Python学习笔记（Task10：类与对象）

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-06-12 05:28 3阅读 0赞

# 类与对象 #

## 面对对象技术简介 ##

由于接触过面向对象的编程语言C\#、c++，所以了解面向对象语言的一些基本特征，接下来回忆一下相关的知识。

*  **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。
 *  **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。对象可以包含任意数量和类型的数据。
 *  **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。
 *  **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。
 *  **实例变量**：在类的声明中，属性是用变量来表示的。这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。
 *  **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。
 *  **局部变量**：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。

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

### 类定义 ###

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**。  
属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：`obj.name`。  
类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

像其他语言一样，类有一个名为 **init**() 的构造方法，该方法在类实例化时会自动调用，像下面这样：

> def **init**(self):  
> self.data = \[\]

类定义了 **init**() 方法，类的实例化操作会自动调用 **init**() 方法。如下实例化类 MyClass，对应的 **init**() 方法就会被调用:

> x = MyClass()

当然， **init**() 方法可以有参数，参数通过 **init**() 传递到类的实例化操作上。例如:  
![在这里插入图片描述][2019110122064459.png]  
从上面这个例子我发现了一些与以往编程语言不太一样的地方，它的属性可以不用提前全部声明好，可以在方法中用到的时候再声明并赋值，只一点需要注意。

#### 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。  
![在这里插入图片描述][20191102205912298.png]  
从执行结果可以很明显的看出，**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。

self 不是 python 关键字，我们把他换成其他也是可以正常执行的。  
![在这里插入图片描述][20191102210158751.png]

### 类的方法 ###

在类的内部，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.  
类方法: 默认有个 cls 参数，可以被类和对象调用，需要加上 @classmethod 装饰器。  
静态方法: 用 @staticmethod 装饰的不带 self 参数的方法叫做静态方法，类的静态方法可以没有参数，可以直接使用类名调用。  
类方法: 默认有个 cls 参数，可以被类和对象调用，需要加上 @classmethod 装饰器。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 继承与多继承 ##

Python 同样支持类的继承和有限的支持多继承形式派生类的定义如下所示:

> class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):  
> < statement-1 >  
> .  
> .  
> .  
> < statement-N >

需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):

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 方法重写 ##

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，实例如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

## 类属性与方法 ##

**类的私有属性**  
**\_\_private\_attrs**：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.\_\_private\_attrs。（这与C\#稍有不同）  
**类的方法**  
在类的内部，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。  
self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定是用 self。  
**类的私有方法**  
**\_\_private\_method**：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.\_\_private\_methods。

类的私有属性实例如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
类的私有方法实例如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
**类的专有方法**：  
正向运算符重载：

*  **init** : 构造函数，在生成对象时调用
 *  **del** : 析构函数，释放对象时使用
 *  **repr** : 打印，转换
 *  **setitem** : 按照索引赋值
 *  **getitem**: 按照索引获取值
 *  **len**: 获得长度
 *  **cmp**: 比较运算
 *  **call**: 函数调用
 *  **add**: 加运算
 *  **sub**: 减运算
 *  **mul**: 乘运算
 *  **truediv**: 除运算
 *  **mod**: 求余运算
 *  **pow**: 乘方

反向运算符重载：

*  **radd**: 加运算
 *  **rsub**: 减运算
 *  **rmul**: 乘运算
 *  **rdiv**: 除运算
 *  **rmod**: 求余运算
 *  **rpow**: 乘方

复合重载运算符：

*  **iadd**: 加运算
 *  **isub**: 减运算
 *  **imul**: 乘运算
 *  **idiv**: 除运算
 *  **imod**: 求余运算
 *  **ipow**: 乘方

运算符重载的时候：  
运算符重载：  
Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，实例如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
\_\_str\_\_是一个类的方法，在打印类对象，获取其属性信息时调用。打印一个实例化对象时，默认打印的其实时一个对象的地址，但是我们可以对其进行重载，打印我们想要的信息。例如上面的例子中进行的重载。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230531/7ebc766c4a2c42ee9cf744238c796d37.png
[2019110122064459.png]: /images/20230531/8163a8e1971f4f2db6478b2973a976cb.png
[20191102205912298.png]: /images/20230531/39258d3ab0f74317aa9b4db74b7bde28.png
[20191102210158751.png]: /images/20230531/a9d4b4e67ae042b4a7080a2460852bd4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230531/ea6555ad8ef84885b30dfd0c2b65f6b2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230531/a07f814300f84e8f807fe826fe7fa30d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230531/133b4d080bd043c29388aed4a8724476.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230531/6ad61add82d34e36b296b3b3de6f8c1d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230531/db08a68d76f64546a631df816dbceaa6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230531/03d6369cb7aa43bd9d67f65d0d4e9108.png