Python

面向对象

Posted by LemonWhale on April 23, 2023

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。
  • 方法 类中定义的函数。
  • 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。
  • 局部变量 定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
  • 实例变量 在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
  • 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。
  • 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。

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。

4. 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:

class 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())

self是类的实例，类的方法必须有一个额外的第一个参数名称，按惯例即是self。实际上，self代表当前对象的地址，self.class则指向类。

类实例化的时候会自动调用__init__()方法(构造方法)，该方法也可以拥有参数。

class Complex:
    def __init__(self,realpart,imagpart):
        self.r=realpart
        self.i=imagpart
x=Complex(3.0,4.0)
print(x.r,x.i)

5.类的方法

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例。

class people:
	#定义基本属性
    name = ""
    age = 0
    #定义私有属性，在类外部无法直接访问
    __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):  #必须有self变量，否则报错
        print("我的名字是%s,我今年%d岁了。" % (self.name, self.age))

#实例化类
x = people("gc", 23, 10)
x.speak()

6. 继承

语法

class DerivedClassName(BaseClassName): 
	<statement-1> 
	.
	.
	. 
	<statement-N>

BaseClassName（实例中的基类名）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):

单继承

#父类的方法
class people:
    name = ""
    age = 0
    __weight = 0

    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):  #必须有self变量，否则报错
        print("我的名字是%s,我今年%d岁了。" % (self.name, self.age))

x = people("gc", 23, 10)
x.speak()

#继承
class student(people):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        #调用父类的构造方法
        people.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    #重写父类的方法
    def speak(self):
        print("my name is %s and I study in %d grade now." %
              (self.name, self.grade))

y = student("gc", 10, 40, 4)
y.speak()

多继承

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
	<statement-1> 
	.
	.
	. 
	<statement-N>

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。

#父类的方法
class people:
    name = ""
    age = 0
    __weight = 0

    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):  #必须有self变量，否则报错
        print("我的名字是%s,我今年%d岁了。" % (self.name, self.age))

x = people("gc", 23, 10)
x.speak()

#继承
class student(people):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        #调用父类的构造方法
        people.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    #重写父类的方法
    def speak(self):
        print("my name is %s and I study in %d grade now." %
              (self.name, self.grade))

y = student("gc", 10, 40, 4)
y.speak()
  
#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参数位置排前父类的方法

子类方法重写

#子类方法重写
class 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
super(Child, c).myMethod()  #用子类对象调用父类已被覆盖的方法

super()函数是调用父类（超类）的一个方法

7. 类属性和方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的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

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例。

self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定使用 self。

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，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.__private_methods。

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('必应', 'www.bing.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
  • __truediv__: 除运算
  • __mod__: 求余运算
  • __pow__: 乘方

8. 运算符重载

Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，实例如下：

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):
        return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2, 10)
v2 = Vector(5, -2)
print(v1 + v2)

面向对象形象理解

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