Python - Class and Subclass 学习笔记

本文详细介绍了Python中的类和对象,包括类的定义、构造器与初始化、实例和属性、隐藏属性与数据封装、方法、运算符重载、子类及其方法调用。强调了类的继承规则和访问超类方法的机制,以及使用super()函数的应用。

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Class

定义:A class is any type that is not built-in to Python. A value of this type is called object.

Class 和 Object 的 Folder

上方为object的folder (其中id number是object的地址),下方为class的folder,both folder are stored in heap space.

<object>.<name> 代表:

  1. 到object的folder中找attribute/method name
  2. If missing, check Class Folder
  3. If not in either, raise Error

class folder 内会存储:Data common to all objects

The Class Definition

定义:a blueprint for the objects of the class. A class defines the components of each object of the class. All objects of the class have the same components, meaning they have the same attributes and methods. The only difference between objects is the values of their attributes.

class <class-name> (<superclass>):
    "class specification"
    <getters and setters>
    <initializer definition>
    <method definition>
    <assignment statement>
    <other statement>

Constructor and Initializer

Constructor 定义: a function that creates a object for a class. It puts the object in heap space, and returns the name of the object (folder name) so you can store variable / attribute in it.

constructor 默认没有任何argument。生成一个empty folder。

特点:

  • constructor 的 name 与 type of the object 一样(即class name)其中,instance is initially empty
  • 创建一个 empty object folder
  • It puts the folder into heap space
  • 执行 initializer method __ init __() (defined in the body of the class)
  • 当__ init __() 执行完毕,返回object(folder)name as final value of expression. (没有return statement)

在执行__ init __(self, … ) 的过程中:

  • Passes the folder name to that parameter self
  • Passes the other argument in order
  • Executes the commands in the body of __ init __()

只要生成一

<think>好的,用户的问题是关于如何在编程中定义和使用活动类及其子类。首先,我需要明确“活动类”(Active Class)的概念。在面向对象编程中,活动类通常指能够自主运行或管理自身生命周期的类,比如带有独立执行线程或事件循环的类。这可能与并发编程相关,比如多线程或异步任务处理。 接下来,我得考虑用户可能的背景。他们可能有一定的编程基础,但对活动类的具体实现不太清楚。需要解释清楚定义活动类的基本步骤,以及如何创建子类继承其功能。同时,用户可能希望看到代码示例,以便更好地理解。 然后,我需要参考提供的引用内容。引用[2]提到线程和并发,引用[5]讨论了运行循环(run loops)与操作队列和GCD的比较,这可能与活动类的实现有关。例如,活动类可能使用线程或运行循环来管理异步操作。 用户的问题中还提到子类的使用,所以需要说明如何继承活动类并重写方法。可能需要强调生命周期方法,比如start()、stop(),以及如何添加子类特有的逻辑。 此外,引用[1]提到的脆弱基类问题需要注意,即基类修改可能影响子类。因此,在设计活动类时,应保持接口稳定,使用抽象方法让子类实现具体逻辑,避免直接修改基类方法破坏子类功能。 最后,要确保回答结构清晰,分步骤说明定义和使用过程,并提供代码示例(如Python或Java),同时结合引用中的相关知识,比如线程管理和异步处理,增强回答的可靠性。可能还需要生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如设计模式或线程安全的问题。</think>在编程中定义和使用活动类(Active Class)及其子类通常涉及面向对象设计模式与并发编程技术的结合。以下是分步说明: 一、活动类的基本定义 1. 活动类是具有自主行为能力的类,通常包含独立执行线程或事件循环机制 2. 基本特征: - 继承自线程基类(如Java的Thread/Python的Threading.Thread) - 包含生命周期控制方法(start/stop) - 封装任务执行逻辑 示例Python实现: ```python import threading class ActiveClass(threading.Thread): def __init__(self): super().__init__() self._running = False def run(self): self._running = True while self._running: # 执行具体任务逻辑 self.execute_task() def stop(self): self._running = False def execute_task(self): raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method") ``` 二、子类的实现与扩展 1. 继承活动类并实现抽象方法 2. 可添加子类特有属性和方法 3. 通过重写生命周期方法实现定制逻辑 示例子类实现: ```python class SensorMonitor(ActiveClass): def __init__(self, sensor_id): super().__init__() self.sensor_id = sensor_id self.data_buffer = [] def execute_task(self): # 实现具体的传感器数据采集逻辑 new_data = self.read_sensor() self.data_buffer.append(new_data) def read_sensor(self): # 模拟传感器读取 return random.randint(0, 100) ``` 三、使用模式 1. 实例化与启动 ```python monitor = SensorMonitor("SENSOR-001") monitor.start() # 启动线程 ``` 2. 停止与资源释放 ```python monitor.stop() monitor.join() # 等待线程结束 ``` 关键设计要点: - 通过继承实现代码复用(符合开放封闭原则)[^1] - 使用模板方法模式定义执行框架[^3] - 注意线程安全(同步机制) - 合理处理异常终止 四、高级应用模式 1. 结合运行循环实现异步任务调度[^5] 2. 使用命令模式封装远程调用[^3] 3. 实现观察者模式进行状态通知
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