmethod进行修饰')
#在类之外定义的称为函数,在类之内定义的称为方法
def drink():
print('喝水')
在创建完类的模版之后我们可以进行接下来的一系列操作,去创建一个个的对象来进行操作:
#创建Student类的对象
stu1=Student('张三',20)
print(id(stu1))
print(type(stu1))
print(stu1)
print('---------------------')
print(id(Student)) #Student是类的名称
print(type(Student))
print(Student)
- 静态方法和类方法的区别:
类方法就是Python类的方法,是这个类可以调用的方法,那么参数需要把这个类本身传进去(必须传的,一般写为cls),不需要实例化就可以使用。
静态方法是类中的一个独立的普通函数或者说方法,那么参数和普通函数的传参一样,想怎么传就怎么传,类或者实例化的对象都可以直接使用它,也就是说这个静态方法不需要实例化就可以调用。
就是可以说静态方法中的函数定义放在类函数外也一样可以定义,放在类中只是为了逻辑上更加容易理解。
stu2=Student('李四',30)
print(stu1.native_pace)
print(stu2.native_pace)
Student.native_pace='天津'
print(stu1.native_pace)
print(stu2.native_pace)
print('---------类方法的使用方式------------------')
Student.cm()
print('---------静态方法的使用方式------------------')
Student.method()
面向对象的三大特征
封装:提高程序的安全性
将数据(属性)和行为(方法)包装到类对象中。在方法内部对属性进行操作,在类对象的外部调用方法。这样,无需关心方法内部的具体实现细节,从而隔离了复杂度。
在Python中没有专门的修饰符用于属性的私有,如果该属性不希望在类对象外部被访问,前边使用两个“_” 。
继承:提高代码的复用性
多态:提高程序的可扩展性和可维护性
三、封装的实现:
封装:提高程序的安全性
将数据(属性)和行为(方法)包装到类对象中。在方法内部对属性进行操作,在类对象的外部调用方法。这样,无需关心方法内部的具体实现细节,从而隔离了复杂度。
在Python中没有专门的修饰符用于属性的私有,如果该属性不希望在类对象外部被访问,前边使用两个“_” 。
在封装之后这个方法就无法再直接在外部调用,但是我们可以选择在函数内部另置函数进行显示查看。
class Student:
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age #年龄不希望在类的外部被使用,所以加了两个_
def show(self):
print(self.name,self.__age)
stu=Student('张三',20)
stu.show()
#在类的外使用使用name与age
print(stu.name)
#print(stu.__age)
#print(dir(stu))
print(stu._Student__age) #在类的外部可以通过 _Student__age 进行访问
四、函数的继承:
Python支持多继承
定义子类时,必须在其构造函数中调用父类的构造函数,然后子类会继承父类的所有属性。
class Person(object): #Person继承object类
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
def info(self):
print(self.name,self.age)
class Student(Person):
def __init__(self,name,age,stu_no):
super().__init__(name,age)
self.stu_no=stu_no
class Teacher(Person):
def __init__(self,name,age,teachofyear):
super().__init__(name,age)
self.teachofyear=teachofyear
stu=Student('张三',20,'1001')
teacher=Teacher('李四',34,10)
stu.info()
teacher.info()
object类是所有类的父类,因此所
有类都有object类的属性和方法。
内置函数dir()可以查看指定对象所有
属性
Object有一个__str__()方法,用于返
回一个对于“对象的描述”,对应于内
置函数str()经常用于print()方法,帮
我们查看对象的信息,所以我们经常
会对__str__()进行重写
五、方法重写:
如果子类对继承自父类的某个属性或方法不满意,可以在子类中对其(方法体)进行重新编写子类重写后的方法中可以通过super().xxx() 调用父类中被重写的方法
class Person(object): #Person继承object类
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
def info(self):
print(self.name,self.age)
class Student(Person):
def __init__(self,name,age,stu_no):
super().__init__(name,age)
self.stu_no=stu_no
def info(self):
super().info()
print(self.stu_no)
class Teacher(Person):
def __init__(self,name,age,teachofyear):
super().__init__(name,age)
self.teachofyear=teachofyear
def info(self):
super().info()
print('教龄',self.teachofyear)
stu=Student('张三',20,'1001')
teacher=Teacher('李四',34,10)
stu.info()
print('----------------------')
teacher.info()
六、多重继承:
一个子类可以有多个“直接父类”,这样,就具备了“多个父类”的特点
通过类的特殊属性__mro__ 可以查看类的组织结构
class A:
pass
class B:
pass
class C(A,B):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
class D(A):
pass
#创建C类的对象
x=C('Jack',20) #x是C类型的一个实例对象
print(x.__dict__) #实例对象的属性字典
print(C.__dict__)
print('--------------------')
print(x.__class__) #<class '__main__.C'> 输出了对象所属的类
print(C.__bases__) #C类的父类类型的元素
print(C.__base__) #类的基类
print(C.__mro__) #类的层次结构
print(A.__subclasses__()) #子类的列表
七、一些特殊属性和方法:
在类中还有一些特殊的属性和方法
其中init和new非常相似,但又有所区别:
class Person(object):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('__new__被调用执行了,cls的id值为{0}'.format(id(cls)))
obj=super().__new__(cls)
print('创建的对象的id为:{0}'.format(id(obj)))
return obj
def __init__(self, name, age):
print('__init__被调用了,self的id值为:{0}'.format(id(self)))
self.name = name
self.age = age
print('object这个类对象的id为:{0}'.format(id(object)))
print('Person这个类对象的id为:{0}'.format(id(Person)))
#创建Person类的实例对象
p1=Person('张三',20)
print('p1这个Person类的实例对象的id:{0}'.format(id(p1)))
new先创建对象,然后进行赋值。init则是为实例属性进行赋值,然后将创建的对象进行放置。
八、类对象的拷贝,浅拷贝和深拷贝
浅拷贝
Python拷贝一般都是浅拷贝,拷贝时,对象包含的子对象内容不拷贝,因此,源对象与拷贝对象会引用同一个子对象
深拷贝
使用copy模块的deepcopy函数,递归拷贝对象中包含的子对象,源对象和拷贝对象所有的子对象也不相同
简单来说就是浅拷贝拷贝完成后其指向的子对象是一样的,但是深拷贝之后子对象也会复制一份。
class CPU:
pass
class Disk:
pass
class Computer:
def __init__(self,cpu,disk):
self.cpu=cpu
self.disk=disk
#(1)变量的赋值
cpu1=CPU()
cpu2=cpu1
print(cpu1,id(cpu1))
print(cpu2,id(cpu2))
#(2)类有浅拷贝
print('------------------------------')
disk=Disk() #创建一个硬盘类的对象
computer=Computer(cpu1,disk) #创建一个计算机类的对象
#浅拷贝
import copy
print(disk)
computer2=copy.copy(computer)
print(computer,computer.cpu,computer.disk)
print(computer2,computer2.cpu,computer2.disk)
print('----------------------------------------')
#深拷贝
computer3=copy.deepcopy(computer)
print(computer,computer.cpu,computer.disk)
print(computer3,computer3.cpu,computer3.disk)