从0开始的Python学习014面向对象编程

 简介


到目前为止,我们的编程都是根据数据的函数和语句块来设计的,面向过程的编程。还有一种我们将数据和功能结合起来使用对象的形式,使用它里面的数据和方法这种方法叫做面向对象的编程。

类和对象是面向对象编程的两个重要方面。对于类和对象的关系,举个例子就像学生和小明同学的关系一样。学生(类)是一个拥有共同属性的群体,小明同学(对象)是其中一个有自己特性的个体。

对于一个对象或类的变量被称为域,函数被称为类或对象的方法。

域有两种类型--属于每个对象或属于类本身,分别成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


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。

给C++/Java/C#程序员的注释 Python中的self等价于C++中的self指针和Java、C#中的this参考。

你一定很奇怪Python如何给self赋值以及为何你不需要给它赋值。举一个例子会使此变得清晰。假如你有一个类称为MyClass和这个类的一个实例MyObject。当你调用这个对象的方法MyObject.method(arg1, arg2)的时候,这会由Python自动转为MyClass.method(MyObject, arg1, arg2)——这就是self的原理了。

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

(这个概念好长啊。。。。。。)


class 类名():
    代码块
'''the first class
    from liu
    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。

接下来,我们使用类名后跟一对圆括号来创建一个对象/实例。(我们将在下面的章节中学习更多的如何创建实例的方法)。为了验证,我们简单地打印了这个变量的类型。它告诉我们我们已经在__main__模块中有了一个Person类的实例。

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。
    '''
class Person:
    pass # 空块 

p = Person()
print (p)
print(__doc__)

运行结果

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。 接下来,我们使用类名后跟一对圆括号来创建一个对象/实例。为了验证,我们简单地打印了这个变量的类型。它告诉我们我们已经在__main__模块中有了一个Person类的实例。 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


对象的方法其实就是一个函数,只不过在这个函数会有一个特别的参数self。

class Person:
    def sayHi(self):
        print('Hello,how are you?')

p = Person()
p.sayHi()

运行结果

这个self感觉不到它的作用,但是还是要在参数中定义这是为什么呢?

去掉self

从报错中看出系统在调用这个类方法的时候默认给它传了一个参数,所以我们必须要有这个self,不为别的,因为报错。。。。。。

__init__方法


init是一个初始化块,在对象被建立的同时运行这个代码块,为你的对象初始化。需要注意的是名称的开始和结尾都要有两个下划线。

'''__init__方法
    __init__一个对象被建立的时候,马上运行。这个方法是对你的对象的初始化。
    这个名称的开始和结尾都是双下划线。'''

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    def sayHi(self):
        print('Hello,my name is ',self.name)

p = Person('happyLiu')
p.sayHi()

运行结果

感觉效果不明显。。。

class Person:
    def __init__(self,name):
        print('这是初始化块')
        self.name = name

    def sayHi(self):
        print('Hello,my name is ',self.name)

p = Person('happyLiu')
p.sayHi()

这样就好啦。

类与对象的变量


类的变量 由一个类的所有对象(实例)共享使用。

对象的变量 由类的每个对象/实例拥有。

可以理解为类的变量是这个类下所有对象公用的,而对象的变量是这个对象私有的。

一个很长的例子

class Person:
    population = 0

    def __init__(self,name):
        self.name = name
        print('Initalizing %s' % self.name)

        Person.population += 1

    def __del__(self):
        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):
        print('Hi, my name is %s.' % self.name)

    def howMany(self):
        if Person.population == 1:
            print('I am the only person here.')
        else:
            print('We have %d persons here.' % Person.population)

happy = Person('happyLiu')
happy.sayHi()
happy.howMany()

bob = Person('bob james')
bob.sayHi()
bob.howMany()

del bob

happy.sayHi()
happy.howMany()

运行结果

__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。

使用不同的对象的时候,就会调用类的方法,但是传的参数是这个对象自己的,所以我们面向对象的编程是非常灵活的。

继承


class 子类(父类):
    代码块

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。

人是父类,男人是子类,小明是对象(小明没有对象,(¬︿̫̿¬☆))。

一个子类型在任何需要父类型的场合可以被替换成父类型,即对象可以被视作是父类的实例,这种现象被称为多态现象

另外,我们会发现在 重用 父类的代码的时候,我们无需在不同的类中重复它。而如果我们使用独立的类的话,我们就不得不这么做了。

举个栗子


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:%d'%(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('Mr,Liu',25,3000)
s = Student('Swaroop', 22, 75)

print()

members = [t,s]
for member in members:
    member.tell()

运行结果

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。然后,我们注意到基本类的__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,SchoolMember.__init__(self,name,age)就是它,开始的时候无限报错的就是它。

小总结


我们已经研究了类和对象的多个内容以及与它们相关的多个术语。通过本章,你已经了解了面向对象的编程的优点和缺陷。Python是一个高度面向对象的语言,理解这些概念会在将来有助于你进一步深入学习Python。

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