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Python类和对象基础入门介绍

2024-04-02 19:55

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Python 类和对象

面向对象编程是编写表示现实世界中的事物和情景的类，并基于这些类来创建对象。

编写类时，你定义一大类对象都有的通用行为。基于类创建对象时，每个对象都自动具备这种通用行为，然后可根据需要赋予每个对象独特的个性。使用面向对象编程可模拟现实情景，其逼真程度达到了令你惊讶的地步。

根据类来创建对象被称为实例化，这是能够使用类的实例。

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），必须牢记类是抽象的模板，比如Dog类，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。

创建和使用类

Python定义类是通过class关键字：

class Dog(object): # 若不提供object，默认的也是object
    pass

class后面跟着类名，即Dog，类名通常首字母大写，(object)表示该类是从哪个类继承下来的，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类。

可以创建Dog类的实例，创建实例是通过类名+()实现的：

>>> bart = Dog()
>>> bart
<__main__.Dog object at 0x10a67a590>
>>> Dog
<class '__main__.Dog'>

变量bart指向的是一个Dog的实例，后面的0x10a67a590是内存地址，每个object的地址都不一样，Dog是一个类。

假设Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。赋予每条小狗蹲下sit()和打滚roll_over()的能力：

dog.py

class Dog():
    """一次模拟小狗的简单尝试""" 
    def __init__(self, name, age): 
    	"""初始化属性name和age""" 
    	self.name = name 
    	self.age = age 
    def sit(self): 
        """模拟小狗被命令时蹲下""" 
     	print(self.name.title() + " is now sitting.") 
    def roll_over(self): 
		"""模拟小狗被命令时打滚""" 
		print(self.name.title() + " rolled over!")

第1行：定义了一个名为Dog的类。根据约定，在Python中，首字母大写的名称指的是类。这个类定义中的括号是空的，因为要从空白创建这个类。

第2行：编写了一个文档字符串，对这个类的功能作了描述。

方法__init__()

类中的函数称为方法；有关函数的一切都适用于方法，就目前而言，唯一重要的差别是调用方法的方式。

第3行：方法__init__()是一个特殊的方法，每当你根据Dog类创建新实例时，Python都会自动运行它。在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。

将方法__init__()定义成了包含三个形参：self、name和age。在这个方法的定义中，形参self必不可少，还必须位于其他形参的前面。为何必须在方法定义中包含形参self呢？因为，Python调用这个__init__()方法来创建Dog实例时，将自动传入实参self。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。

创建Dog实例时，Python将调用Dog类的方法__init__()。将通过实参向Dog()传递名字和年龄；self会自动传递，因此不需要传递它。每当根据Dog类创建实例时，都只需给最后两个形参（name和age）提供值。

第5、6行：定义的两个变量都有前缀self。以self为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name = name获取存储在形参name中的值，并将其存储到变量name中，然后该变量被关联到当前创建的实例。self.age = age的作用与此类似。

像这样可通过实例访问的变量称为属性。

Dog类还定义了另外两个方法：sit()和roll_over()。由于这些方法不需要额外的信息，如名字或年龄，因此它们只有一个形参self。后面将创建的实例能够访问这些方法，换句话说，它们都会蹲下和打滚。

根据类创建实例

可将类视为有关如何创建实例的说明。Dog类是一系列说明，让Python知道如何创建表示特定小狗的实例。

下面来创建一个表示特定小狗的实例：

my_dog = Dog('willie', 6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.")

第1行：让Python创建一条名字为’willie’、年龄为6的小狗。遇到这行代码时，Python使用实参’willie’和6调用Dog类中的方法__init__()。

方法__init__()创建一个表示特定小狗的示例，并使用提供的值来设置属性name和age。方法__init__()并未显式地包含return语句，但Python自动返回一个表示这条小狗的实例。将这

个实例存储在变量my_dog中。在这里，命名约定很有用：通常可以认为首字母大写的名称指的是类，而小写的名称指的是根据类创建的实例。

访问属性

要访问实例的属性，可使用句点表示法。

第2行：编写了如下代码来访问my_dog的属性name的值：

my_dog.name

句点表示法在Python中很常用，这种语法演示了Python如何获悉属性的值。在这里，Python先找到实例my_dog，再查找与这个实例相关联的属性name。在Dog类中引用这个属性时，使用的是self.name。在前面的第1条print语句中，my_dog.name.title()将my_dog的属性name的值’willie’改为首字母大写的；在第2条print语句中，str(my_dog.age)将my_dog的属性age的值6转换为字符串。

输出是有关my_dog的摘要：

My dog’s name is Willie.

My dog is 6 years old.

调用方法

根据Dog类创建实例后，就可以使用句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法。下面来让小狗蹲下和打滚：

my_dog = Dog('willie', 6) 
my_dog.sit() 
my_dog.roll_over()

要调用方法，可指定实例的名称和要调用的方法，并用句点分隔它们。遇到代码my_dog.sit()时，Python在类Dog中查找方法sit()并运行其代码。

Willie按的命令做了：

Willie is now sitting.

Willie rolled over!

这种语法很有用。如果给属性和方法指定了合适的描述性名称，如name、age、sit()和roll_over()，即便是从未见过的代码块，也能够轻松地推断出它是做什么的。

创建多个实例

可按需求根据类创建任意数量的实例。下面再创建一个名为your_dog的实例：

my_dog = Dog('willie', 6) 
your_dog = Dog('lucy', 3) 
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".") 
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.") 
my_dog.sit() 
print("\nYour dog's name is " + your_dog.name.title() + ".") 
print("Your dog is " + str(your_dog.age) + " years old.") 
your_dog.sit()

在这个实例中，创建了两条小狗，它们分别名为Willie和Lucy。每条小狗都是一个独立

的实例，有自己的一组属性，能够执行相同的操作：