Python教程:面向对象

2017-01-13 作者: xuzhiping 浏览: 634 次

摘要: 慎用面向对象:开始之前,请阅读《面向对象编程已死》 实际上我并不喜欢面向对象,使用Python以来,我仅仅在wxpython中用过比较多的面向对象。面向对象的设计方式,对我来讲有些繁琐了。此次教程基本都是网上找来的内容,面向对象的短小的例子一时想不出比较好的....

慎用面向对象:开始之前,请阅读《面向对象编程已死》 实际上我并不喜欢面向对象,使用Python以来,我仅仅在wxpython中用过比较多的面向对象。面向对象的设计方式,对我来讲有些繁琐了。此次教程基本都是网上找来的内容,面向对象的短小的例子一时想不出比较好的。

简介

到目前为止,都是根据操作数据的函数或语句块来设计程序的。这被称为 面向过程的 编程。还有一种把数据和功能结合起来,用称为对象的东西包裹起来组织程序的方法。这种方法称为 面向对象的 编程理念。在大多数时候你可以使用过程性编程,但是有些时候当你想要编写大型程序或是寻求一个更加合适的解决方案的时候,你就得使用面向对象的编程技术。类和对象是面向对象编程的两个主要方面。类创建一个新类型,而对象这个类的 实例 。这类似于你有一个int类型的变量,这存储整数的变量是int类的实例(对象)。注意,即便是整数也被作为对象(属于int类)。这和C++、Java(1.5版之前)把整数纯粹作为类型是不同的。通过help(int)了解更多这个类的详情。C#和Java 1.5程序员会熟悉这个概念,因为它类似与 封装与解封装 的概念。 对象可以使用普通的 属于 对象的变量存储数据。属于一个对象或类的变量被称为域。对象也可以使用 属于 类的函数来具有功能。这样的函数被称为类的方法。这些术语帮助我们把它们与孤立的函数和变量区分开来。域和方法可以合称为类的属性。域有两种类型——属于每个实例/类的对象或属于类本身。它们分别被称为实例变量和类变量。 类使用class关键字创建。类的域和方法被列在一个缩进块中。

self关键字

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,但是在调用这个方法的时候你不为这个参数赋值,Python会提供这个值。这个特别的变量指对象本身,按照惯例它的名称是self。 虽然你可以给这个参数任何名称,但是 强烈建议 你使用self这个名称——其他名称都是不赞成你使用的。使用一个标准的名称有很多优点——你的程序读者可以迅速识别它,如果使用self的话,还有些IDE(集成开发环境)也可以帮助你。Python中的self等价于C++中的self指针和Java、C#中的this参考。这也意味着如果你有一个不需要参数的方法,你还是得给这个方法定义一个self参数。

一个尽可能简单的类如下面这个例子所示。 创建一个类 例11.1 创建一个类

#!/usr/bin/python
# Filename: simplestclass.py
class Person:
    pass # An empty block
p = Person()
print p

我们使用class语句后跟类名,创建了一个新的类。这后面跟着一个缩进的语句块形成类体。在这个例子中,我们使用了一个空白块,它由pass语句表示。可以注意到存储对象的计算机内存地址也打印了出来。这个地址在你的计算机上会是另外一个值,因为Python可以在任何空位存储对象。

对象的方法

使用对象的方法 例11.2 使用对象的方法

#!/usr/bin/python
class Person:
    def sayHi(self):
        print 'Hello, how are you?'
p = Person()
p.sayHi()

这里我们看到了self的用法。注意sayHi方法没有任何参数,但仍然在函数定义时有self。调用类的方法时,使用p.sayHi()。

__init__方法

init方法在类的一个对象被建立时,马上运行。这个方法可以用来对你的对象做一些你希望的 初始化 。注意,这个名称的开始和结尾都是双下划线。

使用__init__方法

#!/usr/bin/python
class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def sayHi(self):
        print 'Hello, my name is', self.name
p = Person('Swaroop')
p.sayHi()

这里,我们把init方法定义为取一个参数name(以及普通的参数self)。在这个init里,我们只是创建一个新的域,也称为name。注意它 们是两个不同的变量,尽管它们有相同的名字。点号使我们能够区分它们。 最重要的是,我们没有专门调用init方法,只是在创建一个类的新实例的时候,把参数 包括在圆括号内跟在类名后面,从而传递给init方法。这是这种方法的重要之处。现在,我们能够在我们的方法中使用self.name域。这在sayHi方法中得到了验证。

类与对象的方法

我们已经讨论了类与对象的功能部分,现在我们来看一下它的数据部分。事实上,它们只是与类和对象的名称空间 绑定 的普通变量,即这些名称只在这些类与对象的前提下有效。 有两种类型的 域 ——类的变量和对象的变量,它们根据是类还是对象 拥有 这个变量而区分。 类的变量 由一个类的所有对象(实例)共享使用。只有一个类变量的拷贝,所以当某个对象对类的变量做了改动的时候,这个改动会反映到所有其他的实例上。 对象的变量 由类的每个 对象/实例拥有。因此每个对象有自己对这个域的一份拷贝,即它们不是共享的,在同一个类的不同实例中,虽然对象的变量有相同的名称,但是是互不相关的。通过一个例子会 使这个易于理解。

使用类与对象的变量

#!/usr/bin/python
class Person:
    '''Represents a person.'''
    population = 0
    def __init__(self, name):
        '''Initializes the person's data.'''
        self.name = name
        print '(Initializing %s)' % self.name
        # When this person is created, he/she
        # adds to the population
        Person.population += 1
    def __del__(self):
        '''I am dying.'''
        print '%s says bye.' % self.name
        Person.population -= 1
        if Person.population == 0:
            print 'I am the last one.'
        else:
            print 'There are still %d people left.' % Person.population
    def sayHi(self):
        '''Greeting by the person.
        Really, that's all it does.'''
        print 'Hi, my name is %s.' % self.name
    def howMany(self):
        '''Prints the current population.'''
        if Person.population == 1:
            print 'I am the only person here.'
        else:
            print 'We have %d persons here.' % Person.population
swaroop = Person('Swaroop')
swaroop.sayHi()
swaroop.howMany()
kalam = Person('Abdul Kalam')
kalam.sayHi()
kalam.howMany()
swaroop.sayHi()
swaroop.howMany()

记住,你只能使用self变量来参考同一个对象的变量和方法。这被称为属性参考 。 在这个程序中,我们还看到docstring对于类和方法同样有用。我们可以在运 行时使用Person.doc和Person.sayHi.doc来分别访问类与方法的文档字符串。 就如同init方法一样,还有一个特殊 的方法del,它在对象消逝的时候被调用。对象消逝即对象不再被使用,它所占用的内存将返回给系统作它用。在这个方法里面,我们只是简单地把Person.p opulation减1。 当对象不再被使用时,del方法运行,但是很难保证这个方法究竟在 什么时候 运行。如果你想要指明它的运行,你就得使用del语句,就如同我们在以前的例子中使用的那样。 Python中所有的类成员(包括数据成员)都是 公共的 ,所有的方法都是 有效的 。 只有一个例外:如果你使用的数据成员名称以 双下划线前缀 比如__privatevar,Python的名称管理体系会有效地把它作为私有变量(只是改名)。 这样就有一个惯例,如果某个变量只想在类或对象中使用,就应该以 单下划线前缀。而其他的名称都将作为公共的,可以被其他类/对象使用。记住这只是一个惯例,并不是Python所要求的(与双下划线前缀不同)。

继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过 继承 机制。继承完全可以理解成类之间的 类型和子类型 关系。在上述的场合中,SchoolMember类被称为 基本类 或 超类 。而Teacher和Student类被称为 导出类 或 子类 。现在,我们将学习一个例子程序。 使用继承 例11.5 使用继承

#!/usr/bin/python
class SchoolMember:
    '''Represents any school member.'''
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        print '(Initialized SchoolMember: %s)' % self.name
    def tell(self):
        '''Tell my details.'''
        print 'Name:"%s" Age:"%s"' % (self.name, self.age),
class Teacher(SchoolMember):
    '''Represents a teacher.'''
    def __init__(self, name, age, salary):
        SchoolMember.__init__(self, name, age)
        self.salary = salary
        print '(Initialized Teacher: %s)' % self.name
    def tell(self):
        SchoolMember.tell(self)
        print 'Salary: "%d"' % self.salary
class Student(SchoolMember):
    '''Represents a student.'''
    def __init__(self, name, age, marks):
        SchoolMember.__init__(self, name, age)
        self.marks = marks
        print '(Initialized Student: %s)' % self.name
    def tell(self):
        SchoolMember.tell(self)
        print 'Marks: "%d"' % self.marks
t = Teacher('Mrs. Shrividya', 40, 30000)
s = Student('Swaroop', 22, 75)
print # prints a blank line
members = [t, s]
for member in members:
    member.tell() # works for both Teachers and Students

为了使用继承,我们把基本类的名称作为一个元组跟在定义类时的类名称之后。 注意基本类的init方法专门使用self变量调用,这样我们就可以初始化对象的 基本类部分。这一点十分重要——Python不会自动调用基本类的constructor,你得亲自专门调用它。我们还观察到我们在方法调用之前加上类名称前缀,然后把self变量及其他参数传递给它。注意,在我们使用SchoolMember类的tell方法的时候,我们把Teacher和Student的实例仅仅作为SchoolMember的实例。 另外,在 这个例子中,我们调用了子类型的tell方法,而不是SchoolMember类的tell方法。可以这样来理解,Python总是首先查找对应类型的方法,在这个例 子中就是如此。如果它不能在导出类中找到对应的方法,它才开始到基本类中逐个查找。基本类是在类定义的时候,在元组之中指明的。一个术语的注释——如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作 多重继承。


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