Python3 面向对象

一、技术简介

• 类： 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
• 方法： 类中定义的函数
• 类变量： 在整个实例化的对象中是公用的。定义在类中且在函数体之外。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，这个过程也叫方法的覆盖
• 局部变量： 定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类
• 实例变量： 在类的声明中，属性是用变量来表示的。在类声明的内部，但是在类的其他成员方法之外声明的
• 继承： 即一个派生类、继承基类的字段和方法。也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待
• 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

二、类定义

# 一般形式
# 创建一个类之后，可以通过类名访问其属性
class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

三、类对象

• 支持两种操作：属性引用和实例化
• 所有属性引用的标准语法：obj.name
• 类命名空间中所有的命名都是有效属性名

class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'
 
# 实例化类
x = MyClass()
 
# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())

-> MyClass 类的属性 i 为： 12345
-> MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

• 类有一个 __init__() 的特殊方法 (构造方法) ，该方法在类实例化时 会自动调用

# 一般形式
def __init__(self):
    self.data = []

# 该实例演示参数传递到类的实例化
class Complex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart


x = Complex(3.0, -4.5)
print(x.r, x.i)

-> 3.0 -4.5

• 类的方法与普通的函数 只有一个特别的区别： 必须有一个额外的第一个 self 参数
• self 不是关键字 ，换成 其他 也是可以正常执行的

# self 代表类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类
class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
 
 
t = Test()
t.prt()

-> <__main__.Test instance at 0x100771878>
-> __main__.Test

四、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
• self 的名称 并不是规定死的，也可以使用 this ，不过推荐约定俗成用 self

# 类定义
class people:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name, self.age))
 
# 实例化类
p = people('zhongguo', 70, 30)
p.speak()

-> zhongguo 说: 我 70 岁。

# 该实例演示类的三种方法
class Classname:

    @staticmethod
    def fun():
        print('静态方法')

    @classmethod
    def a(cls):
        print('类方法')

    def b(self):
        print('普通方法')


Classname.fun()
Classname.a()

C = Classname()
C.fun()
C.a()
C.b()

-> 静态方法
-> 类方法
-> 静态方法
-> 类方法
-> 普通方法

五、单继承

• 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，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

# 单继承的类定义形式
class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

• BaseClassName 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):

# 类定义
class people:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name, self.age))
 
# 单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        people.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g
    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name, self.age, self.grade))
 
 
s = student('ken', 10, 60, 3)
s.speak()

-> ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

六、多继承

• 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，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

# 多继承的类定义形式
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

# 类定义
class people:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name, self.age))
 
# 单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        people.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g
    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name, self.age, self.grade))
 
# 另一个类，多重继承之前的准备
class speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self, n, t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name, self.topic))
 
# 多重继承
class sample(speaker, student):
    a =''
    def __init__(self, n, a, w, g, t):
        student.__init__(self, n, a, w, g)
        speaker.__init__(self, n, t)
 
test = sample("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  # 方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

-> 我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

七、方法重写

• 如果父类方法的功能 不能满足需求 ，可以在子类重写父类的方法

# super() 函数是用于调用父类 (超类) 的一个方法
# 定义父类
class Parent:        
   def myMethod(self):
      print('调用父类方法')
 
 # 定义子类
class Child(Parent): 
   def myMethod(self):
      print('调用子类方法')
 
c = Child()  # 子类实例
c.myMethod()  # 子类调用重写方法
super(Child, c).myMethod()  #用子类对象调用父类已被覆盖的方法

-> 调用子类方法
-> 调用父类方法

八、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 私有属性 ，不能在类的外部被使用或直接访问
  • 在类内部的方法中，只能使用 self.__private_attrs

• 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 ，不能在类的外部被使用或直接访问
  • 在类内部的方法中，只能使用 self.__private_methods

# 该实例演示访问类的私有属性
class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0    # 公开变量
 
    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print(self.__secretCount)
 
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print(counter.publicCount)
print(counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量

-> 1
-> 2
-> 2
-> Traceback (most recent call last):
->   File "test.py", line 16, in <module>
->     print(counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
-> AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

# 该实例演示访问类的私有方法
class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private

    def who(self):
        print('name: ', self.name)
        print('url: ', self.__url)

    def __foo(self):  # 私有方法
        print('这是私有方法')

    def foo(self):  # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()


x = Site('华为', 'www.huawei.com')
x.who()  # 正常输出
x.foo()  # 正常输出
x.__foo()  # 报错

-> name:  华为
-> url:  www.huawei.com
-> 这是公共方法
-> 这是私有方法
-> Traceback (most recent call last):
->   File "test.py", line 22, in <module>
->     x.__foo()  # 报错
-> AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'

• 类的专有方法

序号	模式	描述
01	__init__()	构造函数，在 生成 对象时调用
02	__del__()	析构函数，在 释放 对象时使用
03	__repr__()	打印，转换
04	__setitem__()	按照索引 赋值
05	__getitem__()	按照索引 取值
06	__len__()	获取长度
07	__cmp__()	比较运算
08	__call__()	函数调用
09	__add__()	加运算
10	__sub__()	减运算
11	__mul__()	乘运算
12	__truediv__()	除运算
13	__mod__()	求余运算
14	__pow__()	乘方

• 运算符重载

# 该实例演示对类的专有方法进行重载
class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b
 
   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self, other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
 
v1 = Vector(2, 10)
v2 = Vector(5, -2)
print (v1 + v2)

-> Vector(7,8)