python面向对象

一、类与实例

类是抽象的，约定了未来实例应该有的内容，是实例的模版

实例是具体的，有具体数据，调用类则生成实例，实例的内容依赖于类

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class People:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
p = People("张三")
print(p.name)

二、魔法函数

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以双下划线开头和结尾的函数称为魔法函数
魔法函数不需要自己调用
__init__ 用于初始化self
__str__ 返回实例的字符串表示，自定义内容的字符串
__len__ 使用len函数 返回实例对应的长度:自定义返回的数值

__eq__ 使用 == 触发
__ne__ 使用 != 触发
__gt__ 使用>触发
__ge__ 使用>=触发
__lt__ 使用<触发
__le__ 使用<=触发

__add__  使用+触发
__sub__  使用—触发
__mul__  使用*触发
__truediv__ 使用/触发
__floordiv__ 使用//触发
__mod__ 使用%触发
__divmod__ 使用div(x,y)触发

例子如下：

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class MyClass:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return f"{self.name},{self.age}"

    def __len__(self):
        return len(self.name)

    def __gt__(self, other):
        return self.age > other.age

    def __ge__(self, other):
        return self.age >= other.age

    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age

    def __le__(self, other):
        return self.age <= other.age

    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age

    def __ne__(self, other):
        return self.age != other.age

    def __add__(self, other):
        return self.age + other.age

    def __sub__(self, other):
        return self.age - other.age

    def __mul__(self, other):
        return self.age * other.age

    def __truediv__(self, other):
        return self.age / other.age

    def __floordiv__(self, other):
        return self.age // other.age

    def __mod__(self, other):
        return self.age % other.age

    def __divmod__(self, other):
        return divmod(self.age, other.age)


s0 = MyClass("zs", 18)
print(s0)
print(len(s0))

s1 = MyClass("ls", 20)
print(s1 > s0, s1 >= s0, s1 < s0, s1 <= s0)
print(s0 == s1, s0 != s1)
print(s0 + s1, s0 - s1, s0 * s1, s0 / s1, s0 // s1, s0 % s1, divmod(s0, s1))

三、三大特性

（一）封装

将数据与操作用类进行封装，例子如下：

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数据 state color与操作 is_open change_state get_color set_color用类Light进行封装

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class Light:
    def __init__(self):
        self.state = False
        self.color = ["蓝色","红色","白色"]
        self.current = 0
    def is_open(self):
        return self.state
    def change_state(self):
        self.state = not self.state
    def get_color(self):
        return self.color[self.current]
    def set_color(self):
        self.current += 1
        if self.current == len(self.color):
            self.current = 0
l0 = Light()
print(l0.is_open())
l0.change_state()
print(l0.is_open())

（二）继承

单继承

继承使用关键字class和super()来实现,一个类可以继承另一个类的属性和方法，被继承的类称为父类或基类，继承的类称为子类或派生类。

子类可以访问父类的属性和方法，也可以添加自己的属性和方法。

例如，定义一个Person类作为父类，包含了name和age属性，以及walk()方法：

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class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    def __str__(self):
        return f"姓名：{self.name},年纪：{self.age}"
    def walk(self):
        print("走路")

然后，定义一个SuperPerson类作为子类，继承了Person类的属性和方法，同时添加了自己的fly()方法以及skill属性：

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class SuperPerson(Person):
    def __init__(self,name,age,skill):
        # 继承父类的属性，super()是固定格式
        super().__init__(name,age)
        self.skill = skill
    def __str__(self):
        return f"{super().__str__()}，技能：{self.skill}"
    def fly(self):
        print("会飞")

现在，创建一个Student对象，并调用继承自父类的walk()方法和子类的fly()方法：

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sp1 = SuperPerson("ljr",18,"变绿")
print(sp1)
sp1.walk()
sp1.fly()

通过继承，子类可以复用父类的代码，避免重复编写相同的属性和方法。

多继承

多继承是指一个类可以同时继承多个父类的特性和方法。多继承的语法非常简单，只需要在定义类时在类名后面添加括号，括号中写上要继承的所有父类的名称，用逗号隔开即可。

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class MoveAble:
    def __init__(self, speed):
        self.speed = speed

    def move(self):
        print(f"i can move, my speed is {self.speed}")

    def __str__(self):
        return "我是移动类"


class SpeakAble:
    def __init__(self, language):
        self.language = language

    def speak(self):
        print(f"i can speak {self.language}")

    def __str__(self):
        return "我是说话类"


class AttackAble:
    def __init__(self, skill):
        self.skill = skill

    def attack(self):
        print(f"使用{self.skill}发起攻击")

    def __str__(self):
        return "我是攻击类"


class Person(MoveAble, SpeakAble):
    def __init__(self, name, speed, language):
        # super().__init__()  会执行第一个父类
        # super().__init__(speed)

        # 通过类名表名 需要初始化哪个父类  必须传入self
        MoveAble.__init__(self, speed)
        SpeakAble.__init__(self, language)

        self.name = name

    def show(self):
        print(f"my name is {self.name}")

    def __str__(self):
        return "我是人类"


p0 = Person("小张", 50, "汉语")
p0.show()
p0.move()
p0.speak()


class ATM(Person, AttackAble):
    def __init__(self, name, speed, language, skill):
        Person.__init__(self, name, speed, language)
        AttackAble.__init__(self, skill)

    def __str__(self):
        return f"我是奥特曼类"


atm0 = ATM("赛罗", 1000, "光之语言", "赛罗光线")
atm0.show()
atm0.move()
atm0.speak()
atm0.attack()

print(atm0)

# 多继承 mro： method(方法)  retrieval(检索)  order(顺序)
# Python3 使用广度优先
print(ATM.mro())

（三）多态

多态是面向对象编程中的一个概念，它表示同一种操作可以作用于不同的对象，产生不同的结果。简单来说，多态就是一个接口（方法）具有多种实现方式。

在Python中，多态是通过方法重写（override）和方法重载（overload）实现的。

方法重写是指子类重新定义了父类中已经存在的方法，使得子类可以根据自己的需求对方法进行不同的实现。

方法重载是指在一个类中定义了多个同名但参数不同的方法，可以根据不同的参数类型和数量来调用不同的方法。

以下是一个使用多态的示例：

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class Animal:
    def sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def sound(self):
        print("Woof!")

class Cat(Animal):
    def sound(self):
        print("Meow!")

def make_sound(animal):
    animal.sound()

dog = Dog()
cat = Cat()

make_sound(dog)  # 输出：Woof!
make_sound(cat)  # 输出：Meow!

在上面的例子中，我们定义了一个Animal父类，以及Dog和Cat子类，它们都重写了父类的sound()方法。然后，我们定义了一个make_sound()函数，接受一个Animal对象作为参数，并调用其sound()方法。当我们传入Dog对象时，会调用Dog子类的sound()方法，输出狗叫声；当我们传入Cat对象时，会调用Cat子类的sound()方法，输出猫叫声。这就是多态的体现，相同的方法名可以根据不同的对象产生不同的结果。

多态提高了代码的灵活性和可扩展性，使得我们可以通过统一的接口实现不同的功能。

四、抽象类

抽象类是一个特殊的类，内部可以编写抽象方法，也可编写普通实例方法，抽象类不能直接实例化。抽象类子类必须实现抽象类中的抽象方法。

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from abc import ABC, abstractmethod


class Animal(ABC):

    @abstractmethod
    def walk(self):
        pass

    def eat(self):
        print(f"可以吃")


class Dog(Animal):

    def walk(self):
        print("摇摇尾巴")


dog = Dog()
dog.walk()
dog.eat()

五、实例属性与实例方法

实例属性是定义在类的实例对象上的属性。它们属于实例对象本身，并且每个实例对象都有自己的一份独立的属性。实例属性可以在类的方法中使用，也可以通过实例对象来访问和修改。

以下是定义实例属性的示例：

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class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

person1 = Person("Alice", 25)
person2 = Person("Bob", 30)

print(person1.name)  # 输出: Alice
print(person2.age)  # 输出: 30

person1.age = 26  # 修改实例属性
print(person1.age)  # 输出: 26

实例方法是绑定到实例对象上的方法。实例方法可以访问实例对象的属性，并且可以在方法内部对属性进行操作。实例方法可以在类的实例对象上调用。

以下是定义实例方法的示例：

python 复制代码

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        print(f"Hello, my name is {self.name}!")

person = Person("Alice", 25)
person.greet()  # 输出: Hello, my name is Alice!

在上述示例中，greet方法是一个实例方法，它可以访问实例对象的属性name。在调用greet方法时，会自动将实例对象作为self参数传递给方法。通过self.name可以访问实例对象的name属性并输出。

六、类属性与类方法

类属性是定义在类上的属性，它属于整个类而不是类的实例对象。类属性在所有实例对象之间共享，并且可以通过类名或实例对象来访问。

类方法是定义在类上的方法，它可以通过类名或实例对象来调用。类方法的第一个参数通常被命名为cls，用于表示当前类对象。

以下是定义类属性和类方法的示例：

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class Person:
    count = 0  # 类属性

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        Person.count += 1  # 访问类属性并进行修改

    @classmethod
    def get_count(cls):
        return cls.count  # 访问类属性

person1 = Person("Alice")
person2 = Person("Bob")

print(Person.get_count())  # 输出: 2

person3 = Person("Charlie")
print(person3.get_count())  # 输出: 3

在上述示例中，count是一个类属性，它记录了创建的Person实例对象的数量。在__init__方法中，每创建一个实例对象，都会通过Person.count对类属性进行修改。

get_count是一个类方法，通过使用装饰器@classmethod来定义。在类方法中，我们可以访问类属性count。

类方法可以通过类名或实例对象来调用。通过Person.get_count()可以获得类方法的返回值，通过person3.get_count()也可以获得同样的结果。

需要注意的是，类方法无法访问实例属性，但可以通过参数传递实例对象来访问实例属性。

七、静态方法

静态方法是定义在类中的方法，它不与类的实例对象进行交互，也不与类属性进行交互。静态方法可以通过类名或实例对象来调用，但它不会自动接收任何参数。

以下是定义静态方法的示例：

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class MathUtils:
    @staticmethod
    def add(x, y):
        return x + y

    @staticmethod
    def multiply(x, y):
        return x * y

print(MathUtils.add(3, 5))  # 输出: 8
print(MathUtils.multiply(3, 5))  # 输出: 15

在上述示例中，add和multiply都是静态方法，通过使用装饰器@staticmethod来定义。静态方法可以直接通过类名来调用，无需先创建实例对象。静态方法内部可以访问其他静态方法或静态属性，但无法访问实例方法或实例属性。

静态方法通常用于执行与类相关但不依赖于实例对象的操作。它们可以提高代码的可读性和可维护性，因为它们清楚地表明它们不依赖于实例状态。