Python面向对象编程-进阶篇

前言

在上一篇《Python面向对象编程-初级篇》中，主要介绍了面向对象相关概念、面向对象相关术语、获取或添加对象属性、魔法方法以及Python的内置属性，本篇内容则继续介绍面向对象进阶部分的内容：

面向对象的三大特性：封装、继承、多态

类中的三类变量：类变量、成员变量、局部变量

类中的私有方法和私有属性

类的三类方法：实例方法、类方法、静态方法

一、面向对象的三大特性：封装、继承、多态

1. 封装

封装就是把内容封装到某个地方，后面再从某处调用被封装的内容。

面向过程编程的封装

面向对象编程的封装

上述对比可以看出，如果使用面向过程编程，需要在每次执行函数时传入相同的参数，如果参数较多，则需要多次复制粘贴。

而对于面向对象，只需要在创建对象时，将所有需要的参数封装到当前对象中，之后再次使用时，通过self间接去当前对象中取值即可。

使用面向对象的思想可以更好地模拟现实生活中的事物。

2. 继承

通过继承创建的类称为子类或派生类，被继承的类称为基类、父类或超类，子类可以继承父类的内容，调用父类中的属性或方法。

1）子类继承父类

如果在子类中需要父类的方法就需要显式地调用父类的方法，或者不重写父类的方法，直接调用。

2）子类继承父类中的构造方法

比如子类ChildObject继承了父类ParentObject，如果想要在子类的构造方法中继承父类构造方法中的属性，可以有以下几种写法：

ParentObject.__init__(self,height='115cm')

super().__init__(height='115cm')

super(ChildObject, self).__init__(height='115cm')

3）类的多继承：深度优先和广度优先

Python中一个子类可以继承多个父类，寻找方法有两种，分别是：深度优先（Python2）和广度优先（Python3）。

在Python2中，经典类遵循的是深度优先的原则，新式类遵循的是广度优先的原则；而在Python3中，无论是经典类还是新式类，都遵循广度优先。

由于D类继承了B、C，会先从B类开始查找name属性，B不存在，所以会再从C开始查找，由于C也不存在，所以会再从B的父类开始查找，最后在B的父类A中找到了name属性，打印结果为Asia。

4）子类重写父类方法

在子类中，使用与父类中相同的变量名或方法名，或重写父类的属性或方法。

3. 多态

不同的子类对象，调用相同的父类方法，产生不同的结果，一种事物的多种体现形式，函数的重写其实就是多态的一种体现。

如上所示，Person、Dog、Cat分别继承了Animals类，但是分别重写了talk方法，当这三个类分别被调用时会执行自己类中所定义的talk方法，而非父类Animals中的talk方法。

二、类变量、成员变量、局部变量

1. 类变量

类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。可以由类名直接调用，也可由对象来调用。

2. 实例变量（成员变量）

在类的声明中，属性是用变量来表示的。这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的，在构造方法中以self. 开头来定义。实例变量只能通过对象来调用，不能通过类名调用。

3. 局部变量

定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。如以下方法中的mobile就属于局部变量。

三、类中私有方法和私有属性

1. 类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs。

2. 类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类的外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods。

3. 外部调用类中的私有属性或方法

通常私有属性和私有方法只能在类的内部被调用，外部是不可以调用的。但如果强行调用，也是可以的，相当于Python中开了个后门：

外部调用类的私有属性：对象名._类名__属性名

外部调用类的私有方法：对象名._类名__方法名

四、类的三类方法：实例方法、类方法、静态方法

1. 实例方法

第一个参数必须是实例对象，该参数一般约定为self，通过它来传递实例的属性和方法（也可以传类的属性和方法），只能由实例对象调用。

2. 类方法

使用装饰器@classmethod修饰，第一个参数必须是当前类对象，该参数名一般约定为“cls”，通过它来传递类的属性和方法（不能传实例的属性和方法），类和实例对象都可以调用。

注：使用类名直接调用时，不会执行类中的构造方法！

3. 静态方法

使用装饰器@staticmethod修饰，参数随意，没有“self”和“cls”参数，但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法，一般用于和类本身无太多关联但又会绑定在类中的场景（不可使用类中的属性和方法），如获取时间等等。类和实例对象都可以调用。

小结