面向对象编程——Object Oriented Programming,简称OOP,是一种程序设计思想。
OOP把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。
在Python中,所有数据类型都可以视为对象,当然也可以自定义对象。
自定义的对象数据类型就是面向对象中的类(Class)的概念。
类和实例
面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance)
类是抽象的模板。实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
1.定义类
class 类名(object):
pass
类名通常是大写开头的单词。(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,这是所有类最终都会继承的类。
创建实例是通过类名+()
实现
例如:写一个学生类:
class Student(object):
# 通过定义一个特殊的__init__方法,在创建实例的时候,就把name,score等属性绑上去
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
# 类方法
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.name,self.score))
注意到__init__
方法的第一个参数永远是self,表示创建的实例本身,因此,在__init__
方法内部,就可以把各种属性绑定到self,因为self就指向创建的实例本身。
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:
目前外部代码还是可以自由地修改一个实例的name、score属性
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(private),只有内部可以访问,外部不能访问,所以,我们把Student类改一改:
lass Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.__name = name
self.__score = score
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
改完后,对于外部代码来说,没什么变动,但是已经无法从外部访问实例变量.__name
和实例变量.__score
了
这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态,这样通过访问限制的保护,代码更加健壮。
如果外部代码要获取name和score,可以给Student类增加get_name
和get_score
的获取方法
如果又要允许外部代码修改score,可以再给Student类增加set_score
方法
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))
def get_name(self):
return self.__name
面向对象的三大特点
继承,多态,封装
- 数据封装
在上面的Student类中,每个实例就拥有各自的name和score这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据,比如打印一个学生的成绩:
这样一来,从外部看Student类,就只需要知道,创建实例需要给出name和score,而如何打印,都是在Student类的内部定义的,这些数据和逻辑被“封装”起来了,调用很容易,但却不用知道内部实现的细节。
封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法
例如
- 继承
定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)。
继承的好处是子类获得了父类的全部功能。
例如,我们可以编写一个Animal的class
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running......')
再写一个Dog的class和Cat的class
class Dog(Animal):
pass
class Cat(Animal):
pass
对于Dog和Cat来说Animal就是他们的父类,对于Animal来说Dog和Cat就是他的子类。
由于Dog和Cat继承了Animal,所以也就有了父类的run()
方法。
当然子类也可以有自己的方法:
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,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()。
- 多态
多态指的是一类事物有多种形态。因而多态的概念依赖于继承
我们从数据类型来看多态
这样看c不仅是Dog还是Animal
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。但是反过来却不行。
Dog可以看成Animal,但Animal不可以看成Dog。
获取对象类型
- 判断对象类型
type()
函数type()
返回它对应的Class类型
判断一个对象是否是函数
- 判断class的类型(class的继承关系)
还可以判断一个变量是否是某些类型中的一种
isinstance()
上面有介绍,就不再做解释
- 获得一个对象的所有属性和方法
dir()
它返回一个包含字符串的list
类似__xxx__
的属性和方法在Python中都是有特殊用途的
比如__len__
方法返回长度
获取属性
getattr()
设置属性
setattr()
查看属性是否存在
hasattr()
如果试图获取不存在的属性,会抛出AttributeError的错误