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Python 面向?qū)ο?/h1>

Python從設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)是一門(mén)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,正因?yàn)槿绱耍赑ython中創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)和對(duì)象是很容易的。本章節(jié)我們將詳細(xì)介紹Python的面向?qū)ο缶幊獭?

如果你以前沒(méi)有接觸過(guò)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言,那你可能需要先了解一些面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的一些基本特征,在頭腦里頭形成一個(gè)基本的面向?qū)ο蟮母拍?,這樣有助于你更容易的學(xué)習(xí)Python的面向?qū)ο缶幊獭?

接下來(lái)我們先來(lái)簡(jiǎn)單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?


面向?qū)ο蠹夹g(shù)簡(jiǎn)介

  • 類(lèi)(Class): 用來(lái)描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合。它定義了該集合中每個(gè)對(duì)象所共有的屬性和方法。對(duì)象是類(lèi)的實(shí)例。
  • 類(lèi)變量:類(lèi)變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類(lèi)變量定義在類(lèi)中且在函數(shù)體之外。類(lèi)變量通常不作為實(shí)例變量使用。
  • 數(shù)據(jù)成員:類(lèi)變量或者實(shí)例變量, 用于處理類(lèi)及其實(shí)例對(duì)象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
  • 方法重寫(xiě):如果從父類(lèi)繼承的方法不能滿(mǎn)足子類(lèi)的需求,可以對(duì)其進(jìn)行改寫(xiě),這個(gè)過(guò)程叫方法的覆蓋(override),也稱(chēng)為方法的重寫(xiě)。
  • 局部變量:定義在方法中的變量,只作用于當(dāng)前實(shí)例的類(lèi)。
  • 實(shí)例變量:在類(lèi)的聲明中,屬性是用變量來(lái)表示的。這種變量就稱(chēng)為實(shí)例變量,是在類(lèi)聲明的內(nèi)部但是在類(lèi)的其他成員方法之外聲明的。
  • 繼承:即一個(gè)派生類(lèi)(derived class)繼承基類(lèi)(base class)的字段和方法。繼承也允許把一個(gè)派生類(lèi)的對(duì)象作為一個(gè)基類(lèi)對(duì)象對(duì)待。例如,有這樣一個(gè)設(shè)計(jì):一個(gè)Dog類(lèi)型的對(duì)象派生自Animal類(lèi),這是模擬"是一個(gè)(is-a)"關(guān)系(例圖,Dog是一個(gè)Animal)。
  • 實(shí)例化:創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例,類(lèi)的具體對(duì)象。
  • 方法:類(lèi)中定義的函數(shù)。
  • 對(duì)象:通過(guò)類(lèi)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例。對(duì)象包括兩個(gè)數(shù)據(jù)成員(類(lèi)變量和實(shí)例變量)和方法。

創(chuàng)建類(lèi)

使用 class 語(yǔ)句來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新類(lèi),class 之后為類(lèi)的名稱(chēng)并以冒號(hào)結(jié)尾:

class ClassName:
   '類(lèi)的幫助信息'   #類(lèi)文檔字符串
   class_suite  #類(lèi)體

類(lèi)的幫助信息可以通過(guò)ClassName.__doc__查看。

class_suite 由類(lèi)成員,方法,數(shù)據(jù)屬性組成。

實(shí)例

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Python 類(lèi)的例子:

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee: '所有員工的基類(lèi)' empCount = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.empCount += 1 def displayCount(self): print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee(self): print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary
  • empCount 變量是一個(gè)類(lèi)變量,它的值將在這個(gè)類(lèi)的所有實(shí)例之間共享。你可以在內(nèi)部類(lèi)或外部類(lèi)使用 Employee.empCount 訪問(wèn)。

  • 第一種方法__init__()方法是一種特殊的方法,被稱(chēng)為類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)或初始化方法,當(dāng)創(chuàng)建了這個(gè)類(lèi)的實(shí)例時(shí)就會(huì)調(diào)用該方法

  • self 代表類(lèi)的實(shí)例,self 在定義類(lèi)的方法時(shí)是必須有的,雖然在調(diào)用時(shí)不必傳入相應(yīng)的參數(shù)。

self代表類(lèi)的實(shí)例,而非類(lèi)

類(lèi)的方法與普通的函數(shù)只有一個(gè)特別的區(qū)別——它們必須有一個(gè)額外的第一個(gè)參數(shù)名稱(chēng), 按照慣例它的名稱(chēng)是 self。

class Test: def prt(self): print(self) print(self.__class__) t = Test() t.prt()

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果為:

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

從執(zhí)行結(jié)果可以很明顯的看出,self 代表的是類(lèi)的實(shí)例,代表當(dāng)前對(duì)象的地址,而 self.__class__ 則指向類(lèi)。

self 不是 python 關(guān)鍵字,我們把他換成 json 也是可以正常執(zhí)行的:

實(shí)例

class Test: def prt(json): print(json) print(json.__class__) t = Test() t.prt()

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果為:

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象

實(shí)例化類(lèi)其他編程語(yǔ)言中一般用關(guān)鍵字 new,但是在 Python 中并沒(méi)有這個(gè)關(guān)鍵字,類(lèi)的實(shí)例化類(lèi)似函數(shù)調(diào)用方式。

以下使用類(lèi)的名稱(chēng) Employee 來(lái)實(shí)例化,并通過(guò) __init__ 方法接收參數(shù)。

"創(chuàng)建 Employee 類(lèi)的第一個(gè)對(duì)象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創(chuàng)建 Employee 類(lèi)的第二個(gè)對(duì)象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

訪問(wèn)屬性

您可以使用點(diǎn)號(hào) . 來(lái)訪問(wèn)對(duì)象的屬性。使用如下類(lèi)的名稱(chēng)訪問(wèn)類(lèi)變量:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

完整實(shí)例:

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee: '所有員工的基類(lèi)' empCount = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.empCount += 1 def displayCount(self): print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee(self): print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary "創(chuàng)建 Employee 類(lèi)的第一個(gè)對(duì)象" emp1 = Employee("Zara", 2000) "創(chuàng)建 Employee 類(lèi)的第二個(gè)對(duì)象" emp2 = Employee("Manni", 5000) emp1.displayEmployee() emp2.displayEmployee() print "Total Employee %d" % Employee.empCount

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下:

Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

你可以添加,刪除,修改類(lèi)的屬性,如下所示:

emp1.age = 7  # 添加一個(gè) 'age' 屬性
emp1.age = 8  # 修改 'age' 屬性
del emp1.age  # 刪除 'age' 屬性

你也可以使用以下函數(shù)的方式來(lái)訪問(wèn)屬性:

  • getattr(obj, name[, default]) : 訪問(wèn)對(duì)象的屬性。
  • hasattr(obj,name) : 檢查是否存在一個(gè)屬性。
  • setattr(obj,name,value) : 設(shè)置一個(gè)屬性。如果屬性不存在,會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新屬性。
  • delattr(obj, name) : 刪除屬性。
hasattr(emp1, 'age') # 如果存在 'age' 屬性返回 True。 getattr(emp1, 'age') # 返回 'age' 屬性的值 setattr(emp1, 'age', 8) # 添加屬性 'age' 值為 8 delattr(emp1, 'age') # 刪除屬性 'age'

Python內(nèi)置類(lèi)屬性

  • __dict__ : 類(lèi)的屬性(包含一個(gè)字典,由類(lèi)的數(shù)據(jù)屬性組成)
  • __doc__ :類(lèi)的文檔字符串
  • __name__: 類(lèi)名
  • __module__: 類(lèi)定義所在的模塊(類(lèi)的全名是'__main__.className',如果類(lèi)位于一個(gè)導(dǎo)入模塊mymod中,那么className.__module__ 等于 mymod)
  • __bases__ : 類(lèi)的所有父類(lèi)構(gòu)成元素(包含了一個(gè)由所有父類(lèi)組成的元組)

Python內(nèi)置類(lèi)屬性調(diào)用實(shí)例如下:

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee: '所有員工的基類(lèi)' empCount = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.empCount += 1 def displayCount(self): print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee(self): print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__ print "Employee.__name__:", Employee.__name__ print "Employee.__module__:", Employee.__module__ print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__ print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下:

Employee.__doc__: 所有員工的基類(lèi)
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': 'xe6x89x80xe6x9cx89xe5x91x98xe5xb7xa5xe7x9ax84xe5x9fxbaxe7xb1xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

python對(duì)象銷(xiāo)毀(垃圾回收)

Python 使用了引用計(jì)數(shù)這一簡(jiǎn)單技術(shù)來(lái)跟蹤和回收垃圾。

在 Python 內(nèi)部記錄著所有使用中的對(duì)象各有多少引用。

一個(gè)內(nèi)部跟蹤變量,稱(chēng)為一個(gè)引用計(jì)數(shù)器。

當(dāng)對(duì)象被創(chuàng)建時(shí), 就創(chuàng)建了一個(gè)引用計(jì)數(shù), 當(dāng)這個(gè)對(duì)象不再需要時(shí), 也就是說(shuō), 這個(gè)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)變?yōu)? 時(shí), 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的, 由解釋器在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),將垃圾對(duì)象占用的內(nèi)存空間回收。

a = 40      # 創(chuàng)建對(duì)象  <40>
b = a       # 增加引用, <40> 的計(jì)數(shù)
c = [b]     # 增加引用.  <40> 的計(jì)數(shù)

del a       # 減少引用 <40> 的計(jì)數(shù)
b = 100     # 減少引用 <40> 的計(jì)數(shù)
c[0] = -1   # 減少引用 <40> 的計(jì)數(shù)

垃圾回收機(jī)制不僅針對(duì)引用計(jì)數(shù)為0的對(duì)象,同樣也可以處理循環(huán)引用的情況。循環(huán)引用指的是,兩個(gè)對(duì)象相互引用,但是沒(méi)有其他變量引用他們。這種情況下,僅使用引用計(jì)數(shù)是不夠的。Python 的垃圾收集器實(shí)際上是一個(gè)引用計(jì)數(shù)器和一個(gè)循環(huán)垃圾收集器。作為引用計(jì)數(shù)的補(bǔ)充, 垃圾收集器也會(huì)留心被分配的總量很大(及未通過(guò)引用計(jì)數(shù)銷(xiāo)毀的那些)的對(duì)象。 在這種情況下, 解釋器會(huì)暫停下來(lái), 試圖清理所有未引用的循環(huán)。

實(shí)例

析構(gòu)函數(shù) __del__ ,__del__在對(duì)象銷(xiāo)毀的時(shí)候被調(diào)用,當(dāng)對(duì)象不再被使用時(shí),__del__方法運(yùn)行:

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Point: def __init__( self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __del__(self): class_name = self.__class__.__name__ print class_name, "銷(xiāo)毀" pt1 = Point() pt2 = pt1 pt3 = pt1 print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印對(duì)象的id del pt1 del pt2 del pt3

以上實(shí)例運(yùn)行結(jié)果如下:

3083401324 3083401324 3083401324
Point 銷(xiāo)毀

注意:通常你需要在單獨(dú)的文件中定義一個(gè)類(lèi),

類(lèi)的繼承

面向?qū)ο蟮木幊處?lái)的主要好處之一是代碼的重用,實(shí)現(xiàn)這種重用的方法之一是通過(guò)繼承機(jī)制。

通過(guò)繼承創(chuàng)建的新類(lèi)稱(chēng)為子類(lèi)派生類(lèi),被繼承的類(lèi)稱(chēng)為基類(lèi)、父類(lèi)超類(lèi)。

繼承語(yǔ)法

class 派生類(lèi)名(基類(lèi)名)
    ...

在python中繼承中的一些特點(diǎn):

  • 1、如果在子類(lèi)中需要父類(lèi)的構(gòu)造方法就需要顯式的調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造方法,或者不重寫(xiě)父類(lèi)的構(gòu)造方法。詳細(xì)說(shuō)明可查看: python 子類(lèi)繼承父類(lèi)構(gòu)造函數(shù)說(shuō)明。
  • 2、在調(diào)用基類(lèi)的方法時(shí),需要加上基類(lèi)的類(lèi)名前綴,且需要帶上 self 參數(shù)變量。區(qū)別在于類(lèi)中調(diào)用普通函數(shù)時(shí)并不需要帶上 self 參數(shù)
  • 3、Python 總是首先查找對(duì)應(yīng)類(lèi)型的方法,如果它不能在派生類(lèi)中找到對(duì)應(yīng)的方法,它才開(kāi)始到基類(lèi)中逐個(gè)查找。(先在本類(lèi)中查找調(diào)用的方法,找不到才去基類(lèi)中找)。

如果在繼承元組中列了一個(gè)以上的類(lèi),那么它就被稱(chēng)作"多重繼承" 。

語(yǔ)法:

派生類(lèi)的聲明,與他們的父類(lèi)類(lèi)似,繼承的基類(lèi)列表跟在類(lèi)名之后,如下所示:

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
    ...

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Parent: # 定義父類(lèi) parentAttr = 100 def __init__(self): print "調(diào)用父類(lèi)構(gòu)造函數(shù)" def parentMethod(self): print '調(diào)用父類(lèi)方法' def setAttr(self, attr): Parent.parentAttr = attr def getAttr(self): print "父類(lèi)屬性 :", Parent.parentAttr class Child(Parent): # 定義子類(lèi) def __init__(self): print "調(diào)用子類(lèi)構(gòu)造方法" def childMethod(self): print '調(diào)用子類(lèi)方法' c = Child() # 實(shí)例化子類(lèi) c.childMethod() # 調(diào)用子類(lèi)的方法 c.parentMethod() # 調(diào)用父類(lèi)方法 c.setAttr(200) # 再次調(diào)用父類(lèi)的方法 - 設(shè)置屬性值 c.getAttr() # 再次調(diào)用父類(lèi)的方法 - 獲取屬性值

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下:

調(diào)用子類(lèi)構(gòu)造方法
調(diào)用子類(lèi)方法
調(diào)用父類(lèi)方法
父類(lèi)屬性 : 200

你可以繼承多個(gè)類(lèi)

class A:        # 定義類(lèi) A
.....

class B:         # 定義類(lèi) B
.....

class C(A, B):   # 繼承類(lèi) A 和 B
.....

你可以使用issubclass()或者isinstance()方法來(lái)檢測(cè)。

  • issubclass() - 布爾函數(shù)判斷一個(gè)類(lèi)是另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)或者子孫類(lèi),語(yǔ)法:issubclass(sub,sup)
  • isinstance(obj, Class) 布爾函數(shù)如果obj是Class類(lèi)的實(shí)例對(duì)象或者是一個(gè)Class子類(lèi)的實(shí)例對(duì)象則返回true。

方法重寫(xiě)

如果你的父類(lèi)方法的功能不能滿(mǎn)足你的需求,你可以在子類(lèi)重寫(xiě)你父類(lèi)的方法:

實(shí)例:

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Parent: # 定義父類(lèi) def myMethod(self): print '調(diào)用父類(lèi)方法' class Child(Parent): # 定義子類(lèi) def myMethod(self): print '調(diào)用子類(lèi)方法' c = Child() # 子類(lèi)實(shí)例 c.myMethod() # 子類(lèi)調(diào)用重寫(xiě)方法

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下:

調(diào)用子類(lèi)方法

基礎(chǔ)重載方法

下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的類(lèi)重寫(xiě):

序號(hào)方法, 描述 & 簡(jiǎn)單的調(diào)用
1__init__ ( self [,args...] )
構(gòu)造函數(shù)
簡(jiǎn)單的調(diào)用方法: obj = className(args)
2__del__( self )
析構(gòu)方法, 刪除一個(gè)對(duì)象
簡(jiǎn)單的調(diào)用方法 : del obj
3__repr__( self )
轉(zhuǎn)化為供解釋器讀取的形式
簡(jiǎn)單的調(diào)用方法 : repr(obj)
4__str__( self )
用于將值轉(zhuǎn)化為適于人閱讀的形式
簡(jiǎn)單的調(diào)用方法 : str(obj)
5__cmp__ ( self, x )
對(duì)象比較
簡(jiǎn)單的調(diào)用方法 : cmp(obj, x)

運(yùn)算符重載

Python同樣支持運(yùn)算符重載,實(shí)例如下:

實(shí)例

#!/usr/bin/python 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

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下所示:

Vector(7,8)

類(lèi)屬性與方法

類(lèi)的私有屬性

__private_attrs:兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭,聲明該屬性為私有,不能在類(lèi)的外部被使用或直接訪問(wèn)。在類(lèi)內(nèi)部的方法中使用時(shí) self.__private_attrs。

類(lèi)的方法

在類(lèi)的內(nèi)部,使用 def 關(guān)鍵字可以為類(lèi)定義一個(gè)方法,與一般函數(shù)定義不同,類(lèi)方法必須包含參數(shù) self,且為第一個(gè)參數(shù)

類(lèi)的私有方法

__private_method:兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭,聲明該方法為私有方法,不能在類(lèi)的外部調(diào)用。在類(lèi)的內(nèi)部調(diào)用 self.__private_methods

實(shí)例

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class JustCounter: __secretCount = 0 # 私有變量 publicCount = 0 # 公開(kāi)變量 def count(self): self.__secretCount += 1 self.publicCount += 1 print self.__secretCount counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print counter.publicCount print counter.__secretCount # 報(bào)錯(cuò),實(shí)例不能訪問(wèn)私有變量

Python 通過(guò)改變名稱(chēng)來(lái)包含類(lèi)名:

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 17, in <module>
    print counter.__secretCount  # 報(bào)錯(cuò),實(shí)例不能訪問(wèn)私有變量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python不允許實(shí)例化的類(lèi)訪問(wèn)私有數(shù)據(jù),但你可以使用 object._className__attrName對(duì)象名._類(lèi)名__私有屬性名 )訪問(wèn)屬性,參考以下實(shí)例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Runoob:
    __site = ""

json = Runoob()
print json._Runoob__site

執(zhí)行以上代碼,執(zhí)行結(jié)果如下:

單下劃線(xiàn)、雙下劃線(xiàn)、頭尾雙下劃線(xiàn)說(shuō)明:

  • __foo__: 定義的是特殊方法,一般是系統(tǒng)定義名字 ,類(lèi)似 __init__() 之類(lèi)的。

  • _foo: 以單下劃線(xiàn)開(kāi)頭的表示的是 protected 類(lèi)型的變量,即保護(hù)類(lèi)型只能允許其本身與子類(lèi)進(jìn)行訪問(wèn),不能用于 from module import *

  • __foo: 雙下劃線(xiàn)的表示的是私有類(lèi)型(private)的變量, 只能是允許這個(gè)類(lèi)本身進(jìn)行訪問(wèn)了。