python学习（六）：面向对象

来源：互联网发布：淘宝上便宜的零食店铺编辑：程序博客网时间：2024/04/29 02:30

面向对象与面向过程

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。面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合，而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。给对象发消息实际上就是调用对象对应的关联函数，我们称之为对象的方法（Method）。面向对象的设计思想是抽象出Class，根据Class创建Instance。面向对象的抽象程度又比函数要高，因为一个Class既包含数据，又包含操作数据的方法。
面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

对象与实例

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），必须牢记类是抽象的模板，而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。
可以自由地给一个实例变量绑定属性;由于类可以起到模板的作用，因此，可以在创建实例的时候，把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去，通过定义一个特殊的init方法，在创建实例的时候，就把属性绑上去。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。和普通的函数相比，在类中定义的函数只有一点不同，就是第一个参数永远是实例变量self，并且，调用时，不用传递该参数。除此之外，类的方法和普通函数没有什么区别，所以，你仍然可以用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。

小结

类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，各个实例拥有的数据都互相独立，互不影响；
方法就是与实例绑定的函数，和普通函数不同，方法可以直接访问实例的数据；
通过在实例上调用方法，我们就直接操作了对象内部的数据，但无需知道方法内部的实现细节。
和静态语言不同，Python允许对实例变量绑定任何数据，也就是说，对于两个实例变量，虽然它们都是同一个类的不同实例，但拥有的变量名称都可能不同。

访问限制

在Python中，实例的变量名如果以__（双下划线）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。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。
在Python中，变量名类似xxx的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量，所以定义变量时，最好不要以variable这样形式定义类属性。
有时你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如_name（一个下划线），这样的实例变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。
双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢？其实也不是。比如Student类和属性__name,不能直接访问__name,是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name，所以，仍然可以通过后者来访问__name变量。但是强烈建议你不要这么干，因为不同版本的Python解释器可能会把__name改成不同的变量名。
总的来说就是，Python本身没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。

封装

面向对象程序设计中的术语对象（Object）基本上可以看做数据（特性）以及由一系列可以存取、操作这些数据的方法所组成的集合。传统意义上的“程序=数据结构+算法”被封装”掩盖“并简化为“程序=对象+消息”。对象是类的实例，类的抽象则需要经过封装。封装可以让调用者不用关心对象是如何构建的而直接进行使用。

继承与多态

在OOP程序设计中，当我们定义一个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）。继承有什么好处？最大的好处是子类获得了父类的全部功能，继承的第二个好处需要我们对代码做一点改进。本质上，继承使代码重用功能最大化。
多态：意味着变量并不知道引用的对象是什么，根据引用对象的不同表现不同的行为方式。在处理多态对象时，只需要关注它的接口即可。这就是著名的“开闭”原则：对扩展开放，即允许增加新的子类；对修改封闭，即需要修改接口的方法。

鸭子类型

鸭子类型是动态类型的一种风格。在这种风格中，一个对象有效的语义，不是由继承自特定的类或实现特定的接口，而是由”当前方法和属性的集合”决定。这个概念的名字来源于由James Whitcomb Riley提出的鸭子测试，“鸭子测试”可以这样表述：“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。python中的鸭子类型允许我们使用任何提供所需方法的对象，而不需要迫使它成为一个子类。
态类型语言的面向对象设计中，鸭子类型的概念至关重要。利用鸭子类型的思想，我们不必借助超类型的帮助，就能轻松地在动态类型语言中实现一个原则：“面向接口编程，而不是面向实现编程” 。
因为任何提供正确接口的对象都可以在python中交替使用，它减少了多态的一般超类的需求。继承仍然可以用来共享代码，但是如果所有被共享的都是公共接口，鸭子类型就是所有所需的。这减少了继承的需要，同时也减少了多重继承的需要；通常，当多重继承似乎是一个有效方案的时候，我们只需要使用鸭子类型去模拟多个超类之一（定义和那个超类一样的接口和实现）就可以了。
动态语言的鸭子类型特点决定了继承不像静态语言那样是必须的。

实例属性 vs 类属性

实例属性：给实例绑定属性的方法是通过实例变量，或者通过self变量；
类属性：如果类本身需要绑定一个属性呢？可以直接在class中定义属性，这种属性是类属性，归类所有；当我们定义了一个类属性后，这个属性虽然归类所有，但类的所有实例都可以访问到。
在编写程序的时候，千万不要把实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性，但是当你删除实例属性后，再使用相同的名称，访问到的将是类属性。

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