5. Python面向对象(1)

1. 面向对象(只写了和java、c++不同之处)

1.1 面向对象介绍

1.2 面向对象的三大特征

  1. 继承

    java --> 单继承，可以使用接口
c++/python --> 多继承

  2. 封装

  3. 多态

2. 类和对象

2.1 定义类和实例化

class Student:
    #类属性，可以通过对象访问和类访问
    count=0 #公有类属性
    _a=0    #保护类属性，和c++、java不同，可以直接在类外访问到
    __b=0   #私有类属性，不能直接在类外访问到
    
    #Python不能对构造函数进行重载，也不能对函数进行重载，原因是因为python没有对形参
    #规定数据类型
    def __init__(self,age,name,id):
        count+=1
        self._age=age #保护方法，和c++、java不同，可以直接在类外访问到
        self.name=name #公有方法
        self.__id=id #私有方法
    
    #实例方法
    def setClassCount(self,count):
        Student.count=count #公有属性count
    
    def setObjectCount(self,count):
        self.count=count #公有属性count
    
    def setClassGrade(self,grade):
        Student.grade=grade #公有属性grade
        
    def setObjectGrade(self,grade):
        self.grade=grade #公有属性grade
        
    def setB(self,b):
        Student.__b=b
    
    def getB(self):
        return Student.__b
    
    def _protected(self): #保护实例方法，类外可以访问
        print("Protected")
        
    def __private(self): #私有实例方法，类外不能访问
        print("private")
    

Jack=Student(20,"Jack","111111111111111111") #实例化对象

#可以直接获取就可以直接赋值;不能直接使用，就在类中写接口使用
Student.count --> 1
Jack.count --> 1
Student._a --> 0
Jack._a --> 0
Student.__b --> AttributeError
Jack.__b --> AttributeError
Jack.setClassCount(12)
Jack.count --> 12
Jack.setObjectCount(5)
Jack.count --> 5
Student.count --> 12
Jack.setB(9)
Jack.getB() --> 9
Student._Student__b --> 9

Jack.name --> 'Jack'
Jack._age --> 20
Jack.__id --> AttributeError
Jack._Student__id --> '111111111111111111'

Jack._protected() --> Protected
Jack.__private() --> AttributeError
Jack._Student__private() --> private

Student.new="new"
Student.new --> 'new'
Jack.new --> 'new'
Jack.hello="hello"
Jack.hello --> 'hello'
def introduce():
    print("It is introduce")
Jack.introduce=introduce    
Jack.introduce() --> It is introduce

2.2 属性

2.2.1 类属性

  1. 类属性是该类所有实例化对象所共有的，相当于c++/java中的静态属性
  2. 类属性的定义能够在类内(方法外)、类之外(ClassName.classAttributeName=value)生成,也可以在方法中动态生成(ClassName.classAttributeName(不能在return语句中生成)) ==无slots==
  3. 类属性在类中只能通过类名来访问，通过对象来访问会为其生成一个同名的实例属性;在类外如果没有同名的实例属性类名访问和对象访问都可以;如果有同名的实例属性，只能够类名访问，对象访问到的为其实例属性

2.2.2 实例属性

  1. 实例属性为该对象所有，每个对象的实例属性储存的地址不同
  2. 实例属性的定义只能在方法内，可以在类中动态生成(self.classAttributeName(不能在return语句中生成)),还可以在类外生成(instance.classAttributeName=value) ==无slots==
  3. 类中类外实例属性的访问只能通过对象来访问，但是使用对象访问到的不一定都是实例属性(类外)

2.3 实例方法

  1. 魔法方法，其中最常用的是__init__构造方法，构造方法不能重载，因为在python中方法的形参没有直接定义其变量数据类型;__del__(self) 析构方法；__str__(self,...)直接打印类的时候调用该方法，如果不重写，返回的是该对象的描述

    class Student:
 def __str__(self):
        return "直接打印该类的实例对象时返回"

Jack=Student()
print(Jack) --> '直接打印该类的实例象时返回'

  2. 实例方法可以在类中生成也可以在类外有定义好 的函数生成(instance.method=function(定义好的))

  3. 类中类外实例方法的调用只能由实例调用，但是使用实例调用到到不一定都是实例方法(类外)

  4. 每一个方法都要传入self参数，传入实例对象本身

2.4 公有、保护和私有

​ 对于公有和保护，可以在类外直接访问;保护和其它语言不同，java/c++都是可以被继承不能在类外访问，python中可以被继承、在类外访问、可以跨包，但是如果被保护的是顶级的函数或变量，这些函数和变量不允许被import到其他包中

2.5判断类的实例

  1. Bool isinstance(InstanceName,ClassName)

    class Student:
 def __init__(self):
        pass
    
class Teacher:
    def __init__(self):
        pass
    
stu=Student()
isinstance(stu,Student) --> True
isinstance(stu,Teacher) --> False

2.6 继承

2.6.1 单继承

class People:
    def __init__(self,age,name):
        print("People")
        self.age=age
        self.name=name
        
    def introduce(self):
        print("Introduce.......")       
        
class Student(People):
    def __init__(self,age,name,grade):
        super(Student,self).__init__(age,name)
        # super().__init__(age,name)
        # People.__init__(self,age,name)
        self.grade=grade
        
Jack=Student(20,"Jack","A") --> People
Jack.introduce() --> Introduce.......

##########################################
class People:
    def __init__(self,age,name):
        print("People")
        self.age=age
        self.name=name
        
    def introduce(self):
        print("Introduce.......")       
        
class Student(People):
    def __init__(self,grade): #不像c++、java一样要调用
        self.grade=grade
     
    def introduce(self): # 重写了父类的方法
        print("I am a student")
        
Jack=Student("A")
Jack.introduce() --> I am a student

2.6.2 多继承

class People:
    def __init__(self,age,name):
        print("People")
        self.age=age
        self.name=name
        
    def introduce(self):
        print("Introduce.......")
        
class Man:
    sex="male"
    def __init__(self):
        pass
    
    def introduce(self):
        print("I am a man")
####################################    
class Student(People,Man):
    def __init__(self,age,name):
        People.__init__(self,age,name)
        #如果需要可以调用父类的多个继承方法
    
Jack=Student(20,"Jack") --> People
Jack.sex --> 'male'
Jack.introduce() --> Introduce.......
#####################################
class Student(Man,People):
    def __init__(self,age,name):
        People.__init__(self,age,name)
        #如果需要可以调用父类的多个继承方法
    
Jack=Student(20,"Jack") --> People
Jack.sex --> 'male'
Jack.introduce() --> I am a man

# 如果继承多个父类中，有相同的方法，则在子类中调用的是先继承的那个父类的方法

2.6.3 子类的判断

  1. Bool issubclass(subclass,father_class)

    class People:
 def __init__(self,age,name):
        print("People")
        self.age=age
        self.name=name
        
    def introduce(self):
     print("Introduce.......")       
        
class Student(People):
    def __init__(self,age,name,grade):
        super(Student,self).__init__(age,name)
        self.grade=grade
        
issubclass(Student,People) --> True
issubclass(People,Student) --> False

2.7 多态

class People:
    #自动生成默认无参构造方法
    def introduce(self):
        print("I am a people")
        
class Student(People):
    #自动生成默认无参构造方法
    def introduce(self):
        print("I am a student")
        
class Teacher(People):
    #自动生成默认无参构造方法
    def introduce(self):
        print("I am a teacher")

# 不同对象使用同一方法，得到的结果不同        
People().introduce() --> I am a people
Student().introduce() --> I am a student
Teacher().introduce() --> I am a teacher

2.8 类的高级特征

2.8.1 @property

  1. @property (描述符)将类的方法当属性来使用

    class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.__age=age
        
    def set_age(self,age):
        if age>150 and age<0:
            print("Inputed age is wrong")
        else:
         self.__age=age
        
    def get_age(self):
        return self.__age
    
Jack=Student("Jack",20)
Jack.get_age() --> 20
Jack.set_age(21)
Jack.get_age() --> 21
############################
class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.__age=age
    
    @property     #必须在@age.setter之前
    def age(self):
        return self.__age
    
    @age.setter
    def age(self,age):
        if age>150 and age<0:
            print("Inputed age is wrong")
        else:
         self.__age=age
    
Jack=Student("Jack",20)
Jack.age --> 20
Jack.age=21
Jack.age -->21
# 然后直接调用函数的使用方式不可用
###########################
# 这种写法也可以
class Student:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.__age=age
        
 @property     #必须在@age.setter之前
    def get_age(self):
        return self.__age
    
    @get_age.setter
    def set_age(self,age):
        if age>150 and age<0:
            print("Inputed age is wrong")
        else:
         self.__age=age
            
Jack=Student("Jack",20)
Jack.get_age --> 20
Jack.set_age=21
Jack.get_age -->20
# @property将get_age变成属性，方法失效
# @get_age.setter将设置成get_age的setter，可以传值
# 不规范，不建议这样写

2.8.2 __slots__

  1. 为指定的类设置一个静态的属性列表，为属性少的类节约内存空间

  2. slots只针对于实例属性和实例方法

    class People:
 __slots__=("age",) #实例属性
    def __init__(self,age):
        self.age=age
    
class Student(People):
    __slots__=("grade",) #扩充，如果不扩充，父类的也不生效
    def __init__(self,age):
        People.__init__(self,age)

#有slots之后属性和方法不能随意添加

#实例不合逻辑
Jack=Student(20)
Jack.age --> 20
Jack.grade="A"
Jack.grade --> 'A'

Jack.hello="hello" --> AttributeError
def introduce():
    print("hello")
Jack.introduce=introduce --> AttributeError

Student.hello="hello"
Student.hello --> 'hello'

2.9 对属性和方法动态生成再次总结

  1. 无slots时，可以随便动态生成实例属性和实例方法，类内类外都可以生成

  2. 有slots时，生成实例属性和实例方法受到限制，只能够生成Tuple中的，对类属性方法和静态方法不生效

  3. 类方法无法动态生成

    class Test:
    name="Jack" #1.生成类属性
    
    @staticmethod #4.生成静态方法
    def hello(self):
        print("hello")
        
    def __init__(self,name): #3.生成实例方法
        Test.age=12 #1.生成类属性
        self.name=name #2.生成实例属性
        
    @classmethod #5.生成类方法
    def introduce(cls): #cls为类
        print("introduce...........")
        return cls.name
        
Test.a=1 #1.生成类属性
Jack=Test("Jack")
Jack.b=2 #2.生成实例属性
def a():
    print("a")
Jack.a=a #3.生成实例方法
def b():
    print("b")
Test.b=b #4.生成静态方法

# 在类中，类调用类属性和静态方法，实例调用实例属性和实例方法

# 在类外，类属性可以类调用和实例调用
# 在类外，实例属性可以实例调用
# 在类外，静态方法可以类调用和实例调用
# 在类外，实例方法可以实例调用
# 一般，实例属性、实例方法比类属性、静态方法优先

# 在类外，类方法可以类访问和实例访问

2.10 类的静态方法和类方法

2.10.1 静态方法

  1. @staticmethod ==方法不传self==

  2. 可以用类名来动态生成

  3. 类中只能类访问，类外可以类访问和实例访问

    class Student:
    @staticmethod
    def hello():
        print("hello")
        
Jack=Student()
Jack.hello() --> hello
Student.hello() --> hello

2.10.2 类方法

  1. @classmethod

  2. 不能动态生成

  3. 类访问和实例访问

    class Student:
 name="Jack"
    
    @classmethod
    def hello(cls):
        return cls.name
        
Jack=Student()
Jack.hello() --> 'Jack'
Student.hello() --> 'Jack'
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