>>> from env_helper import info; info()
页面更新时间： 2020-07-05 21:27:24
操作系统/OS: Linux-4.19.0-9-amd64-x86_64-with-debian-10.4 ；Python: 3.7.3

2.1. 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。

面向对象¶

面向对象就是把“对象”作为程序的基本单元。那么“对象”到底是什么呢？万物皆对象，现实世界中的任何事物都可以称之为对象。 “对象”就是对事物的一种抽象描述。

人们发现，现实世界中的事物，都可以用“数据”和“能力”来描述。比如我要描述一个人，“数据”就是他的年龄、性别、身高体重等，“能力”就是他能做什么工作，承担什么样的责任等。描述一台电视，“数据”就是它的屏幕尺寸、亮度等，“能力”就是播放《新闻联播》等。

接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

面向对象的基本概念¶

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。通俗点说，类就是一个模板，它描述了一类对象的属性和方法。例如，动物是一个类，它的属性有：门、纲、目、科、属、种；方法有：走、叫、吃等。
对象：对象就是类的实例。比如，“动物”是一个类，“浣熊”就是动物类的一个实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。比如，在动物类中创建一个“浣熊”的过程，就是类的实例化。
数据成员：用于处理类及其实例对象的相关的数据,它包括类变量和实例变量。
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。简单的说，在class内的，但不在class的方法内的变量，就是类变量。
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，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。简单的说，在class的方法内的，用self修饰的变量，就是实例变量。
方法：类中定义的函数。
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。比如，很多动物都是晚上休息、白天活动，而“猫头鹰”却是白天休息、晚上活动，所以，在创建“猫头鹰”这个子类时，就可以重写它的作息方法。
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。比如，“浣熊”继承了“动物”，“浣熊”是“动物”的子类，“动物”是“浣熊”的父类。

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。

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。

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())
MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

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 = []

类定义了__init__()方法的话，类的实例化操作会自动调用__init__()方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:

>>> x = MyClass()

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)
>>> print(x.r, x.i)   # 输出结果：3.0 -4.5
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()
<__main__.Test object at 0x7fa1e4cd2c18>
<class '__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。

self 不是 python 关键字，我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:

>>> class Test:
>>>     def prt(runoob):
>>>         print(runoob)
>>>         print(runoob.__class__)
>>>
>>> t = Test()
>>> t.prt()
<__main__.Test object at 0x7f1af85159a0>
<class '__main__.Test'>

类的方法¶

在类地内部，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。

类定义如下：

>>> class people:
>>>     name = ''
>>>     age = 0
>>>     __weight = 0
>>>
>>>     def __init__(self,n,a,w):
>>>         '''定义构造方法'''
>>>         self.name = n
>>>         self.age = a
>>>         self.__weight = w
>>>     def speak(self):
>>>         print(f"{self.name} 说: 我 {self.age} 岁。")

实例化类：

>>> p = people('osego',10,30)
>>> p.speak()
---------------------------------------------------------------------------

NameError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-1-7b6036dacfae> in <module>
----> 1 p = people('osego',10,30)
      2 p.speak()


NameError: name 'people' is not defined

注意上面定义的 __weight 变量。这种定义的变量称为私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问。

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:

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

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):

>>>
>>> #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)
>>>              )

实例化，并查看：

>>> s = student('ken',10,60,3)
>>> s.speak()
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:

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。

>>> #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
我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

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：

>>> 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
调用子类方法

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是用 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，不能在类地外部调用。self.__private_methods。

实例¶

类的私有属性实例如下：

>>> class 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)
1
2
2

报错，实例不能访问私有变量

>>> # print (counter.__secretCount)

类的私有方法实例如下：

>>> 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('osego', 'http://www.osgeo.cn/')

下面两个方法都会正常执行：

>>> x.who()
>>> x.foo()
name  :  osego
url :  http://www.osgeo.cn/
这是公共方法
这是私有方法

但下面就会报错：

>>> # x.__foo()

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__: 乘方

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)

>>> v1 + v2
<__main__.Vector at 0x7fa1e5516cc0>

>>> print (v1 + v2)
Vector (7, 8)

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2.1. Python3 面向对象¶

面向对象¶

面向对象的基本概念¶

类定义¶

类对象¶

类的方法¶

继承¶

多继承¶

方法重写¶

类属性与方法¶

类的私有属性¶

类的方法¶

类的私有方法¶

实例¶

类的专有方法：¶

运算符重载¶