简单定义Python和Scala的类和对象

Posted 2021-04-25 鸿的学习笔记

在现代编程语言里，类和对象都是绕不过的话题。对象这个概念可以是生活的抽象，为了更好的理解使用书来做比喻，每一本书都是一个对象，也就是一个实例，书本身具有的页码等等固定不变的东西，就是属于书的性质(属性)，而我们对书有着一系列的操作，比如打开书，合上书，在编程语言里称为方法。我们把各种各样的书都可以抽象为一种类型，也就是类。先有类，再有实例，类是对象的蓝本。

我们以书籍为例，先看看如何构建一个类：
Scala:

class Book{
    //类的定义
  }

Python:

class Book:
    pass#类的定义

Scala的类使用了{}将整个类的定义包含起来，而Python的类通过缩进符来包含整个类的定义。Scala的Python选取类名的规则都是一样的，采用驼峰式命名，单词的首字母大写。Python的类都继承自object，而Scala的类就是一个纯粹的类。在Scala使用new Book来创建一个实例，而Python使用Book()来实例(实际上是__new__的语法糖)。我们可以在类的定义了加上一些好玩的东西，比如属性和实例。

a = Book.__new__(Book)
isinstance(a,Book)
Out[1]: True

说明一下：为了方便，Scala使用idea作为编辑器，构建一个Test的单例对象运行程序(后面会聊到的，先跳过)。Python使用Spyder作为编辑器，使用if __name__ == 'main':去模拟main方法。因为只是为了讲解概念，会略去很多工程上的细节。

初始化:
书一般都会有书名，假设书名可以区分书的唯一性，在创建实例时必须要给这个实例一个书名，那么如何给Book这个类添加书名这个属性：
Scala:

object Test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val book = new Book("Hello World!")
    }

  class Book(name:String){
    println(name)
  }
}

Python:

class Book:
    def __init__(self, name:str):
        self.name = name
        print(self.name)

if __name__ == '__main__':
    book = Book("Hello World!")

在Scala的Book类后面的圆括号里跟着一个标识符name(称为类参数)，使用这种方法构造的类，要求使用者在刚开始创建这个实例时就必须要提供相应的数据，我们在Book这个类里面加上了println方法，在创建book这个实例时，就会打印出来name这个参数。Python在实例的初始化，使用__init__的内置方法，self是Python的一个习惯命名，因为Python在类方法上都会在第一个参数传入这个类的实例，我们把传入的name赋值给self.name(实例属性)，再print出来。

属性：
我们去看一本书，可能会首先大概的翻一翻去获得这个本书的页数pages这个属性。
Scala:

object Test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val book = new Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    println(book.pages)
    }

  class Book(name:String){
    var pages = 0
    println(name)
  }
}

Python：

class Book:
    pages = 0
    def __init__(self, name:str):
        self.name = name
        print(self.name)

if __name__ == '__main__':
    book = Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    print(book.pages)

Scala和Python定义了一个类属性pages，并且在实例化后通过book.pages = 100进行赋值，表示这本叫做Hello World!的书有一百页。值得注意的是Scala我们使用了var变量，而不是val变量，这样就可以在后续代码里对其重新赋与不同的值。

私有属性：
假设这本书你已经写上属于你的独有笔记，不希望别人看到，那么我们可以定义私有属性来防止别人的偷窥。
Scala：

object Test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val book = new Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    println(book.notes)
    }

  class Book(name:String){
    var pages = 0
    private  var notes = "呵呵哒"
    println(name)
  }
}

Python:

class Book:
    pages = 0
    _notes = "呵呵哒"
    def __init__(self, name:str):
        self.name = name
        print(self.name)

if __name__ == '__main__':
    book = Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    print(book.notes)

这时候Scala会报如下错误：

Error:(9, 18) value notes in class Book cannot be accessed in Test.Book
    println(book.notes)

Python会告诉你：

AttributeError: 'Book' object has no attribute 'notes'

Scala通过在变量前面加上private来防止实例化后，有人偷看笔记，而Python则是在notes前面加一个下划线表示这个属性不公开（当然这不是绝对意义上的不公开，要是你知道私有属性存在，无论是Scala还是Python都会有办法看到私有属性）。

方法：
当然笔记不会是无缘无故存在的，我们需要给这本书写上笔记，这个时候我们就需要使用方法，也就是某种操作修改或者写入笔记。
Scala：

object Test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val book = new Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    book.writeNotes("very good")
    println(book.pages)
    }

  class Book(name:String){
    var pages = 0
    private  var notes = "呵呵哒"
    println(name)
    def writeNotes(note:String):Unit = {
      notes = note
    }
  }
}

Python：

class Book:
    pages = 0
    _notes = "呵呵哒"
    def __init__(self, name:str):
        self.name = name
        print(self.name)

    def write_notes(self, note:str):
        self._notes = note

if __name__ == '__main__':
    book = Book("Hello World!")
    book.pages = 100
    book.write_notes("very good!")
    print(book.pages)

Scala里我们写下了writeNotes方法，它接受外部传过来的参数note，并且将"very good!"重新赋值给notes，而Python则使用write_notes将"very good!"赋值给_notes变量。这里就体现了Scala和Python对于方法命名的小小区别，Scala使用了首字母小写，其余单词开头都是大写，而Python的分隔符使用_。（这里应该要有返回值，表示确实写入成功，为了简便省略了。）

剩下的是独属于Scala的内容了，讲讲单例对象。Scala的类定义里面是不允许存在静态方法的，所以Scala提供了object这种的单例对象，单例对象和类的定义很像，但是单例对象不需要实例化，单例对象本身就是一等的对象，单例对象的名称可以理解为附加在对象的上的名称。如果在同一源码中单例对象和某个类共用名字，那么这个单例对象称为这个类的伴生对象。类和它的伴生对象可以互相访问私有成员。没有同名的类的单例对象称为独立对象，也就是上文中的test这个对象，使用main方法承载，作为程序的入口。（此代码仅仅只是示例，平时不要这么玩）

object Test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    book1.writeNotes("3")
    }

}

object book1{
  def writeNotes(note:String):Unit = {
    println(note)
  }
}