【Python】Python系列教程-- Python3 面向对象（二十八）

不念不忘少年蓝@ 2023-10-12 12:05 43阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  面向对象技术简介
 *  类定义
 *  类对象
 *  self代表类的实例，而非类
 *  类的方法
 *  继承
 *  多继承
 *  方法重写
 *  类属性与方法
 *   *  类的私有属性
 *  运算符重载

## 前言 ##

往期回顾：

*  [Python系列教程–Python3介绍（一）][Python_Python3]
 *  [Python系列教程–Python3 环境搭建（二）][Python_Python3 1]
 *  [Python系列教程–Python3 VScode（三）][Python_Python3 VScode]
 *  [Python系列教程–Python3 基础语法（四）][Python_Python3 2]
 *  [Python系列教程–Python3 基本数据类型（五）][Python_Python3 3]
 *  [Python系列教程-- Python3 数据类型转换（六）][Python_-- Python3]
 *  [Python系列教程-- Python3 推导式（七）][Python_-- Python3 1]
 *  [Python系列教程-- Python3 解释器和注解（八）][Python_-- Python3 2]
 *  [Python系列教程-- Python3 什么是运算符（九）][Python_-- Python3 3]
 *  [Python系列教程-- Python3 数字(Number)（十）][Python_-- Python3 _Number]
 *  [Python系列教程-- Python3 字符串（十一）][Python_-- Python3 4]
 *  [Python系列教程-- Python3 列表（十二）][Python_-- Python3 5]
 *  [Python系列教程-- Python3 元组（十三）][Python_-- Python3 6]
 *  [Python系列教程-- Python3 字典（十四）][Python_-- Python3 7]
 *  [Python系列教程-- Python3 集合（十五）][Python_-- Python3 8]
 *  [Python系列教程-- Python3 条件控制（十六）][Python_-- Python3 9]
 *  [Python系列教程-- Python3 循环语句（十七）][Python_-- Python3 10]
 *  [Python系列教程-- Python3 编程第一步（十八）][Python_-- Python3 11]
 *  [Python系列教程-- Python3 推导式（十九）][Python_-- Python3 12]
 *  [Python系列教程-- Python3 迭代器与生成器（二十）][Python_-- Python3 13]
 *  [Python系列教程-- Python3 函数（二十一）][Python_-- Python3 14]
 *  [Python系列教程-- Python3 数据结构（二十二）][Python_-- Python3 15]
 *  [Python系列教程-- Python3 模块（二十三）][Python_-- Python3 16]
 *  [Python系列教程-- Python3 输入和输出（二十四）][Python_-- Python3 17]
 *  [Python系列教程-- Python3 File(文件) 方法（二十五）][Python_-- Python3 File_]
 *  [Python系列教程-- Python3 OS 文件/目录方法（二十六）][Python_-- Python3 OS]
 *  [Python系列教程-- Python3 错误和异常（二十七）][Python_-- Python3 18]

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。

如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。

接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

## 面向对象技术简介 ##

*  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。
 *  方法：类中定义的函数。
 *  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。
 *  局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
 *  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，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
 *  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。
 *  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。

和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。

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。

对象可以包含任意数量和类型的数据。

## 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:

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class MyClass:
        """一个简单的类实例"""
        i = 12345
        def f(self):
            return 'hello world'
     
    # 实例化类
    x = MyClass()
     
    # 访问类的属性和方法
    print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
    print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())

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。

执行以上程序输出结果为：

MyClass 类的属性 i 为： 12345
    MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

类有一个名为 **init**() 的特殊方法（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:

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class Complex:
        def __init__(self, realpart, imagpart):
            self.r = realpart
            self.i = imagpart
    x = Complex(3.0, -4.5)
    print(x.r, x.i)   # 输出结果：3.0 -4.5

## 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。

class Test:
        def prt(self):
            print(self)
            print(self.__class__)
     
    t = Test()
    t.prt()
    ```python
    以上实例执行结果为：
    ```python
    <__main__.Test instance at 0x100771878>
    __main__.Test

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 runoob 也是可以正常执行的:

class Test:
        def prt(runoob):
            print(runoob)
            print(runoob.__class__)
     
    t = Test()
    t.prt()

以上实例执行结果为：

<__main__.Test instance at 0x100771878>
    __main__.Test

## 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。

实例(Python 3.0+)

执行以上程序输出结果为：

runoob 说: 我 10 岁。

## 继承 ##

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName):
        <statement-1>
        .
        .
        .
        <statement-N>

子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。

BaseClassName（实例中的基类名）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):

实例(Python 3.0+)

执行以上程序输出结果为：

ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

## 多继承 ##

Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:

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

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父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，从左到右查找父类中是否包含方法。

实例(Python 3.0+)

#!/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))
     
    #另一个类，多继承之前的准备
    class speaker():
        topic = ''
        name = ''
        def __init__(self,n,t):
            self.name = n
            self.topic = t
        def speak(self):
            print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))
     
    #多继承
    class sample(speaker,student):
        a =''
        def __init__(self,n,a,w,g,t):
            student.__init__(self,n,a,w,g)
            speaker.__init__(self,n,t)
     
    test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
    test.speak()   #方法名同，默认调用的是在括号中参数位置排前父类的方法

执行以上程序输出结果为：

我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

## 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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class Parent:        # 定义父类
       def myMethod(self):
          print ('调用父类方法')
     
    class Child(Parent): # 定义子类
       def myMethod(self):
          print ('调用子类方法')
     
    c = Child()          # 子类实例
    c.myMethod()         # 子类调用重写方法
    super(Child,c).myMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法

super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

执行以上程序输出结果为：

调用子类方法
    调用父类方法

## 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。

\#\#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使用 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。

实例  
类的私有属性实例如下：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class JustCounter:
        __secretCount = 0  # 私有变量
        publicCount = 0    # 公开变量
     
        def count(self):
            self.__secretCount += 1
            self.publicCount += 1
            print (self.__secretCount)
     
    counter = JustCounter()
    counter.count()
    counter.count()
    print (counter.publicCount)
    print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量

执行以上程序输出结果为：

1
    2
    2
    Traceback (most recent call last):
      File "test.py", line 16, in <module>
        print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
    AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

类的私有方法实例如下：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class Site:
        def __init__(self, name, url):
            self.name = name       # public
            self.__url = url   # private
     
        def who(self):
            print('name  : ', self.name)
            print('url : ', self.__url)
     
        def __foo(self):          # 私有方法
            print('这是私有方法')
     
        def foo(self):            # 公共方法
            print('这是公共方法')
            self.__foo()
     
    x = Site('菜鸟教程', 'www.runoob.com')
    x.who()        # 正常输出
    x.foo()        # 正常输出
    x.__foo()      # 报错

类的专有方法：

*  \_*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

## 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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
     
    class Vector:
       def __init__(self, a, b):
          self.a = a
          self.b = b
     
       def __str__(self):
          return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
       
       def __add__(self,other):
          return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
     
    v1 = Vector(2,10)
    v2 = Vector(5,-2)
    print (v1 + v2)

以上代码执行结果如下所示:

Vector(7,8)

[Python_Python3]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130980776
[Python_Python3 1]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130980858
[Python_Python3 VScode]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130980893
[Python_Python3 2]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130981255
[Python_Python3 3]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130999519
[Python_-- Python3]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130999535
[Python_-- Python3 1]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/130999553
[Python_-- Python3 2]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/130999590
[Python_-- Python3 3]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131017296
[Python_-- Python3 _Number]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131017307
[Python_-- Python3 4]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131017321
[Python_-- Python3 5]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131028799
[Python_-- Python3 6]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131028904
[Python_-- Python3 7]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131029088
[Python_-- Python3 8]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131031598
[Python_-- Python3 9]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131040742
[Python_-- Python3 10]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131040928
[Python_-- Python3 11]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131043423
[Python_-- Python3 12]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131043599
[Python_-- Python3 13]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131059837
[Python_-- Python3 14]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131060144
[Python_-- Python3 15]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131060502
[Python_-- Python3 16]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131060702
[Python_-- Python3 17]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131074635
[Python_-- Python3 File_]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131075387
[Python_-- Python3 OS]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131075515
[Python_-- Python3 18]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131075778