Python类和对象
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。
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。
接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
1. 面向对象编程 Object-Oriented Programming
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什么是对象
- 对象是指现实中的物体或实体
-
什么是面向对象
- 把一切看成对象(实例),用各种对象之间的关系来描述事务。
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对象都有什么特征
-
对象有很多属性(名词)
- 姓名, 年龄, 性别,
-
对象有很多行为(动作,动词)
- 学习,吃饭,睡觉,踢球, 工作
-
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什么是类:
-
拥有相同属性和行为的对象分为一组,即为一个类
-
类是用来描述对象的工具,用类可以创建此类的对象(实例)
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- 面向对象 示意
/-------> BYD E6(京A.88888) 实例,对象
车(类)
\-------> BMW X5(京B.00000) 实例(对象)
/-------> 小京巴(户籍号:000001)
狗(类)
\-------> 导盲犬(户籍号:000002)
/-------> 100 (对象)
int(类)
\-------> 200 (对象)
2. 类和对象的基础语法
2.1 类的定义
类是创建对象的 "模板"。
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数据成员:表明事物的特征。 相当于变量
-
方法成员:表明事物的功能。 相当于函数
-
通过
class
关键字定义类。 -
类的创建语句语法:
class 类名 (继承列表): 实例属性(类内的变量) 定义 实例方法(类内的函数method) 定义 类变量(class variable) 定义 类方法(@classmethod) 定义 静态方法(@staticmethod) 定义
类的创建的说明:
-
类名必须为标识符(与变量的命名相同,建议首字母大写)
-
类名实质上就是变量,它绑定一个类
2.2 实例化对象(构造函数)
(1) 构造函数调用表达式
变量 = 类名([参数])
(2) 说明
-- 变量存储的是实例化后的对象地址。
-- 类名后面的参数按照构造方法的形参传递
-
对象是类的实例,具有类定义的属性和方法。
-
通过调用类的构造函数来创建对象。
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每个对象都有自己的状态,但共享相同的方法定义。
实例说明
-
实例有自己的作用域和名字空间,可以为该实例添加实例变量(也叫属性)
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实例可以调用类方法和实例方法
-
实例可以访问类变量和实例变量
python
class Dog:
a = 10
name = "布布"
def eat(self):
print(f"{self.name}在吃东西")
dog01 = Dog()
print(dog01.name)
dog01.eat()
2.3 self
大家学Python面向对象的时候,总会遇到一个让人难以理解的存在:self
这个self到底是谁啊,为什么每个类实例方法都有一个参数self,它到底有什么作用呢?
「先下结论:类实例化后,self即代表着实例(对象)本身」
想要理解self有个最简单的方法,就是你把self当做**「实例(对象)的身份证」**。
-
self
是类方法的第一个参数,用于引用对象本身。 -
self
不是Python关键字,但是约定俗成的命名,可以使用其他名称代替,但通常不建议。python""" self 初始化方法 __init__ """ class Person: def __init__(self,name,age,sex): # 实例属性 self.name = name self.age = age self.sex = sex def eat(self,a = 0): if a > 2: print(f"{self.name}吃过饭了") else: print(f"{self.name}还没吃饭") person1 = Person("张三",22,"男") print(person1.name) print(person1.age) print(person1.sex) person1.eat(1) person2 = Person("李四",21,"女") print(person2.name) print(person2.age) print(person2.sex)
3. 属性和方法
3.1 属性
-
每个实例可以有自己的变量,称为实例变量(也叫属性)
-
属性的使用语法
实例.属性名
-
属性的赋值规则
-
首次为属性赋值则创建此属性.
-
再次为属性赋值则改变属性的绑定关系.
-
-
作用
-
记录每个对象自身的数据
3.2 方法
class 类名(继承列表):
def 实例方法名(self, 参数1, 参数2, ...):
"文档字符串"
语句块
-
实例方法的作用
-
用于描述一个对象的行为,让此类型的全部对象都拥有相同的行为
-
实例方法说明
-
实例方法的实质是函数,是定义在类内的函数
-
实例方法至少有一个形参,第一个形参绑定调用这个方法的实例,一般命名为"self"
-
实例方法名是类属性
-
-
实例方法的调用语法
实例.实例方法名(调用传参) # 或 类名.实例方法名(实例, 调用传参)
python
"""
手机类 属性 苹果 华为 价格
方法 打电话 存号码 玩游戏
"""
class Phone:
def __init__(self,brand,price):
self.brand = brand
self.price = price
self.list1 = {}
def call(self,a = 1):
if a:
print(f"{self.brand}的手机信号好")
else:
print(f"{self.brand}的手机信号不好")
def cun(self,name,number):
self.list1[name] = number
print(self.list1)
phone1 = Phone("Apple",8000)
phone1.call(a = 0)
phone1.cun("张三",12345)
phone2 = Phone("Huawei",10000)
3.3 类属性
-
类属性是类的属性,此属性属于类,不属于此类的实例
-
作用:
- 通常用来存储该类创建的对象的共有属性
-
类属性说明
-
类属性,可以通过该类直接访问
-
类属性,可以通过类的实例直接访问
-
3.4 类方法
-
类方法是用于描述类的行为的方法,类方法属于类,不属于该类创建的对象
-
说明
-
类方法需要使用@classmethod装饰器定义
-
类方法至少有一个形参,第一个形参用于绑定类,约定写为'cls'
-
类和该类的实例都可以调用类方法
-
类方法不能访问此类创建的对象的实例属性
-
cls
在Python中,cls
是一个约定俗成的名称,用于表示类本身。在类方法(使用 @classmethod
装饰的方法)中,cls
作为第一个参数传递给方法。这使得类方法可以访问和修改类属性以及调用其他类方法,而不需要引用具体的实例。
cls
的作用
-
访问类属性 :类方法可以通过
cls
访问和修改类属性。 -
调用类方法 :类方法可以通过
cls
调用其他类方法。 -
创建类实例 :类方法可以使用
cls
来创建类的实例。
3.5 静态方法 @staticmethod
-
静态方法是定义在类的内部函数,此函数的作用域是类的内部
-
说明
-
静态方法需要使用@staticmethod装饰器定义
-
静态方法与普通函数定义相同,不需要传入self实例参数和cls类参数
-
静态方法只能凭借该类或类创建的实例调用
-
静态方法可以访问类属性但是不能访问实例属性
-
python
"""
类方法 类属性
工商银行总行 all_price
分行 拿钱
"""
class Zonghang:
all_price = 100000000
@classmethod
def print_price(cls):
print(f'总行剩余{cls.all_price}')
def __init__(self, name,price):
self.name = name
self.price = price
# 总行的钱减少
Zonghang.all_price -= price
fenhang1 = Zonghang("支行1",300000)
fenhang2 = Zonghang("支行2",5000000)
Zonghang.print_price()
"""
计数器
统计当前类创建了多少对象
"""
class Count:
number = 0
@classmethod
def count(cls):
print(f"共创建了{cls.number}个实例对象")
def __init__(self,name):
self.name = name
Count.number += 1
# def count1(self):
# if self.name:
# Count.number += 1
name1 = Count("张三")
name2 = Count("李四")
# name1.count1()
# name2.count1()
Count.count()
3.6 初始化方法
-
初始化方法的作用:
对新创建的对象添加属性
-
初始化方法的语法格式:
class 类名(继承列表): def __init__(self[, 形参列表]): 语句块 # [] 代表其中的内容可省略
-
初始化方法的说明:
-
初始化方法名必须为
__init__
不可改变 -
初始化方法会在构造函数创建实例后自动调用,且将实例自身通过第一个参数self传入
__init__
方法 -
构造函数的实参将通过
__init__
方法的参数列表传入到__init__
方法中 -
初始化方法内如果需要return语句返回,则必须返回None
-
3.7 魔术方法
Python中的魔术方法(Magic Methods)是一种特殊的方法,它们以双下划线开头和结尾,例如__init__
,__str__
,__add__
等。这些方法允许您自定义类的行为,以便与内置Python功能(如+运算符、迭代、字符串表示等)交互。
以下是一些常用的Python魔术方法:
-
__init__(self, ...)
: 初始化对象,通常用于设置对象的属性。 -
__str__(self)
: 定义对象的字符串表示形式,可通过str(object)
或print(object)
调用。例如,您可以返回一个字符串,描述对象的属性。 -
__repr__(self)
: 定义对象的"官方"字符串表示形式,通常用于调试。可通过repr(object)
调用。 -
__len__(self)
: 定义对象的长度,可通过len(object)
调用。通常在自定义容器类中使用。 -
__getitem__(self, key)
: 定义对象的索引操作,使对象可被像列表或字典一样索引。例如,object[key]
。 -
__setitem__(self, key, value)
: 定义对象的赋值操作,使对象可像列表或字典一样赋值。例如,object[key] = value
。 -
__delitem__(self, key)
: 定义对象的删除操作,使对象可像列表或字典一样删除元素。例如,del object[key]
。 -
__iter__(self)
: 定义迭代器,使对象可迭代,可用于for
循环。 -
__next__(self)
: 定义迭代器的下一个元素,通常与__iter__
一起使用。 -
__add__(self, other)
: 定义对象相加的行为,使对象可以使用+
运算符相加。例如,object1 + object2
。 -
__sub__(self, other)
: 定义对象相减的行为,使对象可以使用-
运算符相减。 -
__eq__(self, other)
: 定义对象相等性的行为,使对象可以使用==
运算符比较。 -
__lt__(self, other)
: 定义对象小于其他对象的行为,使对象可以使用<
运算符比较。 -
__gt__(self, other)
: 定义对象大于其他对象的行为,使对象可以使用>
运算符比较。 -
__call__(self, other)
是一个特殊的方法(也称为"魔法方法"),它允许一个对象像函数一样被调用。
4. 继承/派生
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什么是继承/派生
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继承是从已有的类中派生出新的类,新类具有原类的数据属性和行为,并能扩展新的能力。
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派生类就是从一个已有类中衍生出新类,在新的类上可以添加新的属性和行为
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-
为什么继承/派生
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继承的目的是延续旧的类的功能
-
派生的目地是在旧类的基础上添加新的功能
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继承/派生的作用
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用继承派生机制,可以将一些共有功能加在基类中。实现代码的共享。
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在不改变基类的代码的基础上改变原有类的功能
-
-
继承/派生名词:
-
基类(base class)/超类(super class)/父类(father class)
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派生类(derived class)/子类(child class)
-
4.1 单继承
-
单继承的语法:
class 类名(基类名): 语句块
单继承说明:
-
单继承是指派生类由一个基类衍生出来的
4.2 多继承
Python支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
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。
4.3 覆盖 override
-
覆盖是指在有继承关系的类中,子类中实现了与基类同名的方法,在子类的实例调用该方法时,实际调用的是子类中的覆盖版本,这种现象叫覆盖
-
作用:
- 实现和父类同名,但功能不同的方法
python
"""
继承的演示
"""
# 父类 基类
class Hunman:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def say(self,what):
print(f"说了{what}")
def walk(self,step):
print(f"走了{step}")
class Teacher:
def teach(self):
print('正在教书')
class Student(Hunman,Teacher):
def __init__(self,score,name,age):
# 调用父类的构造函数
Hunman.__init__(self,name,age)
self.score = score
def study(self,hour):
print(f"学习了{hour}小时")
# 跟父类的方法同名 那么会覆盖父类的方法
def say(self):
print(f"我得名字{self.name},我得年龄{self.age},我得得分{self.score}")
h01 = Hunman("小红",20)
s01 = Student(100,"小王",18)
s01.say()
s01.teach()