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帮Python找“对象”

小编说:你一定会感叹:Python还缺找对象? 毕竟“一切皆对象”是人家Python的哲学理念。不过,Python 允许程序员以纯粹的面向过程的方式来使用它,所以人们有时会忽视它那颗“找对象”的心。其实无论是面向过程,还是函数式编程,都是特殊的对象模拟出的效果。 本文选自《从Python开始学编程》。让我们通过对象来学习Python这一语言。

说是要“找对象”,我们第一个看的却是个叫作“类”的语法结构。这里的类其实和我们日常生活中的“类”的概念差不多。日常生活中,我们把相近的东西归为一类,而且给这个类起一个名字。比如说,鸟类的共同属性是有羽毛,通过产卵生育后代。任何一只特别的鸟都是建立在鸟类的原型基础上的。

下面我们用Python 语言来记录上面的想法,描述鸟类:

class Bird(object):
   feather = True
   reproduction = "egg"

在这里,我们用关键字class 来定义一个类。类的名字就是鸟(Bird)。括号里有一个关键词object,也就是“东西”的意思,即某一个个体。在计算机语言中,我们把个体称为对象。一个类别下,可以有多个个体。鸟类就可以包括邻居老王养的金丝雀、天边正飞过的那只乌鸦,以及家里养的一只小黄鸡。

冒号和缩进说明了属于这个类的代码。在隶属于这个类别的程序块中,我们定义了两个量,一个用于说明鸟类有羽毛(feather),另一个用于说明鸟类的繁殖方式(reproduction),这两个量称为类的属性(attribute)。我们定义鸟类的方法很粗糙,鸟类只不过是“有毛能产蛋”的东西。要是生物学家看到了大概会暗自摇头,但我们毕竟迈出了模拟世界的第一步。

我们除了用数据性的属性来分辨类别外,有时也会根据这类东西能做什么事情来区分。比如说,鸟会移动。这样,鸟就和房屋的类别就区分开了。这些动作会带来一定的结果,比如移动导致位置的变化。这样的一些“行为”属性称为方法(method)。Python 中,一般通过在类的内部定义函数来说明方法。

class Bird(object):
   feather = True
   reproduction = "egg"
   def chirp(self, sound):
   print(sound)

我们给鸟类新增一个方法属性,就是表示鸟叫的方法chirp()。方法chirp()看起来很像一个函数。它的第一个参数是self,是为了在方法内部引用对象自身,我将在后面详细解释。需要强调的是,无论该参数是否用到,方法的第一个参数必须是用于指代对象自身的self。剩下的参数sound 是为了满足我们的需求设计的,它代表了鸟叫的内容。方法chirp()会把sound 打印出来。

  • 对象

我们定义了类,但和函数定义一样,这还只是打造兵器的过程。为了使用这个利器,我们需要深入到对象的层面。通过调用类,我们可以创造出这个类下面的一个对象。比如说,我养了一只小鸡,叫summer。它是个对象,且属于鸟类。我们使用前面已经定义好的鸟类,产生这个对象:

summer = Bird()

通过这一句创建对象,并说明summer 是属于鸟类的一个对象。现在,我们就可以使用鸟类中已经写好的代码了。作为对象的summer 将拥有鸟类的属性和方法。对属性的引用是通过对象.属性(object.attribute)的形式实现的。比如说:

print(summer.reproduction)  # 打印'egg'

用上面的方式,我们得到summer 所属类的繁殖方式。

此外,我们还可以调用方法,让summer 执行鸟类允许的动作。比如:

summer.chirp("jijiji")  # 打印'jijiji'

在调用方法时,我们只传递了一个参数,也就是字符串"jijiji"。这正是方法与函数有所区别的地方。尽管在定义类的方法时,我们必须加上这个self 参数,但self 只用能在类定义的内部,所以在调用方法时不需要对self 传入数据。通过调用chirp()方法,我的summer 就可以叫了。

到现在为止,描述对象的数据都存储于类的属性中。类属性描述了一个类的共性,比如鸟类都有羽毛。所有属于该类的对象会共享这些属性。比如说,summer 是鸟类的一个对象,因此summer 也有羽毛。当然,我们可以通过某个对象来引用某个类属性。

对于一个类下的全部个体来说,某些属性可能存在个体差异。比如说,我的summer 是黄色的,但并非所有的鸟儿都是黄色的。再比如说人这个类。性别是某个人的一个性质,不是所有的人类都是男,或者都是女。这个性质的值随着对象的不同而不同。李雷是人类的一个对象,性别是男。韩美美也是人类的一个对象,性别是女。

因此,为了完整描述个体,除了共性的类属性外,我们还需要用于说明个性的对象属性。在类中,我们可以通过self 来操作对象的属性。现在我们拓展Bird 类:

class Bird(object):
   def chirp(self, sound):
       print(sound)
    def set_color(self, color):
       self.color = colorsummer = Bird()
summer.set_color("yellow")
print(summer.color) # 打印'yellow'

在方法set_color()中,我们通过self 参数设定了对象的属性color。和类属性一样,我们能通过对象.属性的方式来操作对象属性。由于对象属性依赖于self,所以我们必须在某个方法内部才能操作类属性。因此,对象属性没办法像类属性一样,在类下方直接赋初值。

但Python 还是提供了初始化对象属性的办法。Python 定义了一系列特殊方法。特殊方法又被称为魔法方法(Magic Method)。特殊方法的方法名很特别,前后有两个下画线,比如__init__()、__add__()、__dict__()等。程序员可以在类定义中设定特殊方法。Python 会以特定的方式来处理各个特殊方法。对于类的__init__()方法,Python 会在每次创建对象时自动调用。因此,我们可以在__init__()方法内部来初始化对象属性:

class Bird(object):
   def __init__(self, sound):
       self.sound = sound
       print("my sound is:", sound)
    def chirp(self):
       print(self.sound)summer = Bird("ji")
summer.chirp()   # 打印'ji'

在上面的类定义中,我们通过__init__()方法说明了这个类的初始化方式。每当对象建立时,比如创建summer 对象时,__init__()方法就会被调用。它会设定sound 这个对象属性。在后面的chirp()方法中,就可以通过self 调用这一对象属性。除了设定对象属性外,我们还可以在__init__()中加入其他指令。这些指令会在创建对象时执行。在调用类时,类的后面可以跟一个参数列表。这里放入的数据将传给__init__()的参数。通过__init__()方法,我们可以在创建对象时就初始化对象属性。

除了操作对象属性外,self 参数还有另外一个功能,就是能让我们在一个方法内部调用同一类的其他方法,比如:

class Bird(object):
   def chirp(self, sound):
       print(sound)
    def chirp_repeat(self, sound, n):
       for i in range(n):
           self.chirp(sound)summer = Bird()
summer.chirp_repeat("ji", 10) # 重复打印'ji'10 次

在方法chirp_repeat()中,我们通过self 调用了类中的另一个方法chirp()。

Python的对象很多也很有趣,比如《那些Python意想不到的对象》。若与这些对象深入交往,你会发现Python更多的魔力。更多内容可见《从Python开始学编程》一书。

本文分享自微信公众号 - 博文视点Broadview(bvbooks),作者:博文视点

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原始发表时间:2017-02-14

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