面向对象
1、OOP
面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）
1.1、面向对象编程介绍
面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码
面向对象：将数据与函数绑定到一起，进行封装，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代码的重写过程。
面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程的思路是将数据与函数按照执行的逻辑顺序组织在一起，数据与函数分开考虑。
面向对象编程(Object Oriented Programming-OOP)是一种解决软件复用的设计和编程方法。 这种方法把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作应用数据、状态,以类的型式描述出来,以对象实例的形式在软件系统中复用,以达到提高软件开发效率的作用。
面向对象的理解：
面向对象是一种设计思想
1.符合人们的思考习惯
2.把执行者变成指挥者
3.简化功能，把复杂的事情简单化
面向对象有三大特征：
1.封装
2.继承
3.多态
1.2、类和对象
面向对象编程的2个非常重要的概念：类和对象
对象是面向对象编程的核心，在使用对象的过程中，为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义，提出了另外一个新的概念——类
类就相当于制造飞机时的图纸，用它来进行创建的飞机就相当于对象
类是对事务的描述，是抽象的。
对象是类的具体体现。
1.3、类的构成
类(Class)由3个部分构成
- 类的名称:类名
- 类的属性:一组数据成员变量
- 类的方法:允许对进行操作的方法(行为)成员方法
1.4、类的抽象
拥有相同(或者类似)属性和行为的对象都可以抽像出一个类
方法:一般名词都是类(名词提炼法)
1.5、定义类
定义一个类，格式如下：
class 类名:
方法列表demo：定义一个Car类
# 定义类
class Car:
# 方法
def getCarInfo(self):
print('车轮子个数:%d, 颜色%s'%(self.wheelNum, self.color))
def move(self):
print("车正在移动...")说明：
- 定义类时有2种：新式类和经典类，上面的Car为经典类，如果是Car(object)则为新式类
- 类名 的命名规则按照”大驼峰”
1.6、创建对象
python中，可以根据已经定义的类去创建出一个个对象
创建对象的格式为:
对象名=类名()
创建对象demo:
# 定义类
class Car:
# 移动
def move(self):
print('车在奔跑...')
# 鸣笛
def toot(self):
print("车在鸣笛...嘟嘟..")
# 创建一个对象，并用变量BMW来保存它的引用
BMW = Car()
BMW.color = '黑色'
BMW.wheelNum = 4 #轮子数量
BMW.move()
BMW.toot()
print(BMW.color)
print(BMW.wheelNum)
总结：
- BMW = Car()，这样就产生了一个Car的实例对象，此时也可以通过实例对象BMW来访问属性或者方法
- 第一次使用BMW.color
= ‘黑色’表示给BMW这个对象添加属性，如果后面再次出现BMW.color = xxx表示对属性进行修改
- BMW是一个对象，它拥有属性（数据）和方法（函数）
- 当创建一个对象时，就是用一个模子，来制造一个实物
1.7、__init__()方法
使用方式
def 类名:
#初始化函数，用来完成一些默认的设定
def __init__():
pass__init__()方法的调用
# 定义汽车类
class Car:
def __init__(self):
self.wheelNum = 4
self.color = '蓝色'
def move(self):
print('车在跑，目标:夏威夷')
# 创建对象
BMW = Car()
print('车的颜色为:%s'%BMW.color)
print('车轮胎数量为:%d'%BMW.wheelNum)总结1
当创建Car对象后，在没有调用__init__()方法的前提下，BMW就默认拥有了2个属性wheelNum和color，原因是__init__()方法是在创建对象后，就立刻被默认调用了
想一想
既然在创建完对象后__init__()方法已经被默认的执行了，那么能否让对象在调用__init__()方法的时候传递一些参数呢？如果可以，那怎样传递呢？
# 定义汽车类
class Car:
def __init__(self, newWheelNum, newColor):
self.wheelNum = newWheelNum
self.color = newColor
def move(self):
print('车在跑，目标:夏威夷')
# 创建对象
BMW = Car(4, 'green')
print('车的颜色为:%s'%BMW.color)
print('车轮子数量为:%d'%BMW.wheelNum)总结2
__init__()方法，在创建一个对象时默认被调用，不需要手动调用
__init__(self)中，默认有1个参数名字为self，如果在创建对象时传递了2个实参，那么__init__(self)中出了self作为第一个形参外还需要2个形参，例如__init__(self,x,y)
__init__(self)中的self参数，不需要开发者传递，python解释器会自动把当前的对象引用传递进去
1.8、”魔法”方法
打印id()
如果把BMW使用print进行输出的话，会看到如下的信息
定义__str__()方法
class Car:
def __init__(self, newWheelNum, newColor):
self.wheelNum = newWheelNum
self.color = newColor
def __str__(self):
msg = "嘿。。。我的颜色是" + self.color + "我有" + int(self.wheelNum) + "个轮胎..."
return msg
def move(self):
print('车在跑，目标:夏威夷')
BMW = Car(4, "白色")
print(BMW)
总结
在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法
当使用print输出对象的时候，只要自己定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中return的数据
1.9、理解self
看如下示例:
# 定义一个类
class Animal:
# 方法
def __init__(self, name):
self.name = name
def printName(self):
print('名字为:%s'%self.name)
# 定义一个函数
def myPrint(animal):
animal.printName()
dog1 = Animal('西西')
myPrint(dog1)
dog2 = Animal('北北')
myPrint(dog2)运行结果:
总结
所谓的self，可以理解为自己
可以把self当做C++中类里面的this指针一样理解，就是对象自身的意思
某个对象调用其方法时，python解释器会把这个对象作为第一个参数传递给self，所以开发者只需要传递后面的参数即可
1.10、应用:存放家具
#定义一个home类
class Home:
def __init__(self, area):
self.area = area #房间剩余的可用面积
#self.light = 'on' #灯默认是亮的
self.containsItem = []
def __str__(self):
msg = "当前房间可用面积为:" + str(self.area)
if len(self.containsItem) > 0:
msg = msg + " 容纳的物品有: "
for temp in self.containsItem:
msg = msg + temp.getName() + ", "
msg = msg.strip(", ")
return msg
#容纳物品
def accommodateItem(self,item):
#如果可用面积大于物品的占用面积
needArea = item.getUsedArea()
if self.area > needArea:
self.containsItem.append(item)
self.area -= needArea
print("ok:已经存放到房间中")
else:
print("err:房间可用面积为:%d,但是当前要存放的物品需要的面积为%d"%(self.area, needArea))
#定义bed类
class Bed:
def __init__(self,area,name = '床'):
self.name = name
self.area = area
def __str__(self):
msg = '床的面积为:' + str(self.area)
return msg
#获取床的占用面积
def getUsedArea(self):
return self.area
def getName(self):
return self.name
#创建一个新家对象
newHome = Home(100)#100平米
print(newHome)
#创建一个床对象
newBed = Bed(20)
print(newBed)
#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed)
print(newHome)
#创建一个床对象
newBed2 = Bed(30,'席梦思')
print(newBed2)
#把床安放到家里
newHome.accommodateItem(newBed2)
print(newHome)
总结：
如果一个对象与另外一个对象有一定的关系，那么一个对象可用是另外一个对象的属性。
2、保护对象的属性
如果有一个对象，当需要对其进行修改属性时，有2种方法 对象名.属性名 = 数据 —->直接修改 对象名.方法名() —->间接修改 为了更好的保存属性安全，即不能随意修改，一般的处理方式为 将属性定义为私有属性 添加一个可以调用的方法，供调用
class People(object):
def __init__(self, name):
self.__name = name
def getName(self):
return self.__name
def setName(self, newName):
if len(newName) >= 5:
self.__name = newName
else:
print("error:名字长度需要大于或者等于5")
xiaoming = People("xx")
xiaoming.setName("yy")
print(xiaoming.getName())
xiaoming.setName("lisi")
print(xiaoming.getName())总结： Python中没有像C++中public和private这些关键字来区别公有属性和私有属性 它是以属性命名方式来区分，如果在属性名前面加了2个下划线’__’，则表明该属性是私有属性，否则为公有属性（方法也是一样，方法名前面加了2个下划线的话表示该方法是私有的，否则为公有的）。
3、 __del__()方法
创建对象后，python解释器默认调用init()方法； 当删除一个对象时，python解释器也会默认调用一个方法，这个方法为del()方法
import time
class Animal(object):
# 初始化方法
# 创建完对象后会自动被调用
def __init__(self, name):
print('__init__方法被调用')
self.__name = name
# 析构方法
# 当对象被删除时，会自动被调用
def __del__(self):
print("__del__方法被调用")
print("%s对象马上被干掉了..."%self.__name)
# 创建对象
dog = Animal("哈皮狗")
# 删除对象
del dog
cat = Animal("波斯猫")
cat2 = cat
cat3 = cat
print("---马上 删除cat对象")
del cat
print("---马上 删除cat2对象")
del cat2
print("---马上 删除cat3对象")
del cat3
print("程序2秒钟后结束")
time.sleep(2)结果:
总结： 当有1个变量保存了对象的引用时，此对象的引用计数就会加1 当使用del删除变量指向的对象时，如果对象的引用计数不只1个，比如3，那么此时只会让这个引用计数减1，即变为2，当再次调用del时，变为1，如果再调用1次del，此时会真的把对象进行删除
4、 继承示例
# 定义一个父类，如下:
class Cat(object):
def __init__(self, name, color="白色"):
self.name = name
self.color = color
def run(self):
print("%s--在跑"%self.name)
# 定义一个子类，继承Cat类如下:
class Bosi(Cat):
def setNewName(self, newName):
self.name = newName
def eat(self):
print("%s--在吃"%self.name)
bs = Bosi("印度猫")
print('bs的名字为:%s'%bs.name)
print('bs的颜色为:%s'%bs.color)
bs.eat()
bs.setNewName('波斯')
bs.run()运行结果:
说明：
虽然子类没有定义__init__方法，但是父类有，所以在子类继承父类的时候这个方法就被继承了，所以只要创建Bosi的对象，就默认执行了那个继承过来的__init__方法
总结：
子类在继承的时候，在定义类时，小括号()中为父类的名字
父类的属性、方法，会被继承给子类
4.1注意点
class Animal(object):
def __init__(self, name='动物', color='白色'):
self.__name = name
self.color = color
def __test(self):
print(self.__name)
print(self.color)
def test(self):
print(self.__name)
print(self.color)
class Dog(Animal):
def dogTest1(self):
#print(self.__name) #不能访问到父类的私有属性
print(self.color)
def dogTest2(self):
#self.__test() #不能访问父类中的私有方法
self.test()
A = Animal()
#print(A.__name) #程序出现异常，不能访问私有属性
print(A.color)
#A.__test() #程序出现异常，不能访问私有方法
A.test()
print("------分割线-----")
D = Dog(name = "小花狗", color = "黄色")
D.dogTest1()
D.dogTest2()总结： 私有的属性，不能通过对象直接访问，但是可以通过方法访问 私有的方法，不能通过对象直接访问 私有的属性、方法，不会被子类继承，也不能被访问 一般情况下，私有的属性、方法都是不对外公布的，往往用来做内部的事情，起到安全的作用
5、 多继承
从图中能够看出，所谓多继承，即子类有多个父类，并且具有它们的特征 Python中多继承的格式如下:
# 定义一个父类
class A:
def printA(self):
print('----A----')
# 定义一个父类
class B:
def printB(self):
print('----B----')
# 定义一个子类，继承自A、B
class C(A,B):
def printC(self):
print('----C----')
obj_C = C()
obj_C.printA()
obj_C.printB()运行结果: —-A—- —-B—- 说明 python中是可以多继承的，在java中叫接口 父类中的方法、属性，子类会继承
6、 重写/覆盖父类方法与调用父类方法
6.1、重写父类方法
所谓重写，就是子类中，有一个和父类相同名字的方法，在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法
#coding=utf-8
class Cat(object):
def sayHello(self):
print("halou-----1")
class Bosi(Cat):
def sayHello(self):
print("halou-----2")
bosi = Bosi()
bosi.sayHello()6.2、调用父类的方法
#coding=utf-8
class Cat(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
self.color = 'yellow'
class Bosi(Cat):
def __init__(self,name):
# 调用父类的__init__方法1(python2)
#Cat.__init__(self,name)
# 调用父类的__init__方法2
#super(Bosi,self).__init__(name)
# 调用父类的__init__方法3
super().__init__(name)
def getName(self):
return self.name
bosi = Bosi('xiaohua')
print(bosi.name)
print(bosi.color)7、类属性、实例属性
直接在类中定义的，与方法平齐，不在方法里的属性就是 类属性 在方法里通过self.属性 都是实例属性
7.1、类属性
class People(object):
name = 'Tom' #公有的类属性
__age = 12 #私有的类属性
p = People()
print(p.name) #正确
print(People.name) #正确
print(p.__age) #错误，不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
print(People.__age) #错误，不能在类外通过类对象访问私有的类属性7.2、实例属性(对象属性)
class People(object):
address = '山东' #类属性
def __init__(self):
self.name = 'xiaowang' #实例属性
self.age = 20 #实例属性
p = People()
p.age =12 #实例属性
print(p.address) #正确
print(p.name) #正确
print(p.age) #正确
print(People.address) #正确
print(People.name) #错误
print(People.age) #错误7.3、通过实例(对象)去修改类属性
class People(object):
country = 'china' #类属性
print(People.country)
p = People()
print(p.country)
p.country = 'japan'
print(p.country) #实例属性会屏蔽掉同名的类属性
print(People.country)
del p.country #删除实例属性
print(p.country)总结 如果需要在类外修改类属性，必须通过类对象去引用然后进行修改。如果通过实例对象去引用，会产生一个同名的实例属性，这种方式修改的是实例属性，不会影响到类属性，并且之后如果通过实例对象去引用该名称的属性，实例属性会强制屏蔽掉类属性，即引用的是实例属性，除非删除了该实例属性。
8、静态方法和类方法
8.1、类方法
是类对象所拥有的方法，需要用修饰器@classmethod来标识其为类方法，对于类方法，第一个参数必须是类对象，一般以cls作为第一个参数（当然可以用其他名称的变量作为其第一个参数，但是大部分人都习惯以’cls’作为第一个参数的名字，就最好用’cls’了），能够通过实例对象和类对象去访问。
class People(object):
country = 'china'
#类方法，用classmethod来进行修饰
@classmethod
def getCountry(cls):
return cls.country
p = People()
p.country=1
print( p.getCountry()) #可以用过实例对象引用
print (People.getCountry()) #可以通过类对象引用类方法还有一个用途就是可以对类属性进行修改：
class People(object):
country = 'china'
#类方法，用classmethod来进行修饰
@classmethod
def getCountry(cls):
return cls.country
@classmethod
def setCountry(cls,country):
cls.country = country
p = People()
print( p.getCountry()) #可以用过实例对象引用
print (People.getCountry() ) #可以通过类对象引用
p.setCountry('japan')
print( p.getCountry())
print （People.getCountry()）8.2、静态方法
需要通过修饰器@staticmethod来进行修饰，静态方法不需要多定义参数
class People(object):
country = 'china'
@staticmethod
#静态方法
def getCountry():
return People.country
print （People.getCountry()）总结 从类方法和实例方法以及静态方法的定义形式就可以看出来，类方法的第一个参数是类对象cls，那么通过cls引用的必定是类对象的属性和方法；而实例方法的第一个参数是实例对象self，那么通过self引用的可能是类属性、也有可能是实例属性（这个需要具体分析），不过在存在相同名称的类属性和实例属性的情况下，实例属性优先级更高。静态方法中不需要额外定义参数，因此在静态方法中引用类属性的话，必须通过类对象来引用
9、__new__的使用
总结
•__new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
• __new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以return父类__new__出来的实例，或者直接是object的__new__出来的实例
•__init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值
• 我们可以将类比作制造商，__new__方法就是前期的原材料购买环节，__init__方法就是在有原材料的基础上，加工，初始化商品环节
10、单例设计模式
# 实例化一个单例
class Singleton(object):
__instance = None
__first_init = False
def __new__(cls, age, name):
if not cls.__instance:
cls.__instance = object.__new__(cls)
return cls.__instance
def __init__(self, age, name):
if not self.__first_init:
self.age = age
self.name = name
Singleton.__first_init = True
a = Singleton(18, "wangcai")
b = Singleton(8, "xiaoqiang")
print(id(a))
print(id(b))
print(a.age)
print(b.age)
a.age = 19
print(b.age)运行结果： 14403232 14403232 18 18 19