Python 面向对象

Posted 2021-05-16 ʚVVcatɞ

1. dir 内置函数

• 在Python 中可以使用以下两个方法验证：

1. 在标识符 / 数据 后输入一个 .,然后按下 TAB键，iPython 会提示该对象能够调用的方法列表
2. 使用内置函数 dir 传入 标识符 / 数据，可以查看对象内的 所有属性及方法

__方法名__格式的方法是 Python 提供的 内置方法 / 属性

序号	方法名	类型	作用
01	__new__	方法	创建对象时，会被自动调用
02	__init__	方法	对象被初始化时，会被自动调用
03	__del__	方法	对象被从内存中销毁前，会被 自动调用
04	__str__	方法	返回对象的描述信息，print函数输出使用

2. 定义简单的类

2.1 定义只包含方法的类

• 在 Python 中要定义一个只包含方法的的类，语法格式如下：

class 类名：
	def 方法1(self, 参数列表):
		pass
	
	def 方法2(self, 参数列表):
		pass

注：类名的命名规则 要符号 大驼峰命名法

2.2 创建对象

• 当一个类定义完成之后，要使用这个类来创建对象，语法格式如下：

对象变量 = 类名()

2.3 引用

• 在 Python 中使用类 创建对象之后，接收对象的 变量中 仍然记录的是 对象在内存中的地址
• 使用 print 输出 对象变量，默认情况下，是能够输出这个变量 引用的对象 是由哪一个类创建的对象，以及 在内存中的地址（十六进制表示）

提示：在计算机中，通常使用 十六进制 表示内存地址

• 十进制 和 十六进制都是用来表达数字的，只是表示的方式不一样

• 十进制 和 十六进制的数字之间可以来回转换

• %d 可以 以10进制 输出数字

• %x 可以 以 16进制 输出数字

3.方法中的 self 参数

3.1 给对象增加属性

• 在Python 中，要 给对象设置属性，只需要在 类的外部的代码 中直接通过 .设置一个属性即可

例如：

类名.属性 = "需要设置的内容"

vvcat.name = "VVcat"

注意：

• 对象包含的属性，应该封装在类的内部，不建议直接在类的外部设置属性
• 如果在类的外部设置属性，可能在运行时，没有找到属性，程序会报错

3.2 使用 self 在方法内部输出每个类的属性

由哪一个对象调用的方法，方法内的 self 就是哪一个对象的引用

• 在类封装的方法内部，self 就表示 当前调用方法的对象自己
• 调用方法时，不需要传递 self 参数
• 在方法内部
  • 可以通过 self. 访问对象的属性
  • 也可以通过 self. 调用其他的对象方法

例如：

class Person:

    def eat(self):
        # 哪一个对象调用的方法，self就是哪一个对象的引用
        print("%s 要吃饭" % self.name)

    def drink(self):
        print("%s 要喝水" % self.name)


# 创建人对象
vvcat = Person()

# 可以使用 .属性名 利用赋值语句就可以了
vvcat.name = "vvcat"

vvcat.eat()
vvcat.drink()

print(vvcat)

4.初始化方法

4.1初始化方法

• 当使用 类名() 创建对象时，会自动执行以下操作：
  1. 为对象在内存中， 分配空间——创建对象
  2. 为对象的属性 设置初始值——初始化方法(init)
• 这个 初始化方法 就是 __init__方法, __init__ 是对象的内置方法

例如：

class Person:
	
	def __init__(self):
		print("这是一个初始化方法")
		
# 使用类名()创建对象的时候，会自动调用初始化方法__init__
vvcat = Person()

4.2在初始化方法内部定义属性

• 在 init 方法内部使用 self.属性名 = 属性的初始值 就可以 定义属性
• 定义属性之后，再使用 类创建对象，对象就会拥有该属性

示例：

class Person:
	def __init__(self):
		print("这是一个初始化方法")
		
		# self.属性名 = 属性的初始值
		self.name = "vvcat"
		
	def eat(self):
		print("%s 要吃饭" % self.name)
		
# 使用类名() 创建对象的时候，会自动调用初始化方法 __init__
vvcat = Person()

print(vvcat.name)
vvcat.eat()

4.3 初始化的同时设置初始值

• 如果需要在 创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对 /_/init_ 方法进行改造

1. 把希望设置的属性值，定义成 /_/_init__方法的参数
2. 把方法内部使用 self.属性 = 形参 接收外部传递的参数
3. 在创建对象时，使用 类名(属性1, 属性2…) 调用

class Person:
    def __init__(self, new_name):
        print("这是一个初始化方法")

        # self.属性名 = 属性的初始值
        # self.name = "Tom"
        self.name = new_name

    def eat(self):
        print("%s 爱吃饭" % self.name)


# 使用类名() 创建对象的时候，会自动调用初始化方法 __init__
vvcat = Person("vvcat")

print(vvcat.name)
vvcat.eat()

zhangsan = Person("张三")
zhangsan.eat()

5.内置方法和属性

序号	方法名	类型	作用
01	__del__	方法	对象被从内存中销毁前，会被自动 调用
02	__str__	方法	返回对象的描述信息，print 函数输出使用

5.1 __del__方法

• 在 Python 中
  • 当使用 类名() 创建对象时，为对象 分配完空间后， 自动 调用 __init__方法
  • 当一个 对象被 从内存中销毁 前，会 自动调用 __del__方法
• 声明周期
  • 一个对象从调用 类名() 创建，生命周期开始
  • 一个对象的 __del__ 方法一旦被调用，声明周期结束
  • 在对象的声明周期内，可以访问对象属性，或者让对象调用方法

示例：

class Cat:
    def __init__(self, new_name):
        self.name = new_name

        print("%s 被创建了" % self.name)

    def __del__(self):
        print("%s 被销毁了" % self.name)


# vvcat 是一个全局变量
vvcat = Cat("vvcat")
print(vvcat.name)

print("-" * 50)

# del 关键字可以删除一个对象
del vvcat# 如果不是用关键字 del，整个程序全部运行完，才会注销tom 对象然后调用__del__ 方法

print("-" * 50)

5.2 __str__方法

• 在 Python 中，使用 print 输出 对象变量，默认情况下，会输出这个变量 引用的对象 是 由哪一个类创建的对象，以及 在内存中的地址（十六进制表示）
• 如果在开发中，希望使用 print 输出 对象变量时，能够打印自定义的内容，就可以利用__str__ 这个内置方法了

注意：__str__ 方法必须返回一个字符串

示例：

class Cat:
    def __init__(self, new_name, new_home):
        self.name = new_name
        self.home = new_home

        print("%s 来了" % self.name)

    def __del__(self):
        print("%s 我去了" % self.name)

    def __str__(self):
        # 必须返回一个字符串
        return "我的名字是：%s, 我的家在：%s" % (self.name, self.home)


# vvcat 是一个全局变量
vvcat = Cat("vvcat", "草原")
print(vvcat)

注：
定义没有初始值的属性

在定义属性时，如果不知道设置什么初始值，可以设置为 None

• None 关键字 表示 什么都没有
• 表示一个空对象，没有方法和属性，是一个特殊的常量
• 可以将 None 赋值给任何一个变量

6.身份运算符

身份运算符用于 比较 两个对象的 内存地址 是否一致——是否是对同一个对象的引用

• 在Python 中针对 None 比较时，建议使用 is 判断

运算符	描述
is	is 是判断两个标识符是不是引用同一个对象
is not	is not 是判断两个表示符是不是引用不同的对象

is 与 == 区别：

• is 用于 判断两个变量 引用对象是否为同一个
• == 用于判断 引用变量的值是否相等

a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = [1, 2, 3, 4, 5]

print(b is a) # 结果返回 False

print(b == a) # 结果返回 True

7.私有属性和私有方法

7.1私有属性和私有方法

如果 对象 的某些属性或方法 可能只希望在 对象的内部被使用，而 不希望在外部被访问到
- 私有属性 就是 对象 不希望公开的 属性
- 私有方法 就是 对象 不希望公开的方法

• 定义方式
  • 在定义属性或方法时，在属性名或者方法名前 增加 两个下划线，定义的就是 私有 属性或方法

示例：

class Person:

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__age = 18

    def __secret(self):
        # 在对象的方法内部，是可以访问对象的私有属性的
        print("%s 的年龄是 %d" % (self.name, self.__age))


vvcat = Person("vvcat")

# 私有属性，在外界不能够被直接访问
# print(vvcat.__age)
# 私有方法，同样不允许在外接直接访问
# vvcat.__secret()

7.2伪私有属性和私有方法

Python 中，并没有 真正意义的 私有

• 在给 属性、方法命名时，实际是对 名称 做了 一些特殊处理，使得外接无法访问到
• 处理方式：在 名称 前面加上 _类名 => _类名__名称

示例：

class Person:

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__age = 18

    def __secret(self):
        # 在对象的方法内部，是可以访问对象的私有属性的
        print("%s 的年龄是 %d" % (self.name, self.__age))


vvcat = Person("vvcat")

# 通过_类名__名称 可以访问类中私有的属性
print(vvcat._Person__age)
# 通过_类名__方法名 可以访问类中私有的方法
vvcat._Person__secret()

8.继承

8.1继承的语法和特点

继承的概念：子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性

1）Pyhton 继承的语法

class 类名(父类名):

	pass

• 子类 继承 自父类，可以直接 享受 父类中已经封装好的方法，不需要再次开发
• 子类 中应该根据子类的特点，封装 子类特有的 属性和方法

2）专业术语

实例：

class Demo():
	
	pass

class Test(Demo):

	pass

• Test类是 Demo类 的子类， Demo类是 Test类的 父类，Test类从 Demo 类继承
• Test 类是 Demo 类的派生类， Demo 类是 Test 类的基类， Test类从 Demo 类派生

3）继承的传递性

• C 类 从 B 类继承，B类 又从 A 类继承
• 那么 C 类就具有 B类 和 A 类 的所有属性和方法

子类拥有父类 以及 父类的父类 中封装的所有 属性和方法

示例：

class A:
    def eat(self):
        print("吃")


class B(A):
    # 子类拥有父类的所有
    def sleep(self):
        print("睡")

class C(B):
    def run(self):
        print("跑")

# 创建一个C的对象
c = C()

c.eat()
c.sleep()
c.run()

9.方法的重写

• 子类拥有 父类的所有方法和 属性
• 子类 继承 自父类，可以直接 享受 父类中已经封装好的方法，不需要再次开发
• 当 父类的 方法实现不能满足子类需求时，可以对方法进行 重写

重写 父类方法有两种情况：

1. 覆盖父类的方法
2. 对父类方法进行扩展

1）覆盖父类的方法

• 在子类中定义一个 和 父类同名的方法并且实现

• 重写之后，在运行时，只会调用子类中重写的方法，而不再调用 父类封装的方法

2）对父类方法进行 扩展

• 如果在开发中，子类的方法实现 中 包含 父类的方法实现
  • 父类原本封装的方法实现 是 子类方法的一部分
• 就可以使用扩展的方式

1. 在子类中重写父类的方法
2. 在需要的位置使用 super().父类方法 来调用父类方法的执行
3. 代码其他的位置针对子类的需求，编写子类特有的代码实现

关于 supoer

• 在 Python 中 super 是一个 特殊的类
• super() 就是使用 super 类创建出来的对象
• 最常 使用的场景就是在 重写父类方法时，调用 在父类中封装的方法实现

示例

class A:

    def eat(self):
        print("吃")


class B(A):

    # 子类拥有父类的所有
    def sleep(self):
        print("睡")


class C(B):

    def run(self):
        super().eat()
        super().sleep()
        print("跑")


# 创建一个C的对象
c = C()
c.run()

3）调用父类方法的另一种方式（不推荐使用）

父类名.方法(self)

示例：

class A:

    def eat(self):
        print("吃")


class B(A):

    # 子类拥有父类的所有
    def sleep(self):
        print("睡")


class C(B):

    def run(self):
    	# 使用 super(). 调用原本在父类封装的方法
        super().eat()

        # 父类名.方法(self)
        B.sleep(self)
        print("跑")


# 创建一个哮天犬的对象
c = C()
c.run()

10.父类的私有属性 和 私有方法

1. 子类对象 不能 在自己的方法内部，直接访问 父类的私有属性或 私有方法
2. 子类对象 可以通过 父类的 共有方法间接访问到私有属性或 私有方法
   • 私有属性、方法是对象的隐私，不对外公开，外界 以及 子类都不能直接访问
   • 私有属性、方法 通常用于做一些 内部的事情

示例：

class A:

    def __init__(self):
        self.num1 = 10
        self.__num2 = 50

    def __test(self):
        print("私有方法 %d %d" % (self.num1, self.__num2))

    def test(self):
        print("父类的公有方法 %d" % self.__num2)

        self.__test()


class B(A):
    def demo(self):
        # 1. 在子类的对象方法中，不能访问父类的私有属性
        # print("访问父类的私有属性 %d" % self.__num2)

        # 2. 在子类的对象方法中，不能调用父类的私有方法
        # self.__test()

        # 3. 访问父类的公有属性
        print("子类方法 %d" % self.num1)

        # 4. 调用父类公有方法
        self.test()
        pass


# 创建一个子类对象
b = B()
print(b)

b.demo()

# 在外界不能直接访问对象的私有属性/调用私有方法

11.多继承

• 子类可以拥有 多个父类，并且具有 所有父类的 属性和 方法

class 子类名[父类名1, 父类名2...]
	pass

例如：

class A:

    def test(self):
        print("test 方法")

class B:

    def demo(self):
        print("demo 方法")

class C(A, B):
    """多继承可以让子类对象，同时具有多个父类的属性和方法"""
    pass

# 创建子类对象
c = C()

c.test()
c.demo()

Python 中的 MRO —— 方法搜索顺序

• Python 中针对类提供了一个内置属性 mro 可以查看方法 搜索顺序
• MRO 是 method resolution order, 主要用于 在多继承时判断方法、属性 的调用 路径

print(C.__mro__)

输出结果：

(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)

• 在搜索方法时，是按照 /_/mro_ 的输出结果 从左至右 的顺序查找的
• 如果在当前类中 找到方法，就直接执行，不再搜索
• 如果没有找到，就查找下一个类中是否有对应的方法，如果找到，就直接执行，不再搜索
• 如果找到最后一个类，还没有找到方法，程序报错

12. object 类

object 是 Python 为所有对象提供的基类，提供有一些内置的属性和方法，可以使用 dir 函数查看

• 新式类：以 object 为基类的类，推荐使用

• 经典类：不以 object 为基类的类，不推荐使用

• 在Python 3.x 中定义类时，如果没有指定父类，会 默认使用 object 作为该类的基类——Python 3.x 中定义的类都是新式类

• 在 Python 2.x 中定义类时，如果没有指定父类，则不会以 object 作为基类

新式类 和 经典类 在多继承时——会影响到方法的搜索顺序

# 每次定义一个类时，类会默认继承 object 类
class 类名(object):
	pass

13. 类的结构

13.1 类是一个特殊的对象

• 在程序运行时，类 同样会被加载到内存
• 在 Python 中，类是一个特殊的对象——类对象
• 在程序运行时，类对象在内存中 只有一份，使用 一个类 可以创建出很多个对象实例
• 除了封装 实例的 属性和方法外，类对象还可以拥有自己的属性和方法

1. 类属性
2. 类方法

• 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法

13.2 类属性和实例属性

• 类属性就是给 类对象 中定义的属性
• 通常用来记录 与这个类相关的特征
• 类属性不会用于记录 具体对象的特征

示例：

class Cat(object):
    # 使用赋值语句定义类属性，记录所有的猫对象的数量
    count = 0

    def __init__(self, name):
        self.name = name

        # 让类属性的值 +1
        Cat.count += 1


# 1. 创建猫对象
tool1 = Cat("蓝猫")
tool2 = Cat("折耳")
tool3 = Cat("狸花")

# 2. 输出猫对象的总数
print(Cat.count)

13.3 属性的获取机制

• 在Python 中 属性的获取存在一个 向上查找机制

• 要访问类属性有两种方式：

1. 类名.类属性
2. 对象.类属性（不推荐）

注意：

• 如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句，只会给 对象添加一个属性，而不会影响到 类属性的值

示例：

class Cat(object):
    # 使用赋值语句定义类属性，记录所有的猫对象的数量
    count = 0

    def __init__(self, name):
        self.name = name

        # 让类属性的值 +1
        Cat.count += 1


# 1. 创建猫对象
tool1 = Cat("蓝猫")
tool2 = Cat("折耳")
tool3 = Cat("狸花")

# 2. 输出猫对象的总数
print(Cat.count)
tool3.count = 99  #  给 对象添加一个属性，而不会影响到 类属性的值
print("猫对象总数 %d" % tool3.count)
print("猫===> %d" % Cat.count) # 不会影响到 类属性的值

14 类方法和静态方法

14.1 类方法

• 类属性就是针对 类对象定义的属性
  • 使用 赋值语句 在 class 关键字下方可以定义 类属性
  • 类属性 用于记录 与这个类相关的 特征
• 类方法就是针对类对象 定义的方法
  • 在类方法 内部可以直接访问类属性 或者调用其他的类方法

@classmethod
def 类方法名(cls):
	pass

• 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识，告诉解释器这是一个类方法
• 类方法的 第一个参数 应该是 cls
  • 由 哪一个类 调用的方法，方法内的 cls 就是那一个类的引用
  • 这个参数 和 实例方法 的第一个参数是 self 类似
  • 提示 使用其他名称也可以，不过习惯使用 cls
• 通过 类名.调用 类方法，调用方法时，不需要传递 cls 参数
• 在方法内部
  • 可以通过 cls. 访问类的属性
  • 也可以通过 cls. 调用其他的类方法

注：在类方法内部，可以直接使用 cls 访问 类属性 或者调用类方法

示例：

class Cat(object):
    # 使用赋值语句定义类属性，记录所有的猫对象的数量
    count = 0

    @classmethod
    def show_cat_count(cls):
        print("猫对象的数量 %d" % cls.count)

    def __init__(self, name):
        self.name = name

        # 让类属性的值 +1
        Cat.count += 1


# 1. 创建猫对象
tool1 = Cat("蓝猫")
tool2 = Cat("折耳")
tool3 = Cat("狸花")

# 调用类方法
Cat.show_cat_count()

14.2 静态方法

• 在开发时，如果需要在 类中封装一个方法，这个方法：
  • 既不需要访问实例属性 或者 调用 实例方法
  • 也不需要 访问类属性 或者调用 类方法
• 这个时候，可以把这个方法封装成一个静态方法

语法如下：

@staticmethod
def 静态方法名():
	pass

• 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识，告诉解释器这是一个静态方法
• 通过 类名.调用静态方法

示例：

class Cat(object):

    @staticmethod
    def run():
        # 不访问实例属性/类属性
        print("cat要跑...")


# 通过类名.调用静态方法 —— 不需要创建对象
Cat.run()

总结：

1. 实例方法——方法内部访问实例属性

• 实例方法内部可以使用 类名.访问类属性

2.类方法——方法内部 只需要访问类属性
3.静态方法——方法内部，不需要访问实例属性 和 类属性
4.如果方法内部既需要访问 实例属性，有需要访问 类属性，应该定义实例方法