Python 极简教程(二十) - 面向对象(1)类与对象

学习语言就离不开要学习面向对象编程。那什么叫面向对象呢?

面向对象编程:Object Oriented Programming,简称 OOP

是一种程序设计思想,OOP以对象作为基本单位,对象包含了数据和操作数据的方法。

Python 设计之初就被设计成支持面向对象的编程语言

Python 中面向对象比较简单,支持面向对象的三大特征:封装、继承和多态。

首先是封装。

封装,即隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口,控制在程序中属性的读和修改的访问级别;将抽象得到的数据和行为(或功能)相结合,形成一个有机的整体,也就是将数据与操作数据的源代码进行有机的结合,形成“类”,其中数据和函数都是类的成员。

也就是说,类,就是面向对象之封装概念的载体。

类可以将完成某一事件相关的变量、函数封装在一个整体中。变量成为类中的属性,而函数成为类中的方法。

通过类可以生成无数多的对象,这些对象具有相同的特征。可以对同一类型的不同数据进行处理。

前面讲过的列表中的方法是否还记得?

Python 中的一切都是对象,因此列表也是一个对象,你定义的列表,就相当于从列表类中生成一个对象。那么这个对象就可以使用该类中定义的属性和方法了。这也就是所谓的对同类事物的数据和操作都封装在类中,通过对象来对这些数据进行操作。

在 Python 中定义类:

# 声明类
class 类名:
  声明类属性
  def __init__(self):  # 初始化方法
    声明实例属性
  def 实例方法(self):
    方法语句

# 实例化
对象名 = 类名(参数)
# 调用属性
对象名.属性
# 调用方法
对象名.方法(参数)

来一个抽象点的例子:
比如我们现在是一个汽制造厂,要制造汽车,首先要进行汽车设计吧!类就相当于图纸,那么在设计图纸时,我们就要考虑这辆车有些什么特征,比如颜色、排量、发动机型号之类的,还要考虑汽车能否支持自动驾驶,能否自动升窗等。(当然我不懂车,大家能明白意思就行)

这时候只是个设计,预期会有这些特征和功能。这就是要抽象的概念啦。

抽象,从具体事物抽出、概括出它们共同的方面、本质属性与关系等,而将个别的、非本质的方面、属性与关系舍弃,这种思维过程,称为抽象。

那么我们现在就可以来绘制这个图纸了。

class Car():  
  # 类属性,可以简单理解为类中的变量(常量)
  # 每辆车都应该具备且不会变化的属性可以放在类属性
  # 比如,排量标准必须支持国六
  standard = 'The Six'

  def __init__(self, clr, vol, en):
    # 像颜色、排量、发动机型号具体生产出来的车才具备的属性
    # 就可以放在实例属性中
    # 因为每辆车会不一样
    self.color = clr
    self.volumn = vol
    self.engine_number = en
    # 以上就是在声明实例属性
    # 当生产具体的车的时候才会赋予具体的值
    # 实例属性声明时必须要加上 self

  def refit(self, engine_no):
    '''支持换发动机哦!'''
    # 在类中修改属性
    self.engine_number = engine_no
  
  def drive(self, driver):
    '''车肯定有驾驶功能啦'''
    # 声明方法的时候,第一个参数必须是 self
    print('%s正在驾驶着%s的车...' % (driver, self.color))

  def auto_drive(self):
    '''还具备自动驾驶功能哦!'''
    self.drive('电脑')   # 电脑在驾驶哦
    # 在类方法中调用类中其他方法的时候,记得加上self.

  def show(self):
    '''展示一下你的车吧'''
     print('这是一辆支持%s标准的车哦!' % self.standard)
    # 在类中使用属性时,记得要加上 self.
    # 类属性也一样哦,需要加上 self.

self 是什么鬼?就是指对象自己。self.color 我自己的颜色。self.drive('电脑') 我自己的驾驶方式。
实在闹不懂的话先放一放呗,记住怎么用就行了。

现在图纸设计好了,但现在这也仅仅个图纸,是不会具备实际驾驶功能的,只有当车实际生产出来后才具备。那么现在就来生产具体的车吧。

对我们这个烂例子来说,其实生产车就是实例化啦。

# 指定车的颜色、排量和发动机型号
car = Car(clr='红色', vol=2.0, en='9527')
# 实例化时,需要的参数由类中的初始化__init__方法决定

# 这样就生产了一辆红色的车了
# 这个 car 就是上面的 Car 类的对象了

# 对象就可以调用属性和方法啦

# 查看车的颜色吧
print(car.color)
# 还可以给车重新涂颜色
car.color = '蓝色'
# 再看看排量吧
print(car.volumn)

# 车造好就可以开了哦
# 类中的方法虽然第一个参数必须是 self
# 但是 self 不用传值
car.drive('nemo')

# 改造一下发动机吧
car.refit(6666)
# 再看看新发动机
print(car.engine_number)

概念解释:

  • 类 class:用来描述具有相同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。其中的对象被称作类的实例
  • 对象 object:也称为实例,instance。某一类事务的具体的值。比如如果人类是一个类的话,那么对象就是指张三、李四,具体的人。
  • 实例化:创建类的实例的过程或操作。
  • 实例变量:也称为实例属性,定义在实例中的变量,只作用于当前实例,在__init__初始化方法中定义。
  • 类变量:也称为类属性,类变量是所有实例公有的变量。类变量定义在类中,但在方法体之外。
  • 方法:类中定义的函数。
  • 静态方法:不需要实例化就可以由类执行的方法。
  • 类方法:类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。
  • 方法重写:如果从父类继承的方法不能满足子类的需求,可以对父类的方法进行改写,这个过程也称override。
  • 封装:将内部实现包裹起来,对外透明,提供方法作为接口进行调用的机制。
  • 继承:即一个派生类(derived class,也叫子类)继承父类(base class,也叫超类、基类)的变量和方法。
  • 多态:根据对象类型的不同以不同的方式进行处理。
  • 构造函数:也叫初始化方法,__init__,在实例化一个对象时,会运行类中的__init__方法。
  • 数据成员:类变量、实例变量、方法、类方法、静态方法和属性等的统称。
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