写给Python社群的第6课：终于学习 Python 类和面向对象了，上坡开始

Posted 2022-11-28 梦想橡皮擦

文章目录

• • ⛳️ 类的简介
  • ⛳️ 面向对象的编程
  • • 🔥 定义类
    • 🔥 类的实例
    • 🔥 属性
    • 🔥 类的继承和方法重写
    • 🔥 类的私有属性和方法
    • 🔥 静态类
    • 🔥 类的其它知识

⛳️ 类的简介

Python 中的类本质上也是一种数据类型，对于初学者而言，Python 中【类】这个概念是非常抽象且复杂的，因为其包含很多概念，定义，所以在第一次学习的时候，重点是理解。

在正式学习类之前，需要先了解两种不同的编程思维，第一种是 面向过程 的编程，第二种是 面向对象 的编程，二者的英文单词分别是 OP（Procedure Oriented） 和 OO（Object Oriented），

如何理解 面向过程 和 面向对象 是非常重要的，下面为你带来几种容易理解的解释。

面向过程是一种线性思维，类似做完一件事情，再去完成下一件事情。
面向对象 是将一件事情所涉及的动作打包好，用的时候，拿过来使用。

面向对象 中的局部是 面向过程 的。

⛳️ 面向对象的编程

面向对象是对现实世界的抽象，它会把现实世界中的所有事务都当成 对象 进行处理，这个抽象过程就是面向对象，也是学习阶段最难的点。

将现实事务抽象成对象之后，就会碰到该知识点中最核心的一个概念【类】。

看一下类的定义：

把具有相同特性（属性）和行为（函数）的对象抽象为类。

这样阅读理解起来还是有难度的，那看一下实例。

最常见的类就是人类，先对人这个群体进行抽象，可以得到以下信息。

人有名字
人有年纪
人有身高
人有体重
人有父母
人有血型
……
人会说话
人会走路
人会爬
人会打架
人会睡觉
……

名字、年纪、体重是人的特性，属性，也可以叫做数据，说话、走路、打架是人的行为。

到这里你应该对人类有了一个基本的共识和抽象，我们再总结一下抽象成类的过程。

1. 罗列，归纳，把形形色色的人都归为一类，命名为 Person；
2. 提取特性，就是人的属性，例如名字，年纪，体重这些数据信息；
3. 提取行为，例如说话，走路，爬，打架。

然后就是把人类定义出来，换成代码就是一个类的定义。

🔥 定义类

下面就展示人类 Person 的定义。

class Person():
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self,name,age):
        # 属性的定义
        self.name = name
        self.age = age

    # 定义方法
    def sleep(self):
        print("睡觉")

    # 定义方法
    def run(self):
        print("跑步")

# 实例化对象，也叫类的实例化
p = Person('橡皮擦',18)
# 调用对象方法
p.sleep()

上述类的定义并未罗列全部属性和方法，仅作示例展示，其中涉及了类的基本知识如下。

class 关键字
所有类定义必须以 class 关键字开始，与上篇博客使用 def 定义函数一致。

类名 Person
类名格式遵循命名规则，一般大家遵守首字母大写的约定。类名后面是英文小括号（()）加英文冒号（:）。

类中第一行一般是文档说明
一个完善的类，默认会添加文档说明，语法格式为三引号包裹字符串，上述代码并未添加，我们对其进行一下补充。

class Person():
	"""这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self,name,age):
        # 属性的定义
        self.name = name
        self.age = age

# 实例化对象，也叫类的实例化
p = Person('橡皮擦',18)

类函数
类函数在类和实例中也叫做方法，在上述代码中出现了一个构造函数/方法，以及 sleep() 和 run() 函数。

类保留函数 __init__ 和 self 关键字
保留函数就是我们编写代码时必须使用的函数，无法用其它函数代替，其包含固定函数名，例如前文的 __init__。

__init__() 被称作构造函数，其功能是在实例化类时进行调用，最精简的格式如下：

def __init__(self):

其参数表中仅包含一个固定参数 self，该关键字的作用是在实例使用的时候，用于传递实例对象地址，而且需要注意 self 参数是隐性传递的，也就是在实例化对象的时候，并没有给 self 进行赋值。

class Person():
	"""这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self,name,age):
        # 属性的定义
        self.name = name
        self.age = age

# 实例化对象，也叫类的实例化，这里只传递了 name 和 age 两个参数
p = Person('橡皮擦',18)

🔥 类的实例

实例化是一个命令，可以把类通过等号赋值给一个变量的过程，该过程就是实例化过程。示例代码已经在前文出现过：

p = Person('橡皮擦',18)

你可以由一个类实例化多个对象，并且每个对象之间互不影响。

p1 = Person('橡皮擦',18)
p2 = Person('擦哥',19)

类的实例对象可以调用其属性和方法，互相也没有影响。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self,name,age):
        # 属性的定义
        self.name = name
        self.age = age

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')

# 实例化对象，也叫类的实例化，这里只传递了 name 和 age 两个参数
p1 = Person('橡皮擦',18)
p2 = Person('擦哥',20)

p1.run()
p2.run()

上述代码的输出可以看出 Person 实例化出的 p1 和 p2 在调用 run() 方法时，都输出了自己的姓名属性，即不同的 name 值。

同时类的实例在调用属性或者方法的时候，通过点号（.）实现，示例代码如下：

# 实例化对象，也叫类的实例化，这里只传递了 name 和 age 两个参数
p1 = Person('橡皮擦',18)

p2 = Person('擦哥',20)
print(p1.name) # 通过点号调用属性
p1.run() # 通过点号调用方法
p2.run()

🔥 属性

属性是通过 _init__() 函数进行定义的，实例化的时候需要通过 self 参数传递值，初始化属性有两种方法，具体如下所示。

在 __init__() 中直接初始化值，例如下述代码将 name，age 直接赋值。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self):
        # 属性的定义
        self.name = '橡皮擦'
        self.age = 18

也可以实例化的时候，进行初始化操作。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self,name,age):
        # 属性的定义
        self.name = name
        self.age = age
p1 = Person('橡皮擦',18)

还可以在实例化对象之后，直接设置属性值，请查看下述代码中 p.name 部分。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self):
        pass

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')

# 实例化对象
p = Person()
p.name = '橡皮擦'

p.run()

如果希望修改属性值，可以直接对属性值进行操作，例如下述代码，直接操作属性 name，对其进行重新赋值。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    def __init__(self):
        self.name = '直接赋值'

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')

# 实例化对象
p = Person()
p.name = '橡皮擦'

p.run()

实战中，还可以通过对象方法进行重新赋值。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    # name，age 是属性
    def __init__(self):
        self.name = '直接赋值'

    # 修改 name
    def change_name(self,new_name):
        self.name = new_name

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')

# 实例化对象
p = Person()
p.change_name('新橡皮擦') # 通过对象方法修改属性值

p.run()

🔥 类的继承和方法重写

在实战中有时候需要扩展一个类，或者重新类中的某些函数，例如之前声明了一个人类，在此基础上可以扩展一个孩子类，代码如下。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name

    # 修改 name
    def change_name(self,new_name):
        self.name = new_name

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')


class Children(Person):
    def __init__(self,name):
        super().__init__(name,0)

    def say(self):
        print("哇哇哇~")


c = Children('新娃娃')
c.say()

继承就是在原有类的功能上新增功能（属性或方法），形成新的子类，被集成的类叫做父类或者基类，子类也叫做派生类，都是概念，对比牢记。还有一个知识点需要记忆，一个类可以继承多个父类。

再次对比代码学习一下继承的使用流程。

1. 在子类声明的时候，需要引入父类名称，例如 Children(Person)；
2. 需要重新给子类定义 __init__() 函数，如果父类 __init__() 函数有参数，二者尽量保持一致；
3. 如果需要同步参数，需要用到 super() 函数；
4. 可以为子类增加新属性或者新方法。

继承父类之后，除了新增方法以外，还可以重写父类的方法，也就是在子类中定义一个与父类同名的函数。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name

    # 修改 name
    def change_name(self,new_name):
        self.name = new_name

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')


class Children(Person):
    def __init__(self,name):
        super().__init__(name,0)

    def say(self):
        print("哇哇哇~")

    def run(self):
        print("小孩子，不会跑，只会爬~")

c = Children('新娃娃')
c.run()

🔥 类的私有属性和方法

在实战编码的时候经常会碰到定义一些私有属性或方法的场景，也就是类的部分成员只允许在类内部使用，此时就会用到私有概念，编写规则非常简单，在普通属性或方法前增加两个下划线（__），示例代码如下。

class Person():
    """这是一个人类---文档字符串"""
    # 构造函数
    def __init__(self,name,age):
        self.__name = name

    # 修改 name
    def change_name(self,new_name):
        self.name = new_name

    def run(self):
        print(self.name,'正在跑步')



p = Person('新娃娃',18)
p.name

此时在调用 p.name 会出现如下错误，提示信息为 ‘Person’ 类不包含属性 name。

AttributeError    Traceback (most recent call last)
<ipython-input-16-39fea822b3f1> in <module>
     15
     16 p = Person('新娃娃',18)
---> 17 p.name
     18

AttributeError: 'Person' object has no attribute 'name'

🔥 静态类

常见可实例化的类都是动态类，Python 中存在一种不可实例的类，其叫做静态类，静态类和动态类的区别如下。

1. 静态类没有关键字 self，所以其不能被实例化；
2. 静态类不能通过类名传递参数；
3. 静态类虽然不能被实例化，但也具备属性和方法。

静态类的声明。

class StaticPersoon():
    name = 'CA'
    age = 18
    def run():
        print("跑步")

由于静态类不能被实例化，所以其使用的时候需要直接用类型调用，如下所示。

class StaticPersoon():
    name = 'CA'
    age = 18
    def run():
        print("跑步")

print(StaticPersoon.name)

🔥 类的其它知识

掌握类之后，就掌握类面向对象的编程方法，该方法有三大核心方法，分别是 【封装】、【继承】、【多态】，这些概念在本篇博客不做过多展开，等我们掌握模块并对模块熟悉之后，我们会继续对其复盘说明。

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