Python3 面向对象
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Python3 面向对象
python是一门面向对象语言，在python中有一句话：一切都是对象
面向对象简介
- 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
- 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
- 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
- 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
- 实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
- 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
- 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
- 方法：类中定义的函数。
- 对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
类的定义
语法格式如下：
class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>类实例化后，可以使用其属性；实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。
类对象
类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
属性引用语法：obj.name
对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名
#!/usr/bin/python3
class People:
"""一个人类"""
def __init__(self, name, age): # 类的初始化方法，实例化的时候首先调用的方法，前后双下划线的方法都是特殊方法
self.name = name # 类的属性，也是特点、特征
self.age = age
def walk(self): # 普能方法
"""人类会走路"""
print(f'{self.name} is walking')
# 实例化
p = People('yhyang', 18)
# 访问类的属性和方法
print(f'我的名字是：{p.name}，我今年{p.age}岁')
p.walk()
输出：
我的名字是：yhyang，我今年18岁
yhyang is walking
注：上例中，init() 是类的初始化方法，用于初始化类中的属性和方法。
- self代表类的实例，而非类
- 类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。
- self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类。
类的方法
类地内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
示例代码：
#!/usr/bin/python3
class People:
"""一个人类"""
def __init__(self, name, age): # 类的初始化方法，实例化的时候首先调用的方法，前后双下划线的方法都是特殊方法
self.name = name # 类的属性，也是特点、特征
self.age = age
def walk(self): # 普能方法
"""人类会走路"""
print(f'{self.name} is walking')
# 实例化
p = People('yhyang', 18)
# 访问类的方法
p.walk()
输出：
yhyang is walking类中的变量
- 私有变量：__name，不能被继承
- 内部变量：_开头
- 通过方法修改私有数据，对数据进行保护
示例代码：
#!/usr/bin/python3
class Car:
name = 'xxx' # 类的属性
def __init__(self, brand, price, wheels, power):
self._brand = brand
self.price = price
self.wheels = wheels
self.power = power
self.__speed = 0
def run(self, action):
print(f'{self.brand} is running')
if action == '1':
self.__speed += 1 * 10 # 修改私有变量
print('当前速度是：{} km/h'.format(self.__speed))
def start(self):
print(f'{self.brand} is on')
@property
def speed(self): # 只读，getter方法
return self.__speed
@property
def brand(self):
return self._brand
@brand.setter # 添加setter方法，可以被赋值
def brand(self, brand):
if not isinstance(brand, str):
raise TypeError('牌子是字符串类型') # raise 抛出异常
self._brand = brand # 可以对属性操作，提前判断
@property # 把下边的函数变成了属性，可以直接用 实例名.info 这样调用
def info(self):
return f'{self.brand}: {self.price}'
# 实例化
auto = Car('auto', 30000, 4, 'oil')
auto.run('1') # 调用run()方法，修改私有变量
auto.info # 以访问属性的方式访问info()方法
auto.brand = 'audiA8' # 此处的brand不是属性，而是下边的@brand.setter处定义的brand方法
auto.brand
tesla = Car('Tesla', 100000, 4, 'electric')
tesla.run('1')
tesla.price = 999999 # 此处是类对象的属性
tesla.price
tesla.name
Car.name
auto.country = 'China' # 在类的对象中动态的新声明一个属性，原类之中不存在
auto.country
输出：
auto is running
当前速度是：10 km/h
'auto: 30000'
'audiA8'
Tesla is running
当前速度是：10 km/h
999999
'xxx'
'xxx'
'China'特殊方法
- init: 把各种属性都绑定到self
- slots:限制实例的动态属性，减少内存消耗，类型为tuple
- str:对象的说明文字
- eq: 比较对象是否相等
-
classmethod 与 staticmethod ；classmethod 会把类本身作为第一个参数传入
示例代码1：#!/usr/bin/python3 class Computer: __slots__ =('__name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性 def __init__(self, name, mem, cpu): self.__name = name self.mem = mem self.cpu = cpu def play(self, game='qq games'): print('play',game) # 实例化 pc2 = Computer('admin', '8G', '8核') pc2.mem pc2.ssd = 'ssd' # 此处会报错，类中用了__slots__所以不能随意添加 输出： '8G' AttributeError: 'Computer' object has no attribute 'ssd'示例代码2：
#!/usr/bin/python3 class Computer: __slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性 def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpu def play(self, game='qq games'): print('play',game) def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}' # 实例化 pc3 = Computer('admin', '8G','8核') print(pc3) # 直接打印对象 输出： admin:8G-8核示例代码3：
#!/usr/bin/python3 class Computer: __slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性 def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpu def play(self, game='qq games'): print('play',game) def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}' def __eq__(self,other): # 对象A == 对象B 时调用 return self.cpu == other.cpu # 实例化 pc2 = Computer('admin','8G','8核') pc3 = Computer('admin','4G','8核') pc2 == pc3 # 调用__eq__方法，认为cpu相等即为两个对象相等 输出： True示例代码4：
#!/usr/bin/python3 class Computer: __slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性 def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpu def play(self, game='qq games'): print('play',game) def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}' def __eq__(self,other): # 对象A == 对象B 时调用 return self.cpu == other.cpu @classmethod def new_pc(cls, info): #cls 相当于类本身，通过 类名.new_pc（‘参数’）来直接生成实例，而不调用__init__ "从字符串直接产生新的实例" name, mem, cpu = info.split('-') # 传参时用-连接三个参数 return cls(name, mem, cpu) # 使用classmethod建立新对象 pc666 = Computer.new_pc('yhyang-16G-8eeeee核') print(pc666) 输出： yhyang:16G-8核示例代码5：
#!/usr/bin/python3 class Computer: __slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性 def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpu def play(self, game='qq games'): print('play',game) def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}' def __eq__(self,other): # 对象A == 对象B 时调用 return self.cpu == other.cpu @classmethod def new_pc(cls, info): #cls 相当于类本身通过 类名.new_pc（‘参数’）来直接生成实例，而不调用__init__ "从字符串直接产生新的实例" name, mem, cpu = info.split('-') # 传参时用-连接三个参数 return cls(name, mem, cpu) @staticmethod # 不需要生成类的实例，就可以使用的方法 ，直接用 类名.calc来调用此方法 def calc(a,b,oper): # 不用第一个参数 "根据操作符+-*/来计算a 和b的结果" if oper == '+': return a + b Computer.calc(2,5,'+') 输出： 7面向对象三大特征
- 封装
- 继承
-
多态
继承（多继承暂时不说）
python支持类的继承，如下格式：
class DerivedClassName(BaseClassName1): <statement-1> . . . <statement-N>要注意圆括号中基类的顺序，若是基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，从左到右查找基类中是否包含方法。
BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
示例代码：
#!/usr/bin/python3
#类定义
class people:
#定义基本属性
name = ''
age = 0
#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
__weight = 0
#定义构造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
#单继承示例
class student(people):
grade = ''
def __init__(self,n,a,w,g):
#调用父类的构函
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
#覆写父类的方法
def speak(self):
print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
s = student('ken',10,60,3)
s.speak()
输出：
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级方法重写（多态）
- 如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法
- super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。
示例代码：
#!/usr/bin/python3
class Parent: # 定义父类
def FatherMethod(self):
print ('调用父类方法')
class Child(Parent): # 定义子类
def FatherMethod(self):
print ('调用子类方法')
c = Child() # 子类实例
c.FatherMethod() # 子类调用重写方法
super(Child,c).FatherMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法
输出：
调用子类方法
调用父类方法元编程
- 类的类型是type，type类型是元类型metaclass，对象的类型是类类型
- 顺序为 type---> class -----> object
- 类A继承于type,通过type的new方法返回一个对象，可以认为是类A的对象，所以
- 类实例化的方式为：a = A(),其实a是A调用type中new方法的返回值
示例代码1：
#!/usr/bin/python3
# 运行时动态创建类和函数
# metaclass -> class ->obj
# __new__
class Game:
pass
Game.__class__
输出：
type
type(Game)
输出：
type示例代码2：
#!/usr/bin/python3
# type 是一个metaclass
# 通过type创建一个新的metaclass
class Yuhy(type):
pass
class Yhy(metaclass=Yuhy):
pass
print(type(Yuhy)) # 查看Yuhy类的类型
print(type(Yhy)) # 查看Yhy类的类型
输出：
<class 'type'>
<class '__main__.Yuhy'>
isinstance(Yhy,Yuhy) # Yhy与Yuhy是否是同样的类型
输出：
True用Yhy.__new__?查看此方法
Signature: Yhy.__new__(*args, **kwargs)
Docstring: Create and return a new object. See help(type) for accurate signature.
Type: builtin_function_or_methodhelp(type)
示例代码：
class Yuhy(type):
def __new__(cls, name, bases, my_dict): # classmethod
print(f'{name} 使用__new__创建')
yhy = super().__new__(cls, name, bases, my_dict)
return yhy
class Ks(metaclass=Yuhy):
pass
输出：
Ks 使用__new__创建
a = Ks()
print(a)
输出：
<__main__.Ks object at 0x0000024AF06E9A20>反射能用来干什么
反射也叫内省，其实就是让对象自己告诉我们他有啥，能干啥
有三个方法
- hasattr(obj,attr)
- setattr(obj,attr,val )
- getattr(obj,attr)
示例代码1：
#!/usr/bin/python3
# hasattr(obj, attr) 检查obj是否有一个名为attr的值的属性，返回一个bool
# getattr(obj,attr) 检查obj中是否有attr属性或方法，并将其返回
# setattr(obj,attr,value) 向对象obj中添加一个属性，值为value
s = 'yhyang' # s是一个字符串对象
s.upper()
输出：
'YHYANG'
isinstance(s, str)
输出：
True
hasattr(s,'upper') # 查看s当中是否有一个叫upper的方法
输出：
True示例代码2：
#!/usr/bin/python3
class People:
def eat(self):
print('eate')
def drink(self):
print('drink')
p = People()
p.eat()
hasattr(p,'eat') # 找这个对象p中有没有eat这个方法
getattr(p,'eat') # 在p中找到eat方法 并返回
aa = getattr(p,'eat')
aa()
setattr(p, 'sleep', 'sleep1234') # 添加一个新的属性，值为sleep1234
p.sleep
输出：
eate
True
<bound method People.eat of <__main__.People object at 0x0000024AF06F7668>>
eate
'sleep1234'示例代码3：汽车工厂
#!/usr/bin/python3
# 汽车类
class Car:
def info(self):
print('Car 父类 ')
class Audi(Car):
def info(self):
print('Audi 汽车')
class Tesla(Car):
def info(self):
print('Tesla 汽车')
# 工厂类
class Factory:
def create(self):
print('创建汽车，工厂基类')
class AudiFactory(Factory):
def creat(self):
print('创造Audi汽车')
return Audi()
class TeslaFactory(Factory):
def creat(self):
print('创造Tesla汽车')
return Tesla()
# 生产汽车
audi_F = AudiFactory()
audi = audi_F.creat()
audi.info()
#另一种写法
AudiFactory().creat().info()
TeslaFactory().creat().info()
输出：
创造Audi汽车
Audi 汽车
创造Audi汽车
Audi 汽车
创造Tesla汽车
Tesla 汽车
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