面向对象编程——类和实例

Posted 2020-10-15 明王不动心

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），必须牢记类是抽象的模板，比如Student类。

而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。

仍以Student类为例，在Python中，定义类是通过class关键字：

class Student(object):
    pass

class后面紧接着是类名，即Student，类名通常是大写开头的单词，紧接着是（Object），表示该类是从那个类继承下来的，继承的概念我们后面再讲，

通常，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类。

这里可以稍微提一提经典类和新式类，新式类和经典类的最大不同在于，所有新式类必须至少继承一个父类。

如果你没有指定一个父类，或者如果所子类化的基本类没有父类，你这样就是创建了一个经典类，虽然经典类已经过时，但是在python中依然存在。

定义好了Student类，就可以根据Student类创建Student的实例，创建实例是通过类名+()实现的：

>>>bart = Student()
>>>print(bart)
<__main__.Student object at 0x0000019E43DED470>
>>>print(Student)
<class ‘__main__.Student‘>

可以看到，变量bart指向的就是一个Student的实例，后面的0x0000019是内存地址，每个object的内存地址都不一样，而Student本身则是一个类。

可以自由的给一个变量绑定属性，比如，给实例bart绑定一个name属性：

>>>bart.name = ‘Bart Simpson‘
>>>print(bart.name)
‘Bart Simpson‘

类名+()+必要的参数就已经创建了一个类，即使你没有给它赋值，但是它在内存中已经存在

由于类可以起到模板的作用，因此，可以在创建实例的时候，把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。

通过定义一个特殊的__init__方法，在创建实例的时候，就把name，score等属性绑上去。

如果实现了__init__方法，那么表示实例对象已经创建。

class Student(object):

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

注意到__init__方法的第一个参数永远是一个self，表示创建的实例本身，因此，在__init__方法内部，就可以把各种属性绑定到self，因为self就指向创建的实例本身。

有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了，必须传入与__init__方法匹配的参数，但self不需要传，python解释器会自己把实例变量传进去：

>>>bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)
>>>print(bart.name)
’Bart Simpson‘
>>>print(bart.score)
59

和普通的函数相比，在类中定义的函数只有一点不同，就是第一个变量永远是实例变量self，并且调用时，不用传递该参数。

除此之外，类的方法和普通函数没有什么区别，所以，你仍然可以用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。

 

数据封装

 

面向对象编程一个重要的特点就是数据封装。

在上面的Student类中，每个实例就拥有各自的name和score这些数据。

我们可以通过函数来访问这些数据，比如打印一个学生的成绩：

>>>def print_score(std):
    print(‘%s:%s‘%(std.name,std.score))

>>>print_score(bart)
Bart Simpson:59

但是，既然Student实例本身就拥有这些数据，要访问这些数据，就没有必要从外面的函数去访问，

可以直接在Student类的内部定义访问数据的函数，这样，就把“数据”给封装起来了。

这些封装数据的函数是和Student类本身是关联起来的，我们称之为类的方法：

方法就是定义在类中的函数，这就是为什么之前见到的方法只能被某一类数据引用了，也是为什么方法的调用是：对象.方法（参数），这就是在调用对象中的方法。

class Student(object):

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

    def print_score(self):
        print(‘%s:%s‘%(self.name,self.score))

要定义一个方法，除了第一个参数是self外，其它和普通函数一样。

要调用一个方法，只需要在实例变量上直接调用，除了self不用传递，其它参数正常传入。

>>>bart.print_score()
Bart Simpson:59

这样一来，我们从外部看Student类，就只需要知道，创建实例需要给出name和score，而如何打印，都是在Student类的内部定义的，

这些数据和逻辑被“封装“起来了，调用很容易，但却不用知道内部实现的细节。

bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)  #只需要传入name和score就行了

封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法，比如get_grade:

class Student(object):

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

    def print_score(self):
        print(‘%s:%s‘%(self.name,self.score))
        
    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return ‘A‘
        elif self.score >= 60:
            return ‘B‘
        else:
            return ‘C‘

同样的，get_grade方法可以直接在实例变量上调用，不需要知道知道内部实现的细节：

bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)
lisa = Student(‘Lisa Simpson‘,87)

结果：

Bart Simpson C
Lisa Simpson B

小结：

类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，各个实例拥有的数据都互相独立，互不影响；

方法就是与实例绑定的函数，和普通函数不同，方法可以直接访问实例的数据；

通过在实例上调用方法，我们就直接操作了对象内部的数据，但无需知道方法内部的实现细节。

和静态语言不同，Python允许对实例变量绑定任何数据，也就是说，对于两个实例变量，虽然它们都是同一个类的不同实例，但拥有的变量名称都可能不同。

>>>bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)
>>>lisa = Student(‘Lisa Simpson‘,87)
>>>bart.age = 8   #能够在”运行时“创建实例属性是python特有的，C++或者Java语言并不具备这样的特色
>>>bart.age       #但是在条件语句中动态创建实例属性并不会保存下来，下次就无法再调用。
8
>>>lisa.age
Traceback (most recent call last):
8
  File "I:/untitled/cx/11月/类/2.人狗大战交互.py", line 63, in <module>
AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute ‘age‘