Python3 面向对象

Posted 2021-01-03 libinzhe

面向对象技术简介

• 类(Class): 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。对象是类的实例。
• 方法：类中定义的函数。
• 类变量：类变量在整个实例化的对象是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量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，这个过程叫方法的覆盖，也成为方法的重写。
• 实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对像对待。列如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟“是一个（is-a）”关系（例图，Dog是一个Animal）。
• 实例化：创建一个类的实例化，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（类变量实例变量）和方法。　　

和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以包含任意数量和类型的数据。

类定义

语法格式如下：

1 class  ClassName:
2     <statement-1>
3      .
4      .
5      .
6     <statement-N>

类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作：属性应用和实例化。

 属性引用使用和Python中所有的属性 引用一样的标准语法：obj.name。

类对象 创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名，所以如果类定义是这样：

 1 class MyClass():
 2     "一个人简单的实例"
 3     i = 123456
 4     def f (self):
 5         return ‘hello world‘
 6  # 实例化
 7 X = MyClass()
 8 
 9 #访问类的属性和方法
10 print("MyClass 类的属性 i 为",x.i)
11 
12 print("MyClass l类的方法 f 输出为",x.f())

以上创建了一个新的类实例并将该对象付给局部变量x，x为空的对象。

执行以上程序输出结果为：

MyClass 类的属性 i 为： 12345

MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

类有一个名为__init__()的特殊方法(构造方法)，该方法在类实例化时会自动调用，像下面 这样：

def __init__(self):
    self.date = []

类定义了__init__()方法，类的实例化操作会自动调用__init__()方法。如下实例化类MyClass，对应的__init__()方法就会被调用：

x = MyClass()

当然，__init__()方法可以有参数，参数通过__init__()传递到类的实例化操作上。例如：

class Comlex():
    def __init__(self,realpart,imagpart):
        self.r = realpart

        self.r = imagpart
x = Complex(3.0,-4.5)
print(x.r,x.i)    #输出结果：3.0 -4.5

self代表的实例，而非类

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别-----它们必须有一个额外的第一个参数名称，按照惯例它的名称是self。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)

t = Test()
t.prt()

从执行结果可以很明显的看出，self代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而self.class则指向类。

self不是pyton关键字，我们把它换成runoob也可以正常执行的：

class Test:
    def prt(runoob):
        print(runoob)
        print(runoob.__class__)
 
t = Test()
t.prt()

以上实例执行结果为：

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

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。

#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(‘runoob‘,10,30)
p.speak()

执行以上程序输出结果为：

runoob 说: 我 10 岁。

继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中相同的方法名，而在子类使用时为指定，python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。

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内，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))
# 单继承实例
class student(people):
    grade = ‘ ‘ 
    def __init__(self,n,a,w,g):
        
        # 调用父类的方法
        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(‘js‘,10,60,5)
s.speak()

执行以上程序输出结果为：

js 说: 我 10 岁了，我在读 5 年级

多继承

python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下列：

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

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，python

从左至右搜索即方法在子类中找到时，从左到右查询父类中是否包含方法。

# 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",23,90,5,"python")
test.speak()  #  方法名同，默认调用的是在括号中排前的父类方法

执行以上程序输出结果为：

我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 python

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：

class Parent:        # 定义父类
   def myMethod(self):
      print (‘调用父类方法‘)
 
class Child(Parent): # 定义子类
   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

super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

执行以上程序输出结果为：

调用子类方法
调用父类方法

类的专有方法：

• __init__ : 构造函数，在生成对象时调用
• __del__ : 析构函数，释放对象时使用
• __repr__ : 打印，转换
• __setitem__ : 按照索引赋值
• __getitem__: 按照索引获取值
• __len__: 获得长度
• __cmp__: 比较运算
• __call__: 函数调用
• __add__: 加运算
• __sub__: 减运算
• __mul__: 乘运算
• __div__: 除运算
• __mod__: 求余运算
• __pow__: 乘方