python 面向对象

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了python 面向对象相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言,正因为如此,在Python中创建一个类和对象是很容易的

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
  • 类变量:类变量在整个实例化的对象中是公用的。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,这个过程叫方法的覆盖(override),也称为方法的重写。
  • 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象对待。例如,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,类的具体对象。
  • 方法:类中定义的函数。
  • 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。

创建类

    使用class语句来创建一个新类,class之后为类的名称并以冒号结尾,如下实例:

class ClassName:
   类的帮助信息  # 类文档字符串
   class_suite    # 类体:class_suite 由类成员,方法,数据属性组成。

注意:通常你需要在单独的文件中定义一个类!!

   强调:(1)类的帮助信息可以通过 ClassName.__doc__ 查看。eg:以下是一个简单的Python类实例:#!/usr/bin/python

# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   所有员工的基类
   empCount = 0      # 
def __init__(self, name, salary): # self.name
= name self.salary = salary Employee.empCount += 1 def displayCount(self): print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee(self): print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary
  • empCount 变量是一个类变量,它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用 Employee.empCount 访问;

  • 第一种方法__init__()方法是一种特殊的方法,被称为 类的构造函数 或 初始化方法,当创建了这个类的实例时就会调用该方法;

  • self 代表类的实例,而非类。self 在定义类的方法时是必须有的,虽然在调用时不必传入相应的参数。

 

(2) 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):   # 类方法
        print(self)
        print(self.__class__)
 
t = Test()
t.prt()

以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

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 python 关键字,我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:

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 0x10d066878>
__main__.Test

 

 使用类

(1)创建实例对象:要创建一个类的实例,你可以使用类的名称,并通过__init__方法接受参数。eg:

"创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

(2)访问属性:您可以使用点(.)来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量: eg:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

完整示例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   所有员工的基类
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount


执行以上代码输出结果如下:
Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

-- 你可以添加,删除,修改类的属性,如下所示:

emp1.age = 7  # 添加一个 age 属性
emp1.age = 8  # 修改 age 属性
del emp1.age  # 删除 age 属性

-- 你也可以使用以下函数的方式来访问属性

  • getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。
  • hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。
  • setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在,会创建一个新属性。
  • delattr(obj, name) : 删除属性。
    hasattr(emp1, age)    # 如果存在 age 属性返回 True。
    getattr(emp1, age)    # 返回 age 属性的值
    setattr(emp1, age, 8) # 添加属性 age 值为 8
    delattr(empl, age)    # 删除属性 age

Python内置类属性

  • __dict__ : 类的属性(包含一个字典,由类的数据属性组成)
  • __doc__ : 类的文档字符串
  • __name__: 类名
  • __module__: 类定义所在的模块(类的全名是‘__main__.className‘,如果类位于一个导入模块mymod中,那么className.__module__ 等于 mymod)
  • __bases__ : 类的所有父类构成元素(包含了一个由所有父类组成的元组)

Python内置类属性调用实例如下:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   所有员工的基类
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

执行以上代码输出结果如下:
Employee.__doc__: 所有员工的基类
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {__module__: __main__, displayCount: <function displayCount at 0x10a939c80>, empCount: 0, displayEmployee: <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, __doc__: \xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb, __init__: <function __init__ at 0x10a939578>}

 

python对象销毁(垃圾回收) 

Python 使用了引用计数这一简单技术来跟踪和回收垃圾

在 Python 内部记录着所有使用中的对象各有多少引用。

一个内部跟踪变量,称为一个引用计数器。

当对象被创建时, 就创建了一个引用计数, 当这个对象不再需要时, 也就是说, 这个对象的引用计数变为0 时, 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的, 由解释器在适当的时机,将垃圾对象占用的内存空间回收。

a = 40      # 创建对象  <40>
b = a       # 增加引用, <40> 的计数
c = [b]     # 增加引用.  <40> 的计数

del a       # 减少引用 <40> 的计数
b = 100     # 减少引用 <40> 的计数
c[0] = -1   # 减少引用 <40> 的计数

    垃圾回收机制不仅针对引用计数为0的对象,同样也可以处理循环引用的情况。循环引用指的是,两个对象相互引用,但是没有其他变量引用他们。这种情况下,仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器实际上是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。作为引用计数的补充, 垃圾收集器也会留心被分配的总量很大(及未通过引用计数销毁的那些)的对象。 在这种情况下, 解释器会暂停下来, 试图清理所有未引用的循环。

eg: 析构函数 __del__ ,__del__在对象销毁的时候被调用,当对象不再被使用时,__del__方法运行:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Point:
   def __init__( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "销毁"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的id
del pt1
del pt2
del pt3

以上实例运行结果如下:
3083401324 3083401324 3083401324
Point 销毁

注意:通常你需要在单独的文件中定义一个类!!

 

1 类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

需要注意的地方:继承语法: class 派生类名(基类名): //... 基类名写在括号里,基本类是在类定义的时候,在元组之中指明的。

                      ----------  class 子类类名(父类类名1 [,父类类名2,父类类名3,...])

在python中继承中的一些特点:

  • 1:在继承中基类的构造(__init__()方法)不会被自动调用,它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。
  • 2:在调用基类的方法时,需要加上基类的类名前缀,且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
  • 3:Python总是首先查找对应类型的方法,如果它不能在派生类中找到对应的方法,它才开始到基类中逐个查找。(先在本类中查找调用的方法,找不到才去基类中找)。

如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作"多重继承"(即,有多个父类)

语法:派生类的声明,与他们的父类类似,继承的基类列表跟在类名之后,如下所示:

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):    # 可以继承多个类
   Optional class documentation string
   class_suite

示例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Parent:        # 定义父类
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "调用父类构造函数"

   def parentMethod(self):
      print 调用父类方法

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "父类属性 :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # 定义子类
   def __init__(self):
      print "调用子类构造方法"

   def childMethod(self):
      print 调用子类方法 child method

c = Child()          # 实例化子类
c.childMethod()      # 调用子类的方法
c.parentMethod()     # 调用父类方法
c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法
c.getAttr()          # 再次调用父类的方法

以上代码执行结果如下:
调用子类构造方法
调用子类方法 child method
调用父类方法
父类属性 : 200

你可以使用 issubclass() 或者 isinstance() 方法来检测。

  • issubclass() - 布尔函数,判断一个类是另一个类的子类或者子孙类,语法:issubclass(sub,sup)
  • isinstance(obj, Class) --布尔函数,如果obj是Class类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true。

 

2 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:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

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

执行以上代码输出结果如下: 
调用子类方法

 

3 基础重载方法

下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的类重写:

__init__ ( self [,args...] ):构造函数       简单的调用方法: obj = className(args)

__del__( self ):析构方法, 删除一个对象        简单的调用方法 : dell obj

__repr__( self ):转化为供解释器读取的形式      简单的调用方法 : repr(obj)

__str__( self ):用于将值转化为适于人阅读的形式   简单的调用方法 : str(obj)

__cmp__ ( self, x ):对象比较           简单的调用方法 : cmp(obj, x)

 

4 运算符重载

Python同样支持运算符重载,实例如下:

#!/usr/bin/python

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

以上代码执行结果如下所示:
Vector(7,8)

 

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,不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs
  • 类的方法:在类地内部,使用def关键字可以为类定义一个方法,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
  • 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,不能在类地外部调用。在类的内部调用self.__private_methods

   示例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

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()   # 执行 count() ---  print self.__secretCount,输出 1 
counter.count()
# 执行 count() --- print self.__secretCount,输出 1
print counter.publicCount   # 直接 print 输出
print counter.__secretCount # 报错,实例不能访问私有变量 Python 通过改变名称来包含类名:
1 2 2 Traceback (most recent call last): File "test.py", line 17, in <module> print counter.__secretCount # 报错,实例不能访问私有变量 AttributeError: JustCounter instance has no attribute __secretCount

Python不允许实例化的类访问私有数据,但你可以使用 object._className__attrName 访问属性,将如下代码替换以上代码的最后一行代码:

.........................
print counter._JustCounter__secretCount   # 直接 print 输出

执行以上代码,执行结果如下:

1
2
2
2

 









以上是关于python 面向对象的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

python之路之前没搞明白4面向对象(封装)

Python面向对象学习之八,装饰器

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面向面试编程代码片段之GC

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面向对象编程其实很简单——Python 面向对象(初级篇)