Python笔记-类和实例、继承和多态

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-06-18 09:18 180阅读 0赞

## 类和实例 ##

1、通过class关键字创建一个类

class Student(object):
        pass

(object)表示该类是从哪个类继承下来的，通常，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类都会继承的类。

2、创建实例是通过类名+()实现的。如果类有**必须绑定的属性**，则在类内需要**定义一个特殊的\_\_init\_\_方法**（这个方法名不能改成其他的，前后各两条横线）。

比如学生类必须有姓名和分数属性：

class Student(object):
    
        def __init__(self, name, score):
        #self指向正在被创建的对象本身
            self.name = name
            self.score = score

有了\_\_init\_\_方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了，必须传入与\_\_init\_\_方法**匹配的参数**，但self不需要传，Python解释器自己会把实例变量传进去

>>> Bart = Student('Bart Simpson', 59)

要在**类里面定义一个方法**，除了**第一个参数是self**外，其他和普通函数一样。

**要调用类里面一个方法**，只需要在实例变量上直接调用，除了self不用传递，其他参数正常传入。

class Student(object):
    
        def __init__(self, name, score):
            self.name = name
            self.score = score
    
        def print_score(self):
            print('%s: %s' % (self.name, self.score))
    
    >>> Bart.print_score()
    Bart Simpson: 59

**如果要让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线\_\_，在Python中，实例的变量名如果以\_\_开头，就变成了一个私有变量。**

class Student(object):
    
        def __init__(self, name, score):
            self.__name = name
            self.__score = score
    
        def print_score(self):
            print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))

此时已经无法从外部访问实例变量.\_\_name和实例变量.\_\_score了。  
如果外部代码要获取name和score怎么办？可以给Student类增加get\_name和get\_score这样的方法。

class Student(object):
        ...
    
        def get_name(self):
            return self.__name
    
        def get_score(self):
            return self.__score

如果又要允许外部代码修改score怎么办？可以再给Student类增加set\_score方法：

class Student(object):
        ...
    
        def set_score(self, score):
            if 0 <= score <= 100:
                self.__score = score
            else:
                raise ValueError('bad score')

需要注意的是，在Python中，变量名类似\_\_xxx\_\_的，也就是**以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量**，所以，不能用\_\_name\_\_、\_\_score\_\_这样的变量名。

3、如果我们想要**限制实例的属性**怎么办？比如，只允许对Student实例添加name和age属性。

为了达到限制的目的，Python允许在定义class的时候，定义一个特殊的**\_\_slots\_\_变量**，来限制该class实例能添加的属性：

class Student(object):
        __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称
    
    >>> s = Student() # 创建新的实例
    >>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
    >>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
    （出错了，没有score属性）

使用\_\_slots\_\_要注意，\_\_slots\_\_定义的属性**仅对当前类实例起作用，对继承的子类是不起作用的。**除非在子类中也定义\_\_slots\_\_，这样，子类实例允许定义的属性就是自身的\_\_slots\_\_加上父类的\_\_slots\_\_。

## 继承和多态 ##

1、一个名为Animal的class，有一个run()方法

class Animal(object):
        def run(self):
            print('Animal is running...')

编写Dog和Cat类时，就可以直接从Animal类继承：

class Dog(Animal):
        pass
    
    class Cat(Animal):
        pass

可以对子类增加一些方法，比如Dog类：

class Dog(Animal):
    
        def run(self):
            print('Dog is running...')
    
        def eat(self):
            print('Eating meat...')

当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，**子类的run()覆盖了父类的run()**，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。

2、在继承关系中，如果一个实例的数据类型是某个子类，那它的数据类型也可以被看做是父类。但是，反过来就不行。

3、多继承

class Parrot(Bird):
        pass
    
    class Ostrich(Bird):
        pass

要给动物再加上Runnable和Flyable的功能，只需要先定义好Runnable和Flyable的类：

class Runnable(object):
        def run(self):
            print('Running...')
    
    class Flyable(object):
        def fly(self):
            print('Flying...')

对于需要Runnable功能的动物，就多继承一个Runnable，例如Dog：

class Dog(Mammal, Runnable):
        pass

对于需要Flyable功能的动物，就多继承一个Flyable，例如Bat：

class Bat(Mammal, Flyable):
        pass

## 鸭子类型 ##

1、对于**静态语言**来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则将无法调用run()方法。

2、对于Python这样的**动态语言**来说，则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了。

3、这就是动态语的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那它就可以被看做是鸭子。

class Quote():
        def __init__(self, person, words):
            self.person = person
            self.words = words
        def who(self):
            return self.person
        def says(self):
            return self.words + '.'
    
    class QuestionQuote(Quote):
        def says(self):
            return self.words + '?'
    
    class ExclamationQuote(Quote):
        def says(self):
            return self.words + '!'
    
    hunter = Quote('Elmer Fudd', "I'm hunting wabbits")
    hunted1 = QuestionQuote('Bugs Bunny', "What's up, doc")
    hunted2 = ExclamationQuote('Daffy Duck', "It's rabbit season")
    
    print(hunter.who(), 'says:', hunter.says())
    print(hunter1.who(), 'says:', hunter1.says())
    print(hunter2.who(), 'says:', hunter2.says())
    
    结果：
    Elmer Fudd says: I'm hunting wabbits.
    Bugs Bunny says: What's up, doc?
    Daffy Duck says: It's rabbit season!

三个不同版本的says()为上面三种类提供了不同的响应方式，这是面向对象的语言中**多态的传统形式**。

Python中，无论对象的种类是什么，只要包含 who() 和says()，你便可以调用它。我们再来定义一个 BabblingBrook 类，它与我们之前的猎人猎物（Quote 类的后代）什么的没有任何关系：

class BabblingBrook():
        def who(self):
            return 'Brook'
        def says(self):
            return 'Babble'
    
    def who_says(obj):
        print(obj.who(), 'says', obj.says())
    
    brook = BabblingBrook()
    
    print(who_says(hunter))
    print(who_says(hunter1))
    print(who_says(hunter2))
    print(who_says(brook ))
    
    结果：
    Elmer Fudd says I'm hunting wabbits.
    Bugs Bunny says What's up, doc?
    Daffy Duck says It's rabbit season!
    Brook says Babble