Python小白教学系列| 类和对象详解

怼烎@ 2022-02-23 08:04 874阅读 0赞

## 前言 ##

类是面向对象编程的核心概念，面向对象程序设计是在面向过程程序设计的基础上发展而来的，它比面对过程编程具有更强的灵活性和扩展性。在此提醒初学者：想要在编程这条路上走的比别人远，就一定要掌握面向对象编程技术！

## 一、面向对象概述 ##

面向对象（Object Oriented）的英文缩写是OO，它是一种设计思想。现已成为软件开发领域的主流技术。如常说的面向对象编程（Object Oriented Programming，即OOP）就是主要针对大型软件设计而提出的，使软件设计更加灵活，并且能更好的进行代码复用。  
概括来说：面向对象技术是一种从组织结构上模拟客观世界的方法。

**1、对象**

对象是一个抽象概念。在现实世界中，对象是一个具体的事物，如一个人。在**Python中，一切都是对象**（即不仅是具体的事物称为对象，字符串，函数等…也都是对象）。  
通常将对象划分为两个部分，即静态部分（称为属性，任何对象都具备**自身属性**，这些属性不仅客观存在，且不容忽视，如人的性别）和动态部分（指的是对象的行为，即**对象执行的动作**，如人可以行走）。

**2、类**

**类是封装对象的属性和行为的载体**，在后面会有类的详细介绍。

**3、面向对象程序设计的特点**

1）封装

封装是面向对象编程的核心思想，将对象的属性和行为封装起来，其载体就是类，类通常会对客户隐藏其实现细节，这就是封装的思想。就比如：你用计算器只需要按照规则输入数字计算即可，无需知道计算器是怎么进行计算的。

2）继承

在Python中，继承的核心在于子类和父类（超类）。  
以四边形举例：拥有四个边的图形叫四边形，四边形类特征是有且仅有四条边，而长方形也有且仅有四条边，也称为四边形，在此，可以说四边形是长方形的父类，长方形是四边形的子类（**一句话来说就是：子类继承复用了父类的属性和行为的同时又添加了子类特有的属性和行为**）

3）多态

将父类的对象应用于子类的特征就是多态。**父类衍生出不同的子类，子类继承父类的特征的同时，也具备自己的特征，并且能实现不同的效果，这就是多态化的结构。**

## 二、类的定义和使用 ##

在Python中，类表示具有相同属性和方法的集合。在使用类时，需要先定义类，然后再创建类的实例，通过类的示例就可以访问类的属性和方法了。

**1、定义类**

在Python中，类的定义使用关键字calss来实现：  
格式：

class ClassName:
        """ 类的帮助信息 """
        statement		#类体
    
    #参数说明：
    #ClassName:指定类的名字，一般用驼峰命名法
    #statement:类体，主要由类变量（或类成员）、方法和属性等定义语句组成

**2、创建类的实例**

class语句本身并不创建该类的任何实例。所以在定义完成后，可以创建类的示例，即**实例化**该类的对象。

格式：

ClassName(参数)
    
    #参数说明：
    #ClassName：用于指定具体的类
    #参数：参数个数和__init__()中的参数相对应，后面会详细讲到

**3、魔术方法———\_\_ init\_\_()**

每当创建一个新实例时，Python都会自动执行它。  
\_\_ init\_\_()方法必须包含一个self参数，且必须在第一个位置。self参数是指向实例本身的引用，用于访问类中的属性和方法，在方法调用时会自动传递实际参数self。

以小狗为例：

class Dog:					#定义狗类
        def __init__(self):			#构造方法，多个参数用逗号隔开
            print('我是狗类！')			
            
    旺财 = Dog()					#创建狗类实例，旺财为狗类的实例名称
    
    运行结果：
    我是狗类！

**4、创建类成员并访问**

类的成员主要由实例方法和数据成员组成。在类中创建好类的成员后，可以通过类的实例进行访问。

**a）创建实例方法并访问**

所谓的实例方法就是指在类中定义的函数。  
*格式：*

def functionname(self,参数):
    	block
    
    #参数说明：
    #functionname：指定方法名，一般小写开头
    #self：表示类的实例（该参数必须的有）
    #参数：指定除了self的参数，用逗号分隔
    #block：方法体，实现具体功能

实例方法创建完成后，可以通过类的实例名称和点操作符进行访问。

*示例：*

class Dog:
        def __init__(self):
            print('我是狗类！')
        def shark(self):
            print('汪汪汪～')
    旺财 = Dog()
    旺财.shark()			#格式：类的示例名称.要调用的方法名称（参数）
    
    运行结果：
    我是狗类！
    汪汪汪～

**b）创建数据成员并访问**

数据成员是指在类中定义的变量，即属性，根据定义的位置，又分为类属性和实例属性。

**类属性：**  
类属性是指定义**在类中**，有**在函数体外**的属性。类属性可以在类的所有实例之间**共享**值。

*示例：*

class Dog:
        color = '颜色是白色'				#类属性
        def __init__(self,name):
            self.name = name
            print(name,'是狗类！')
            print(Dog.color)			#共享
        def shark(self):
            print('汪汪汪～')
            print(Dog.color)			#共享
    dog = Dog('旺财')
    dog.shark()
    
    运行结果：
    旺财 是狗类！
    颜色是白色
    汪汪汪～
    颜色是白色

**实例属性**

实例属性是指定义在类的方法中的属性，只作用于当前实例中。

*示例：*

class Dog:
        def __init__(self,name):
            self.name = name
            self.color = '颜色是白色'		#在类的方法中。实例属性
            print(name,'是狗类！')
            print(self.color)
            
    dog = Dog('旺财')
    
    运行结果：
    旺财 是狗类！
    颜色是白色

**5、访问限制**

在类的内部可以定义属性和方法，而在类的外部则可以直接调用属性或方法来操作数据，从而隐藏了类内部的复杂逻辑，但是Python并没有对属性和方法的访问权限进行限制。**为了保证内部的某些属性和方法不被外部所访问，可以在属性或方法名前面添加单下划线、双下划线或首尾加双下划线**，从而限制访问权限！

## 三、属性 ##

本节的属性和前面的类属性，实例属性不一样。

**1、创建用于计算的属性**

在Python中，可以通过@property（装饰器）将一个方法转换为属性，从而实现用于计算的属性。

格式：

@property
    def methordname(self):
    	block
    
    #参数说明
    #methordname：指定方法名，通常小写开头
    #self：表示类的实例（必须有）
    #block：方法体，实现具体功能

*示例：*

class Rect:
        """计算长方形的面积"""
        def __init__(self,width,height):
            self.width = width			#矩形的宽
            self.height = height		#矩形的高
    
        @property						#将方法转为属性
        def area(self):					#计算矩形的方法
            return self.width*self.height		#返回面积
    
    rect=Rect(3,7)						#创建类的示例
    print('宽为：',rect.width,'长为：',rect.height,'的长方形的面积为：',rect.area)
    
    运行结果为：
    宽为： 3 长为： 7 的长方形的面积为： 21

**2、为属性添加安全保护机制**

在Python中，默认情况下，创建的类属性或者示例，是可以在类体外进行修改的。将其设置为私有的，则不能在体外修改。但在类体外也不能获取它的值。  
如果想创建一个可以读取，但不能修改的属性，可以**用@property实现只读属性**。

*示例：*

正常运行：

class TVshow:
    
        def __init__(self,name):
            self.name=name
        @property						#将方法转换为属性
        def show(self):					#定义show（）方法
            return self.name			#返回私有属性的值
    
    tvshow=TVshow('喜洋洋与灰太郎')		#创建类的实例
    print(tvshow.show)					#获取属性值
    
    运行结果：
    喜洋洋与灰太郎

尝试修改属性的值：

tvshow.show='熊出没'				#修改
    print('修改值：',tvshow.show)

抛出异常：  
![在这里插入图片描述][20190407172512170.png]

## 四、继承 ##

**1、继承的基本语法**

class Son(Father):
    #Son是子类（派生类）
    #Father是父类（基类），父类可以有多个，用逗号隔开

**2、方法重写**

父类的成员都会被子类继承，当父类中的某个方法不完全适用于子类时，就需要在子类中重写父类的这个方法

示例：

class People:
        def __init__(self,legs):
            self.legs=legs
    
        def leg(self):
            print('我有'+str(self.legs)+'条腿')
            print('我能跳高')
    
    class Xiaoku(People):
        """小库右脚骨折了，打上石膏"""
    
    xiaoku=Xiaoku(1)
    xiaoku.leg()
    
    运行结果：
    我有1条腿		#显然不合理吧，只有1条腿怎么跳高呢
    我能跳高

重写：

class Xiaoku(People):
        """小库右脚骨折了，打上石膏"""
        def leg(self):					#重写方法
            print('我有'+str(self.legs)+'条腿')
            print('暂时不能跳高')
            
    xiaoku=Xiaoku(1)
    xiaoku.leg()
    
    运行结果：
    我有1条腿
    暂时不能跳高

[20190407172512170.png]: /images/20220223/744e4c30b869487a9303cd18eb562a73.png