Python3 面向对象

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。

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。

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。

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。

实例变量：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。

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。

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:

...

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:

#!/usr/bin/python3

class  My  Class:

"""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())

实例化类：

# 实例化类x=MyClass()

# 访问类的属性和方法

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

很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），像下面这样：

def__init__(self):

self.data = []

类定义了 __init__() 方法的话，类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:

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:

>>>class  Complex:

...def__init__(self, realpart, imagpart):

...     self. r = realpart

...     self. i = imagpart

...

>>>x=Complex(3.0,-4.5)

>>>x.r,x.i

(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。

classTest:

        def  prt (self):

               print(self)

               print(self.__class__)

t = Test()

t.prt()

以上实例执行结果为：

<__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:

classTest:

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

在类地内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，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:

#!/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))

# 实例化类

p=people('runoob',10,30)

p.speak()

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:

classDerivedClassName(BaseClassName1):

.

.

.

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):

实例

#!/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))

s=student('ken',10,60,3)

s.speak()

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:

classDerivedClassName(Base1,Base2,Base3):

.

.

.

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。

#!/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

           defspeak(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，多重继承之前的准备

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))

#多重继承

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排前地父类的方法

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：

#!/usr/bin/python3

classParent:                        # 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

执行以上程序输出结果为：

调用子类方法

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，不能在类地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

在类地内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，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

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用self.__private_methods。

实例

类的私有属性实例如下：

#!/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",line16,in

             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：

#!/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')

x.who()                                   # 正常输出

x.foo()                                    # 正常输出

x.__foo()                               # 报错

以上实例执行结果：

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

__div__:除运算

__mod__:求余运算

__pow__:称方

运算符重载

Python同样支持运算符重载，我么可以对类的专有方法进行重载，实例如下：

#!/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):

                  returnVector(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)