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新动态：开心档之Python3 面向对象

2023-03-07 11:59:59 来源：博客园

Python3 面向对象

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。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。

如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。

【资料图】

接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

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。
**局部变量：**定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
**实例变量：**在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
**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。
**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。

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：

class ClassName:        .    .    .

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：属性引用和实例化。

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:

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 class MyClass:    """一个简单的类实例"""    i = 12345    def f(self):        return "hello world" # 实例化类x = MyClass() # 访问类的属性和方法print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)print("MyClass 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赋给局部变量 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： 12345MyClass 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.data = []

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:

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 class Complex:    def __init__(self, realpart, imagpart):        self.r = realpart        self.i = imagpartx = Complex(3.0, -4.5)print(x.r, x.i)   # 输出结果：3.0 -4.5

self代表类的实例，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()

以上实例执行结果为：

<__main__.Test instance at 0x100771878>__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 kxdang 也是可以正常执行的:

class Test:    def prt(kxdang):        print(kxdang)        print(kxdang.__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。

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #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("kxdang",10,30)p.speak()

执行以上程序输出结果为：

kxdang 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(BaseClassName):        .    .    .

子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。 BaseClassName（实例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，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):

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #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))   s = student("ken",10,60,3)s.speak()

执行以上程序输出结果为：

ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 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例:

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):        .    .    .

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未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #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",25,80,4,"Python")test.speak()   #方法名同，默认调用的是在括号中参数位置排前父类的方法

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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 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

更多文档：

Python 子类继承父类构造函数说明

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。

self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定使用 self。

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，只能在类的内部调用，不能在类的外部调用。self.__private_methods。

实例

类的私有属性实例如下：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 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()counter.count()print (counter.publicCount)print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量

执行以上程序输出结果为：

122Traceback (most recent call last):  File "test.py", line 16, in     print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量AttributeError: "JustCounter" object has no attribute "__secretCount"

类的私有方法实例如下：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 class Site:    def __init__(self, name, url):        self.name = name       # public        self.__url = url   # private     def who(self):        print("name  : ", self.name)        print("url : ", self.__url)     def __foo(self):          # 私有方法        print("这是私有方法")     def foo(self):            # 公共方法        print("这是公共方法")        self.__foo() x = Site("菜鸟教程", "www.kxdang.com/topic/")x.who()        # 正常输出x.foo()        # 正常输出x.__foo()      # 报错

以上实例执行结果：

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
truediv:除运算
mod:求余运算
pow:乘方

运算符重载

Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，实例如下：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 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)

关键词：面向对象面向对象的构造方法