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。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。

1.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。

2.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。

2.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/python3class 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())

以上程序输出结果为：

MyClass 类的属性 i 为： 12345MyClass 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 = []

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。

class Test:    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。

4.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。

5.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:

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:

#!/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:

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    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

6.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/python3class 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

执行以上程序输出结果为：

调用子类方法

7.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/python3class 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

类的私有方法实例如下：

#!/usr/bin/python3class 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__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/python3class 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)