Python面向对象编程之类的概念 Python面向对象编程之类的概念
一碗周 人气:01、面向对象基本概念
1.1 万物皆对象
Python
语言的中所有数据类型都是对象、函数是对象、模块是对象Python
所有类都是继承最基础的类object
Python
语言中的数据类型的操作功能都是类方法的体现
1.2 面向对象编程
面向对象编程又叫OOP
(Object-Oriented-Programming)
OOP:面向对象编程,一种编程思想,重点在于高抽象的复用代码
OOP
把对象当做程序的基本单元,对象包含数据和操作数据的函数OOP
本质是把问题解决抽象为以对象为中心的计算机程序OOP
在较大规模或复杂项目中十分有用,OOP可以提高协作产量OOP
最主要的价值在于代码复用OOP
仅仅是一个编程方式,并非解决问题的高级方法
面向过程与面向对象的区别
面向过程以解决问题的过程步骤为核心编写程序的方式,面向对象以问题对象构建和应用为核心编写程序的方式,所有能用OOP
解决的问题,面向过程都能解决。
1.3 面向对象的特征
封装(Encapsulation
) :属性和方法的抽象,用数据和操作数据的方法来形成对象逻辑
方法的抽象:对类的属性(变量)进行定义、隔离和保护
- 对象的抽象:对类的方法(函数)进行定义、隔离和保护
- 目标是形成一个类对外可操作属性和方法的接口
继承:代码复用的高级抽象,用对象之间的继承关系来形成代码复用
继承是面向对象程序设计的精髓之一
- 实现了以类为单位的高抽象级别的代码复用
- 继承是新定义类能够几乎完全使用原有类属性与方法的过程
多态:方法灵活性的抽象,让对象的操作更加灵活、更多复用代码
参数类型的多态:一个方法能够处理多个类型的能力
- 参数形式的多态:一个方法能够接受多个参数的能力
- 多态是
OOP
的一个传统概念,Python
天然支持多态,不需要特殊语法
2、Python面向对象的术语
类(Class
)和对象(Object
)
- 类:逻辑抽象和产生对象的模板,一组变量和函数的特定编排
- 对象:具体表达数据及操作的实体,相当于程序中的“变量”。包括:类对象、实例对象
类定义完成后,默认生成一个类对象,每个类唯一对应一个类对象,用于存储这个累的基本信息 类对象是type的实例,表达为type
类型;
- 实例对象(
Instance Object
):Python
类实例后产生的对象,简称:对象 - 类对象全局只有一个,实例对象可以生成多个
属性:存储数据的“变量”(就是定义在类中的变量),用来描述类的一些特性参数。包括:类属性、实例属性
- 类属性(
Class Attribute
):类对象的属性,由所有实例对象共享;类内定义,在__init__函数外面。一般是类所共有的属性定义为类属性。 - 实例属性(
Instance Attribute
):实例对象的属性,一般在类中的函数中定义,实例属性可能为某个实例独有。
方法:操作数据的“方法”(就是定义在类中的变量),用来给出类的操作功能。包括:类方法、实例方法、自由方法、静态方法、保留方法
- 类方法(
Class Method
):类对象的方法,由所有实例对象共享 - 实例方法(
Instance Method
):实例对象的方法,由各实例对象独享,最常用的形式、 - 自由方法(
Namespace Method
):类中的一个普通函数,由类所在命名空间管理,类对象独享 - 静态方法(
Static Method
):类中的一个普通函数,由对象和实例对象共享 - 保留方法(
Reserved Method
):有双下划线喀什和结束的方法,保留使用。
实例化:从类到对象的过程,所有“对象”都源于某个“类”
3、Python类的构建
3.1 类的基本构建
在Python
中,使用class
关键字加上类名来定义类,通过缩进我们可以确定类的代码块,就如同定义函数那样。语法结构
class <类名>: [类描述“documentation string”] <语句块>
因为
Python
是脚本语言,定义类不限制位置,可以包含在分支或其他从属语句块中,执行是存在即可
- 类名:可以是任何有效的标识符,一般首字母大写
- 类描述:在类定义后首行,以独立的字符串形式定义;定义后通过
<类名>.__doc__
来访问
示例代码
class TestClass: """这是一个测试的类""" print("Hello Class Object") print(TestClass.__doc__) print(type(TestClass)) ''' ----输出结果---- Hello Class Object 这是一个测试的类 <class 'type'> '''
类对象直接包含的语句会被执行,所有,定义类尽量不在类中直接包含语句
实例对象:实例对象是Python
类最常用的方式
创建实例对象语法结构
<对象名> = <类名>([参数])
实例代码:
class TestClass: print("一碗周") tt = TestClass() print(type(tt)) ''' ----输出结果---- 一碗周 <class '__main__.TestClass'> '''
3.2 类的构造函数
概念:
- 类的构造函数用于从类创建实例对象的过程
- 类的构造函数为实例对象创建提供了参数输入方式
- 类的构造函数为实例属性的定义和赋值提供了支持
Python中使用预定义的__init__()作为构造函数
语法结构:
class ClassName: def __init__(self,[参数1], [参数2], ...[参数n]): <语句块> ...
实例代码:
class TestClass: def __init__(self, name): print(name) text1 = TestClass("张三") # 张三 text2 = TestClass("李四") # 李四
通过构造函数__init__
可以为Python
提供参数
**__init__()**
的使用说明
参数:第一个参数约定是self,表示类实例自身,其他参数是实例参数(self
是内部使用的,默认保留,其他用户输入的参数放到self后面)
函数名:Python
解释器内部定义,由双下划线 (__)
开始和结束
返回值:构造函数没有返回值,或返回为None
,否则产生TypeError
异常
**self
**在类定义内部代表类的实例
slef
是Python
面向对象中约定的一个类参数self
代表类的实例,在类内部,self
用于组合访问实例相关的属性和方法- 相比,类名代表类对象本身
3.3 类的属性
属性是类内部定义的变量,语法结构如下:
class ClassName: <类属性名> = <类属性初值> def __init__(self,[参数1], [参数2], ...[参数n]): self.<实例属性名> = <实例属性初值> ...
- 访问类属性:<类名>.<类属性>或者<对象名>.<类属性>
- 访问实例属性:<对象名>.<实例属性>
实例代码
class TestClass: count = 0 # 类属性 def __init__(self, name, age): self.name = name # 实例属性 self.age = name TestClass.count += 1 # 实例化一次 count+1 students1 = TestClass("张三", "18") students2 = TestClass("李四", "19") print("总数:", TestClass.count) # 总数: 2 print(students1.name, students2.name) # 张三 李四
3.4 类的方法
(1)实例方法:实例方法是类内部定义的函数,与实例对象无关,语法结构
class ClassName: def <方法名>(self, <参数列表>): ...
<方法名>(<参数列表>)的方式使用实例方法的定义第一个参数是self
实例代码
class TestClass: def __init__(self, number): self.number = number def sum_number(self): # 实例方法 sum_num = 0 for i in range(self.number + 1): # 因为循环不会到最后一个数字 sum_num += i return sum_num number1 = TestClass(100) number2 = TestClass(10) print(number1.sum_number()) # 5050 print(number2.sum_number()) # 55
(2)类方法:类方法是与类对象相关的函数,有所有实例对象共享,语法结构↓
class ClassName: @classmethod def <方法名>(cls, <参数列表>): ...
<方法名>(<参数列表>)或者<类名>.<方法名>(<参数列表>)的方式使用,类方法至少包含一个参数,表示类对象,建议用@classmethod
是装饰器,类方法定义所必须
类方法只能操作类属性和其他类方法,不能操作实例属性和实例方法。
实例代码
class TestClass: sum_num = 0 def __init__(self, number): self.number = number def sum_number(self): for i in range(self.number + 1): # 因为循环不会到最后一个数字 TestClass.sum_num += i return TestClass.sum_num @classmethod def test(cls): # 类方法 test_value = TestClass.sum_num * 2 return test_value value1 = TestClass(100) print(value1.sum_number()) # 5050 print(value1.test()) # 10100
(3)自有方法:自有方法是定义在类名空间中的普通函数,语法格式如下:
class ClassName: def <方法名>(<参数列表>): ...
.<方法名>(<参数列表>)
的方式使用,<类名>表示命名空间。自有方法不需要self
或cls
这类参数,可以没有参数。自有方法只能操作类属性和类方法,不能操作实例属性和实例方法。自由方法的使用只能使用<类名>
严格的说自由方法不是一个方法,只是一个定义在类中的函数
实例代码
class TestClass: sum_num = 0 def __init__(self, number): self.number = number def sum_number(self): for i in range(self.number + 1): # 因为循环不会到最后一个数字 TestClass.sum_num += i return TestClass.sum_num def test(): # 自由方法 test_value = TestClass.sum_num * 2 return test_value def test_out(): # 等于上面的那个自由方法 test_out_value = TestClass.sum_num * 2 return test_out_value value = TestClass(100) print(value.sum_number()) # 5050 print(TestClass.test()) # 10100 print(test_out()) # 10100
定义来类中的自由方法也可以定义到外面
(4)静态方法:定义在类中的普通函数,能够被所有实例对象共享
class ClassName: @staticmethod def <方法名>(<参数列表>): ...
.<方法名>(<参数列表>)或者<类名>.<方法名>(<参数列表>)
的方式使用静态方法也可以没有参数,可以理解为可以使用对象名调用的自有方法。 @staticmethod
是装饰器,静态方法定义所必需的,静态方法同自由方法一样,只能操作类属性和类方法,不能操作实例属性和实例方法,不同的是可以通过<类名>或<对象名>。
示例代码
class TestClass: sum_num = 0 def __init__(self, number): self.number = number def sum_number(self): for i in range(self.number + 1): # 因为循环不会到最后一个数字 TestClass.sum_num += i return TestClass.sum_num @staticmethod # 静态方法装饰器 def test(): test_value = TestClass.sum_num * 2 return test_value value = TestClass(100) print(value.sum_number()) # 5050 print(TestClass.test()) # 10100 print(value.test()) # 10100
(5)保留方法:有双下划线喀什和结束的方法,保留使用。语法结构↓
class ClassName: def <保留方法名>(<参数列表>): ...
保留方法一般都对应类的某种操作,在使用操作符的时候调用是Python
解释器中保留的方法
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