Python基础教程：第十章面向对象（一）【面向对象基础】

拼搏现实的明天。 2023-10-10 22:04 39阅读 0赞

### 面向对象 ###

学习目标：

*  理解使用对象完成数据组织的思路

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生活中数据的组织

学校开学，要求学生填写自己的基础信息，每人发一张白纸，让学生自己填，这种操作场景下，你会发现，学生填的内容呢是各式各样的，由于我们没有统一的规范，所以说这个信息组织起来是非常的混乱，如果改为登记表，打印出来让学生自行填写，整体上来看效果：整洁明了。通过这个生活中的小案例，我们能够体会到对数据的组织是不是至关重要？那么问题来了，现在是信息化的时代，我们很多时候都不再使用纸质的表单来进行信息的记录了，而是转移到电脑系统中。

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程序中数据的组织

那么我们想一下，在我们的程序中又如何组织呢？首先我们来看一个反面教材，我们的程序它有非常多的数据类型，那么所以我们组织数据的形式也是多种多样，比如你可以使用字典来去维护学生的信息，你也可以使用字符串去维护，也可以使用列表去维护，那这种形式多种多样就会造成我们信息组织的混乱和不统一。

student\_1 =\{  
"姓名":"周杰轮",  
"性别":"男",  
"国籍":"中国",  
"籍贯":"台湾省",  
"年龄":33  
\}  
  
student\_2="我叫林军杰，今年31岁，男的，来自中国山东省"  
  
student\_3 =\[  
"邓紫旗",  
"中国",  
"北京市",  
26,  
"女"  
\]

多种多样就会造成我们信息组织的混乱和不统一，使用变量记录数据太乱了。

如果程序中也和生活中一样，可以设计表格，可以将设计的表格打印出来，可以将打印好的表格供人填写内容，那么数据的组织就非常方便了。

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使用对象组织数据

如果我们把步骤分为三步，在生活中是设计表格，打印表格和填写表格，那么对应着在我们程序中就会有设计类，创建对象和对象属性赋值。在我们生活中你去设计一张表格的话，我们在成语中就叫做设计一个类class，我们可以通过 class 这个关键字给上类名，并且在类的内部去定义变量，用变量来去帮助我们去记录数据。

下面分别来看一下：

1. 在程序中设计表格，我们称之为：设计类（class）

class Student:  
name = None \#记录学生姓名

2.在程序中打印生产表格，我们称之为：创建对象

\# 基于类创建对象  
stu\_1 = Student()  
stu\_2 = Student()

3.在程序中填写表格，我们称之为：对象属性赋值

stu\_1.name = "周杰轮" \# 为学生1对象赋予名称属性值  
stu\_2.name = "林军杰" \# 为学生2对象赋予名称属性值

比如我们构建出来的对象，它里面有一个叫做name的变量，为什么会有name呢，就是因为我们在设计类的时候，提供了name变量用来记录学生姓名， 我们在拿到对象之后呢，就可以通过对象变量名的形式，为它赋予具体的值了，看起来是不是和我们生活中的打印表格这种行为还是比较相像的呀！

生活中或是程序中，我们都可以使用设计表格、生产表格、填写表格的形式组织数据。

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### 成员方法 ###

学习目标

*  掌握类的定义和使用语法
 *  掌握成员方法的使用
 *  掌握self关键字的作用

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类的定义和使用

在上一节中，我们简单了解到可以使用类去封装属性，并基于类创建出一个个的对象来使用。

现在我们来看看类的使用语法，如果我们想在程序中去创建一个类的话，首先我们需要通过一个关键字class，通过它就可以定义一个类了，然后在class的后面，我们写上类的名称，以及写上一个我们的老朋友冒号，在冒号下面呢，我们就可以写上类的内容体了，如下格式所示：

class 类名称：  
类的属性  
类的行为

class是关键字，表示要定义类了

*  类的属性，即定义在类中的变量（成员变量）
 *  类的行为，即定义在类中的函数（成员方法）

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那么再来看一下，如果你想要拿到类的具体的对象，怎么做？其实也很简单，我们写上类的名称，然后写上一个括号，就表明创建出来了一个具体的类的对象了，那么你可以通过等号赋值在前面通过一个对象去接收它就可以了。创建类对象的语法：

对象 = 类名称()

这是简单的类的定义语法以及创建类对象的语法。

通过语法，其实我们可以知道类里面其实就两类，一个是属性，可以称之为数据，第二类就是行为，我们可以称之为函数了。

类里面包含属性，我们在上节中已经见识过了，那类里面包含行为又是个什么样子的，来让我们看一下。

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成员变量和成员方法

来看下面的例子：

class Student:  
name = None \# 学生的姓名  
age = None \# 学生的年龄  
  
def say\_hi(self):  
print(f"Hi大家好，我是\{self.name\}")  
  
stu = Student()  
stu.name="周杰轮"  
stu.say\_hi() \# 输出：Hi大家好，我是周杰轮

可以看出，类中：

不仅可以定义属性用来记录数据

也可以定义函数，用来记录行为 其中：

*  类中定义的属性（变量），我们称之为：成员变量
 *  类中定义的行为（函数），我们称之为：成员方法

好，那么从今天开始我们就要改个口了，我们从今天开始定义在类内部的函数，我们就称之为它们叫方法了。

那所以以后我提到函数，大家要明白，函数就是写到类外面的，那么当我在提到方法的时候，同学们要反应过来，我所说的方法指的就是类内部的函数，但以后我们就不会再把类内部的函数叫函数了，而是叫做方法。

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成员方法的定义语法

在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微区别：

def 方法名(self,形参1，...，形参N):  
方法体

可以看到，在方法定义的参数列表中，有一个：self关键字

self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。

*  它用来表示类对象自身的意思
 *  当我们使用类对象调用方法的是，self会自动被python传入
 *  在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用self

def say\_hi(self):  
print(f"Hi大家好，我是\{self.name\}")

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注意事项

self关键字，尽管在参数列表中，但是传参的时候可以忽略它，比如：

class Student:  
name = None  
def say\_hi(self):  
print("He11o大家好")  
  
def say\_hi2(self,msg):  
print(f"Hello大家好，\{msg\}")  
stu = Student()  
stu.say\_hi() \# 调用的时候无需传参  
stu.say\_hi2("很高兴认识大家")\#调用的时候，需要传msg参数

我们可以看一下来，在我们的类中定义了两个成员方法，那么这两个成员方法一个是一个不带参数的，其实严格来说它有个self，但是这个是自动传的，所以你当它不存在，所以你可以认为它没有定义传入参数。

那第二个它定义了一个 msg 的传入参数。

好，那么你来看一下，当我们调用的时候，第一个这个 say\_hi，我们调用它直接给空参就行了，不需要传参。你会发现这个 self 我们压根没有理会它，但是没关系，它可以正常执行。可以看到，在传入参数的时候，self是透明的，可以不用理会它。

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### 类和对象 ###

学习目标

*  掌握使用类描述现实世界事物的思想
 *  掌握类和对象的关系
 *  理解什么是面向对象

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现实世界的事物和类

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现实世界的事物也有属性和行为，类也有属性和行为。

使用程序中的类，可以完美的描述现实世界的事物。

好，你再来回到物上面，我们的物，比如说手机，它同样属性的行为一个不少属性是长宽、高重量、厂商型号，行为是打电话、上网和拍照。又或者说我们再换一个物，比如说有一种生物叫做小狗，那它的属性和行为也是一样，不少属性是身高体重品种，行为就是汪汪叫、吃东西和睡觉。

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类和对象

你会发现，在现实世界中，无论是人还是物，都可以总结为两个特征：属性和行为。那么，同学们可能会想，我们前面学习的类是否也有属性和行为？

通过对比，我们会发现，使用程序中的类可以完美地描述现实世界中的事物。好的，到这里，同学们可能会想到我们前面学习的通过类创建具体对象的过程，这里可能有些不太理解。为什么呢？我们刚刚不是说类已经能够完美地描述现实世界中的事物了吗？那么，为什么还要创建对象才能使用呢？

基于类创建对象的语法：

对象名 = 类名称()

为什么非要创建对象才能使用呢？

类只是一种程序内的“设计图纸”，需要基于图纸生产实体（对象），才能正常工作

这种套路，称之为：面向对象编程。

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使用类和对象描述现实事物

比如在我们的现实生活中，我们想要生产事物，假设我们要生产一个闹钟，那你在生产之前是不是需要有设计图纸？那图纸中是不是规划了我们闹钟的一些属性，比如说厚度有多少，尺寸有多大，以及规划了他的行为，比如他可以响铃，那么当我们有了设计图纸之后，那才会开足生产线，把闹钟一个个的都生产出来一堆的实体。

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在程序中通过类来描述

你可以想象一下，这种行为和我们在编写程序时设计类并创建对象非常相似。例如，我们可以设想一个闹钟类，其中包含属性序列号和价格，以及一个响铃行为。在代码中，我们只需要定义两个成员变量id和price来表示这些属性，然后定义一个成员方法来实现响铃行为。一旦我们完成了这个类的设计，就可以像生产线一样创建许多具体的闹钟对象了

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基于类创建对象

我们之前已经接触过这种语法了，通过类的名称加上一对括号，可以实例化一个具体的对象。例如，基于左边的类，我们基于该设计图构建了两个闹钟，即clock1和clock2对象。这种操作是面向对象编程的基本套路，核心是设计类，创建对象并让对象执行具体的工作。因此，面向对象编程的本质就是让对象去执行任务。

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这就是面向对象编程：

设计类，基于类创建对象，由对象做具体的工作

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### 构造方法 ###

学习目标：

*  掌握使用构造方法向成员变量赋值

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属性（成员变量）的赋值

class Student:  
name = None \# 名称  
age = None \# 年龄  
tel = None \# 手机号  
student1 = Student()  
student1.name = "周杰轮"  
student1.age = 31  
student1.te1 = "18012340000"  
student2 = Student()  
student2.name = "周杰轮"  
student2.age = 31  
student2.te1 = "18012340000"

上侧代码中，为对象的属性赋值需要依次进行，略显繁琐。

有没有更加高效的方式，能够一行代码就完成呢？

思考：Student()这个括号，能否像函数（方法）那样，通过传参的形式对属性赋值呢？你看这个语法中是不是写上了类的名称，后面又带上了一个括号，那这个括号是不是我们的老朋友了？我们在调用函数或者说方法的时候，就可以通过括号去传参，那我们想一想在构建类对象的时候，我们能否以传参的形式把我们成员变量的值给它传进去？那如果想实现这个需求是可以的，这个需求就需要通过构造方法来去完成了。

即：init()

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构造方法

Python类可以使用：init()方法，称之为构造方法。

可以实现：

*  在创建类对象（构造类）的时候，会自动执行。
 *  在创建类对象（构造类）的时候，将传入参数自动传递给init方法使用。

比如我们构建一个基础的学生类，并且拥有姓名、年龄和电话三个基础的成员变量。

基于这两个特性，我们在构建类的时候，这个 init 会自动执行，并且我们的参数会自动地提供给这个 init 构造方法去使用。

class Student:  
name = None \# 可以省略  
age = None \# 可以省略  
tel = None \# 可以省略  
def \_init\_(self,name,age,tel):  
self.name = name  
self.age = age  
self.tel = tel  
print("student类创建了一个对象")  
  
stu=student("周杰轮",31,"18500006666")

*  构建类时传入的参数会自动提供给init方法
 *  构建类的时候init方法会自动执行

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构造方法注意事项

重要的事情说三遍，构造方法名称：init ， 千万不要忘记init前后都有2个下划线

构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供：self

在构造方法内定义成员变量，需要使用self关键字

\# def \_\_init\_\_(self,name,age,tel):  
\# self.name = name \# 名称  
\# self.age = age \# 年龄  
\# self.tel = tel \# 手机号

这是因为：变量是定义在构造方法内部，如果要成为成员变量，需要用self来表示。

可以用下面的代码再练习一遍：

"""  
演示类的构造方法  
"""  
\# 演示使用构造方法对成员变量进行赋值  
\# 构造方法的名称：\_\_init\_\_  
  
class Student:  
  
def \_\_init\_\_(self, name, age ,tel):  
self.name = name  
self.age = age  
self.tel = tel  
print("Student类创建了一个类对象")  
  
stu = Student("周杰轮", 31, "18500006666")  
print(stu.name)  
print(stu.age)  
print(stu.tel)

运行结果：

Student类创建了一个类对象  
周杰轮  
31  
18500006666

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学生信息录入

开学了有一批学生信息需要录入系统，请设计一个类，记录学生的：

姓名、年龄、地址，这3类信息

请实现：

通过for循环，配合input输入语句，并使用构造方法，完成学生信息的键盘录入

输入完成后，使用print语句，完成信息的输出

当前录入第1位学生信息，总共需录入10位学生信息  
请输入学生姓名：周杰轮  
请输入学生年龄：31  
请输入学生地址：北京  
学生1信息录入完成，信息为：【学生姓名：周杰轮，年龄：31，地址：北京】  
当前录入第2位学生信息，总共需录入10位学生信息  
请输入学生姓名：

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### 其它内置方法 ###

学习目标：

*  掌握几种常用的类内置方法

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魔术方法

上文学习的init 构造方法，是Python类内置的方法之一。

这些内置的类方法，各自有各自特殊的功能，这些内置方法我们称之为：魔术方法，我们在上一个视频中所学习的 init 构造方法就是 Python 类内置的方法之一，这些内置的类方法各自有各自特殊的功能，所以这些内置方法我们又把它们称之为叫做魔术方法。那么我们在本小节要学习哪些魔术方法？我们主要学习下面4 个。

![ab0ece3a03b75950bbfd439ebf6c6835.png][]

这个魔术方法只有这 5 个吗？其实并不是， Python 内置的魔术方法是非常非常多的，二三十个还是有的，但是我们在课堂中就没有把它们一一都讲解，我们只要学习几个比较常见的就可以。

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str 字符串方法

那首先来我们开始正式学习他们第一个方法，我们把它们叫做字符串方法。你看一下它的名字里面前面 2 个下划线，后面 2 个下划线，你是否会觉得和我们的构造方法一样，其实在我们的 Python 内部，前面 2 个下划线，后面 2 个下划线包围起来的方法，其实我们都可以把它们称之为叫做魔术方法，这是他们的一个命名的规范。

好，那么这个字符串方法有什么作用？来我们看一段示例的代码，我们定义了一个类Student，并且获取了它的类对象，获取完成之后我们直接 print 这个类对象，又或者把这个类对象转变成字符串去输出，那它的结果是一样的。

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
student=Student("周杰轮",11)  
print(student) \# 结果：<\_main\_.student object at0x000002200cFD7040>  
print(str(student)) \# 结果：<main\_.student object at0x000002200cFD7040>

结果其实表示的是我们当前那个对象的内存地址，好，看起来还是比较高大上的，但是内存地址对于我们来说没什么大的作用，我们一般在开发的过程中也不关心对象的内存地址，那所以说我们可以通过str 这个字符串的内置的魔术方法来去控制我们直接输出这个对象，或者说直接把它转换成字符串的行为。

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
def \_\_str\_\_(self):  
return f"student类对象，name=\{self.name\},age=\{self.age\}"  
student=Student("周杰轮",11)  
print(student) \# 结果：student类对象，name=周杰轮，age=11  
print(str(student)) \# 结果：student类对象，name=周杰轮，age=11

*  方法名：str
 *  返回值：字符串
 *  内容：自行定义

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lt 小于符号比较方法

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
stu1 = Student("周杰轮",11)  
stu2 = Student("林军杰",13)  
print(stu1 < stu2)

![927d5c374fdf50af88378c9e142777f0.png][]

直接对2个对象进行比较是不可以的，但是在类中实现lt方法，即可同时完成：小于符号 和 大于符号 2种比较

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
def \_\_lt\_\_(self,other):  
return self.age < other.age  
stu1 = Student("周杰轮",11)  
stu2 = Student("林军杰",13)  
print(stu1 < stu2) \# 结果：True  
print(stu1 > stu2) \# 结果：Falue

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le 小于等于比较符号方法

魔术方法：le可用于：<=、>=两种比较运算符上。

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
  
def \_\_le\_\_(self,other):  
return self.age <= other.age  
  
stu1=Student("周杰轮",11)  
stu2=Student("林军杰",13)  
print(stu1 <= stu2)\#结果：True  
print(stu1 >= stu2)\#结果：Falue

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eq，比较运算符实现方法

class Student:  
def \_\_init\_\_(self,name,age):  
self.name = name  
self.age = age  
def \_\_eq\_\_(self,other):  
return self.age == other.age  
  
stu1 = Student("周杰轮",11)  
stu2 = Student("林车杰",11)  
print(stu1 == stu2) \# 结果：True

*  不实现eq方法，对象之间可以比较，但是是比较内存地址，也即是：不同对象==比较一定是False结果。
 *  实现了eq方法，就可以按照自己的想法来决定2个对象是否相等了。
 *

![9bb55ee70036a693402ce18c77dfe447.png][]

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