开源图书《Python完全自学教程》8.2简单的类

8.2 简单的类

请读者务必注意，本书讲述的是 Python 3 中类的创建方法，与 Python 2 相比，两个版本在定义类的时候稍有差别，如果看到了 Python 2 写的代码，注意区分。

8.2.1 创建类

打开你已经熟练使用的 IDE，用真正的 Python 程序实现8.1.2节中的“大侠”。

#coding:utf-8
"""
filename: superman.py
"""

class SuperMan:                      # (1)
    '''                              # (2)
    A class of superman
    '''
    def __init__(self, name):        # (3)
        self.name = name             # (4)
        self.gender = 1              # (5)
        self.single = False    
        self.illness = False
    def nine_negative_kungfu(self):  # (6)
        return "Ya! You have to die."

下面结合代码和图8-2-1，学习简单的、常见的类如何定义。

图8-2-1 简单类的结构

注释（1）逻辑行是类的头部，其组成部分是：

• class 是定义类的关键词；
• SuperMan 是这个类的名称。通常，类名称中每个单词的首字母要大写，如果是多个单词组合，单词之间不插入其它符号。切记，“代码通常是给人看的”，类的名称也尽可能本着“望文生义”的原则命名。
• 类的名称后面紧跟着是英文半角状态下的冒号 “ : ”。注意，与定义函数不同，这里没有圆括号。在8.5节会介绍什么时候用到圆括号。

从注释（2）的逻辑行开始是类的代码块，依然是用四个空格的缩进表示代码块。

注释（2）的三引号以及后面的配对三引号，这之间是关于当前类的帮助文档，不是必须的。在通常的工程项目中，都要写，原因依然是“代码通常是给人看的”。

注释（3）和（6）定义了类的方法。它们都是由 def 这个关键词定义的，其实就是函数，只不过写在类里面罢了（8.4.1节会将类与方法给予比较）。习惯上，把写在类里面或者实例对象所具有的由 def 所定义的对象，叫做方法（Method）。

以类 SuperMan 中的方法 nine_negative_kungfu() 为例，其参数有特别的要求，第一个参数必须是 self ，而且它必须要有——至少要有一个名为self 的参数。另外，并非强制使用 self 参数名称，可以用别的名称，但使用 self 是惯例。这里所讲的规定和惯例，除了8.4.2和8.4.3节中所介绍的“类方法”和“静态方法”之外，对类的其他方法都适用——看来类的方法也不单纯。

既然方法和函数本质一样，那么方法的名称命名及其内部代码书写规范，就与函数一样了，此处不赘述，读者可以复习第7章关于函数的知识。

比较注释（3）和注释（6）两个逻辑行，所定义的方法虽然本质一样，但形式和命名还有差别。

注意方法名称“ __init__() ”的写法，是以双下划线开始和结尾。除了这个方法之外，在后续学习中，还会看到很多其他以双下划线开头和结尾的方法名称，Python 语言中将这些方法统称为特殊方法（Special Method），或者称为魔法方法（Magic Method，第9章中会介绍更多这类方法）。根据英文知识容易知晓，__init__() 方法的名称中的 “init” 来自单词 “initial” 。当用类创建实例的时候，首先访问这个方法（如果它存在的话），通过这个方法让实例具有其中所规定的属性。比如注释（4）的逻辑行：

• self 表示实例化时创建的实例对象（8.2.2节会详细介绍）；
• self.name 表示实例对象具有名称为name 的属性；
• self.name = name 表示实例对象的 name 属性（左侧的 name ）的值是实例化时参数 name 的实参（引用对象）。注意，符号 = 左侧所表示的实例属性的名称和右侧的参数（变量）名称不是非要求一样的。也可以使用注释（5）所示的那样，直接给实例属性赋值。

由于 __init__() 方法是在创建实例开始就被调用，再结合“initial”这个单词，于是将这个方法称为“初始化方法”。

请读者注意，在有的中文资料中，把 __init__() 方法称为“构造方法”。本书作者认为这种命名易引起混乱，误导读者。因为在 Python 的类中，真正具有“构造”作用的方法是 __new__() 方法，不是 __init__() 。因此本书使用“初始化方法”与 __init__() 对应，而“构造方法”则是 __new__() 的中文名称（参阅第9章9.4节）。

还要提示读者注意，“初始化方法”的最后不要写 return 语句（如果非要写，就写 return None ）。

注释（6）所定义的是一个普通方法（相对“特殊方法”而言的“普通”，名称的命名上不用双下划线开头和结尾），除了参数列表中的 self 参数有前述规定和惯例之外，其他方面与第7章学过的函数没有差别。

创建了 SuperMan 类之后，就可以用它创建实例——形象地说，“类是实例的工厂”，用它可以塑造无限多个“超人”。

8.2.2 实例

承接8.2.1所创建的 superman.py 文件中的 SuperMan 类，将它实例化，如下述代码：

#coding:utf-8
"""
filename: superman.py
"""

class SuperMan:                
    '''                        
    A class of superman
    '''
    def __init__(self, name):  
        self.name = name       
        self.gender = 1              
        self.single = False    
        self.illness = False
    def nine_negative_kungfu(self):  
        return "Ya! You have to die."

zhangsan = SuperMan("zhangsan")                           # (7)
print("superman's name is:", zhangsan.name)               # (8)
print("superman is:(0-female, 1-male) ",zhangsan.gender)  # (9)

result = zhangsan.nine_negative_kungfu()                  # (10)
print("If superman play nine negative kungfu, the result is:")
print(result)

程序中注释（7）的语句即依据 SuperMan 类创建一个实例，或说成“实例化”。所生成的实例是一个对象，或称为“实例对象”，并用变量 zhangsan 引用此对象。

在第7章7.3.1节曾借函数说明了对象后面紧跟圆括号的作用，可概括为“名称引用对象，圆括号才是执行”。对于类 SuperMan 而言，它也是一个对象——类也是对象，Python 中万物皆对象。例如：

>>> class Foo:
...     def __init__(self):
...         self.f = 'foo'
...
>>> Foo                 # (11)
<class '__main__.Foo'>
>>> type(Foo)
<class 'type'>
>>> id(Foo)
140693620290736

定义一个比较简单的类 Foo ——Foo 是类的名称。观察注释（11）及后续的操作，结合已学知识，可以总结出，与函数的名称引用函数对象雷同，类的名称也引用了类对象。

既然如此，如果要在后面增加一个圆括号，就应该表示“执行类”了。“类是实例的工厂”、“类是实例的蓝图”，执行类，就意味着产生实例。

>>> fo = Foo()
>>> fo
<__main__.Foo object at 0x7ff5c9622700>
>>> type(fo)
<class '__main__.Foo'>

由操作结果可知，Foo() 是一个实例对象。

再回到注释（7），执行类 SuperMan ，从而得到实例对象。注意，后面的圆括号中要有参数。这是因为 SuperMan 类的初始化方法的参数（形参）除了 self 之外，还有一个 name ，那么实例化（或者说“创建实例”）的时候，要为参数 name 传一个对象引用（实参）。

在实例化的时候，不需要给初始化方法中的 self 参数传对象引用。注释（7）执行之后，Python 解释器以“隐式传递”的方式，令 self 引用刚刚所创立的实例（参阅8.3.3节）。

在执行注释（7）即创建实例时，首先要调用类 SuperMan 里面所定义的初始化方法，执行其内部程序。本例中，创建了实例对象的一些属性并完成赋值。例如实例的 name 属性值是 'zhangsan' ，gender 属性值是 1 。注释（8）和（9）中，读取了所创建的实例 zhangsan 的两个属性 zhangsan.name 和 zhangsan.gender 的值。

注释（10）的 zhangsan.nine_negative_kungfu() 表示调用了实例 zhangsan 的 nine_negative_kungfu() 方法，调用方式和函数一样。但是要注意参数，在类 SuperMan 中，每个方法的第一参数是 self ，通过实例调用方法的时候，不需要在圆括号中为 self 提供对象引用，这是因为 Python 解释器以“隐式传递”的方式向 self 参数传了 zhangsan 这个实例对象的引用（严格说法是变量 zhangsan 引用的实例对象，参阅8.3.3节）。

很容易理解，以注释（7）的方式，通过修改形参 name 的值，还可以创建无数个 SuperMan 类的实例，这些实例之间的差别在于其 name 属性的值不同。此即“类是实例工厂”的含义，工厂可以根据一个生产模型生产出很多产品，例如汽车制造厂生产汽车。

构建简单的类之后，下面要对其重要组成部分——属性和方法——分别进行详细说明。