Python（八）类（下）

三、继承

在编写类时，并非总是要从头开始。如果要编写的类是一个既有的类的特殊版本，可使用继承 （inheritance）。当一个类继承另一个类时，将自动获得后者的所有属性和方法。原有的类称为父类 （parent class），而新类称为子类（child class）。子类不仅可以继承父类的所有属性和方法，还可以定义自己的属性和方法。

1、子类的__init__()方法

在既有的类的基础上编写新类，通常要调用父类的__init__()方法。这将初始化在父类的__init__()方法中定义的所有属性，从而让子类也可以使用这些属性。 下面在之前Car类的基础上创建新类电动汽车ElectricCar。

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odemeter=0
    def getName(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return long_name.title()
    def read_odemeter(self):
        print("Odemeter is", self.odemeter)
    def update_odemeter(self,mileage):
        self.odemeter += mileage

class ElectricCar(Car):
    # 电动汽车
    def __init__(self, make, model, year):
        # 初始化父类的属性
        super().__init__(make,model,year)

my_leaf=ElectricCar("Ford", "Mustang", 1999)
print(my_leaf.getName())

在创建子类时，父类必须包含在当前文件中，且位于子类前面。在定义子类时，必须在括号内指定父类的名称。super()是一个特殊的函数，让你能够调用父类的方法。父类也称为超类（superclass），函数名super由此得名。

2、给子类定义属性和方法

让一个类继承另一个类后，就可以添加区分子类和父类所需的新属性和新方法了。下面添加电动汽车独有的属性电池，以及描述该属性的方法。

class ElectricCar(Car):
    # 电动汽车
    def __init__(self, make, model, year):
        # 初始化父类的属性
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = 100

    def describe_battery(self):
        print("The battery is", self.battery)

my_leaf=ElectricCar("Ford", "Mustang", 1999)
print(my_leaf.getName())
my_leaf.describe_battery()

3、重写父类中的方法

在使用子类模拟的实物的行为时，如果父类中的一些方法不能满足子类的需求，就可以用下面的方法重写：在子类中定义一个与要重写的父类方法同名的方法。这样，Python将忽略这个父类方法，只关注你在子类中定义的相应方法。

4、将实例用作属性

在使用代码模拟实物时，你可能会发现自己给类添加了太多细节：属性和方法越来越多，文件越来越长。在这种情况下，可能需要将类的一部分提取出来，作为一个独立的类。将大型类拆分成多个协同工作的小类，这种方法称为组合（composition）。

可以定义一个名为Battery的新类，它没有继承任何类。

class Battery:
    def __init__(self, battery_size=100):
        self.battery_size = battery_size
    def describe_battery(self):
        print("This car has a {} mileage.".format(self.battery_size))

创建一辆电动汽车，并将其赋给变量my_leaf。在描述电池时，需要使用电动汽车的属性battery：

class ElectricCar(Car):
    # 电动汽车
    def __init__(self, make, model, year):
        # 初始化父类的属性
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = Battery()

my_leaf=ElectricCar("Ford", "Mustang", 1999)
print(my_leaf.getName())
my_leaf.battery.describe_battery()

输出结果和之前一样：

四、导入类

Python允许你将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。

1、导入单个类

将Car类存储在一个名为car.py的模块中，该模块将覆盖前面的文件car.py。从现在开始，使用该模块的程序都必须使用更具体的文件名，如my_car.py。

from car import Car

my_new_car = Car('audi','a6',2024)
print(my_new_car.getName())

my_new_car.odometer = 200
my_new_car.read_odemeter()

import语句让Python打开模块car并导入其中的Car类。这样我们就可以使用Car类，就像它是在当前文件中定义的一样。

2、在一个模块中存储多个类

尽管同一个模块中的类之间应该存在某种相关性，但其实可以根据需要在一个模块中存储任意数量的类。

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odemeter=0
    def getName(self):
        long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return long_name.title()
    def read_odemeter(self):
        print("Odemeter is", self.odemeter)
    def update_odemeter(self,mileage):
        self.odemeter += mileage

class Battery:
    def __init__(self, battery_size=100):
        self.battery_size = battery_size
    def describe_battery(self):
        print("This car has a {} mileage.".format(self.battery_size))

class ElectricCar(Car):
    # 电动汽车
    def __init__(self, make, model, year):
        # 初始化父类的属性
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = Battery()

3、从一个模块中导入多个类

可以根据需要在程序文件中导入任意数量的类。如果要在同一个程序中创建燃油汽车和电动汽车，就需要将Car类和ElectricCar类都导入：

from car import Car,ElectricCar

my_mustang=Car('Ford','mustang',2000)
print(my_mustang.getName())
my_leaf=ElectricCar('tesla','leaf',2022)
print(my_leaf.getName())

当从一个模块中导入多个类时，用逗号分隔各个类。导入必要的类后，就可根据需要创建每个类的任意数量的实例了。

4、导入整个模块

还可以先导入整个模块，再使用点号访问需要的类。

import car

my_mustang=car.Car('Ford','mustang',2000)
print(my_mustang.getName())
my_leaf=car.ElectricCar('tesla','leaf',2022)
print(my_leaf.getName())

首先，导入整个car模块。接下来，使用语法module_name.classname访问需要的类。

5、导入模块中的所有类

要导入模块中的每个类，可使用下面的语法：

from module_name import *

6、在一个模块中导入另一个模块

有时候，需要将类分散到多个模块中，以免模块太大或者在同一个模块中存储不相关的类。在将类存储在多个模块中时，你可能会发现一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。在这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。

五、Python标准库

Python标准库是一组模块，在安装Python时已经包含在内。你可以使用标准库中的任何函数和类，只需在程序开头添加一条简单的import语句即可。

在这个模块中，一个有趣的函数是randint()。它将两个整数作为参数，并随机返回一个位于这两个整数之间（含）的整数。

from random import randint
print(randint(1,6))

输出结果如下：

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