Python基础学习参考（九）：面向对象

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面向过程编程和面向对象编程

在介绍面向对象之前，先了解一下什么是面向过程编程，所谓的面向过程编程就是将需要解决的问题分析分解为若干步骤，按照步骤一步一步执行，并完成得到最后结果，更偏向机器思维。

而面向对象更符合人类的思维。面向对象编程，就是把要解决的问题抽离抽象出一系列对象，通过各个对象的行为关系，完成整个过程得到最后结果。也就是说“对象”是程序的基本单元，一个对象包含数据和操作数据的函数，面向对象编程就是一组对象的集合。

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面向对象

上面只是简单的，笼统的说了一下面向对象。下面将具体的学习面向对象。

面向对象编程，需要提取“对象”，那什么是对象呢？所谓的对象，就是将某些事物归纳为一类，在python中称为class，python中如何定义一个class呢？结构如下：

classClassName(bases):

'class document string'

class_suite

class关键字后面跟着的是一个类的名字，类名在命名时需要大写字母开头。bases位置可以是一个或者多个，用于继承父类的集合。如果没有父类需要继承，就需要继承所有类都需要继承的基类object类。‘class document string’这个位置是类的文档，通常规范的编码是需要写的，但是也可以不写。Class_suite的位置就是类的核心内容包括类的成员，方法，数据属性。以上就是类的结构。

下面具体说明一下，类中的属性和方法。

类中的属性，其实就是定义在类内部的变量。方法，就是定义在类内部的方法，但是这个方法或者函数在定义的时候，形参第一个参数永远是self，为了方便引用对象自身性质。通过一个具体例子真切的感受一下：

classDog(object):

max_age =12#属性

defrun(self):#方法

print('dog is running')

现在对象已经创建出来了我们如何引用它呢？

以上面例子为例，首先需要实例对象。即 dog = Dog()这时候dog就是一个实例对象，这个过程可以理解为将Dog这个类一个笼统类，就具体化了，具体化以后就可以使用类内部的属性和方法了， dog.max_age/dog.run()。虽然实例化了但是dog这个对象，但依然属于Dog这个大类，当然就可以继承和具有Dog的所有属性和方法了。其实这里面涉及面向对象的三个特点：数据的封装，继承和多态。上面例子就体现了继承的特点。

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内置的类属性

内置属性就是没有还可以使用的一写属性，格式是ClassName.__属性__。也是上面Dog类举例,举例如下：

print(Dog.__name__)#获取类名

print(Dog.__doc__)#获取类的文档字符串，即在类的定义中获取‘class document string’中的内容

print(Dog.__bases__)#所有父类构成的元组

print(Dog.__dict__)#获取属性

print(Dog.__module__)#获取类定义所在的模块

print(Dog.__class__)#对应的类

运行结果如下：

上面这些内置属性了解一下就好。

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类的初始化

在类的定义中通常需要进行一下初始化，方便在类的实例化的过程中直接调用。说白了就是在类的内部再定义一个方法，即__init__方法（一定这么写），__init__这个方法就是用来初始化的，但是要记住，类内部的方法第一个行参一定是self，具体例子如下：

classDog(object):

def__init__(self,name,age):

self.name = name

self.age = age

定义过程如上面例子。但是如何使用呢？即在实例的化的时候就需要将用的参数给定义好，即dog = Dog(‘aa’,8)。因为实例化过程__init__函数会被调用，所以就需要在实例化的时候将__init__需要的参数给传进去，这样才能完成实例化。这时候调用dog.age和dog.name，得到结果就是8和‘aa’，可以理解为我们直接实例化了一个name是‘aa’，age是8的dog。

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继承和多态

在之前我们提到过继承的概念，就是在定义某个类的时候可以继承一个或者多个其他的类，这个被继承的类我们称为这个类的父类，这个被继承的类也称为基类。通过继承，子类就具有了父类的属性，这样就实现了代码的重用。需要特殊说明的是当调用方法的时候是先从子类中找，如果子类中没有就会去父类中找，一直往上。

多态有点相对于继承，通过继承，子类获得父类的中的一些属性，但是子类并不是跟父类完全一样，子类可以有属于自己的一些属性，这就体现了多态。通俗点说，就是一个基类可以被多个子类继承，每个子类既继承了基类中的属性，但又具有各自的不同属性，这就是多态。在实际的使用中，比较常见的就是父类的引用指向子类对象。多态使用举例如下：

classAnimal(object):

defrun(self):

print('Animal is running')

classCat(Animal):

defrun(self):

print('Cat is running')

classDog(Animal):

defrun(self):

print('Dog is running')

deffunc(Animal):#这个接口体现多态

Animal.run()

c1 = Cat()

d1 = Dog()

func(c1)

func(d1)

打印出的结果：

Cat is running

Dog is running

在定义的时候只定义了一个Animal，但是调用的时候通过传入不同的子类，分别打印出不同的结果。

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常用的BIF

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issubclass(sub,sup):用来判断一个类是否是另一个类的子类。

当sub是sup的子类/子孙类或者自身的时候，返回的为True。大家可以用上面例子试一下：

print(issubclass(Dog,Animal))

打印结果：True。

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isinstance(obj,Class):判断obj是否是Class类的一个实例。

继续上面例子，举例如下：

print(isinstance(c1,Cat))

打印结果：True。

很明显c1，确实是Cat的一个实例，因为前面我们自己定义的。

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hasattr(obj,name):检查属性是否存在/getattr(obj,name[,default])访问属性/setattr(obj,name,value):设置属性，如果不存在则新建此属性/delattr(obj,name)删除属性。

举例如下：

classAnimal(object):

has_name =Truematchmatch

age =10

defrun(self):

print('Animal is running')

print(hasattr(Animal,'has_name'))

setattr(Animal,'age',12)

print(getattr(Animal,'age'))

delattr(Animal,'has_name')

print(hasattr(Animal,'has_name'))

打印结果：

True

12

False

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dir():获得一个对象的所有属性和方法/super():获得相应父类/vars():函数返回对象object的属性和属性值的字典对象。

具体例子大家自己试一下吧。

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访问限制

在python中有些变量并不能随意访问，有些约定俗成，其中变量名以__开头，称为私有变量，只允许内部访问，外部不能访问。但是以__XXX__这样定义的变量称为特俗变量是可以访问的，以_X这样开头的变量可以访问但是不要随意访问。如果有些变量不能在外部被调用，而我们还想使用怎么办呢？通常的做法是在内部定义一些方法，将这个变量暴露出来。

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总结

前面说了一大堆，对于没有计算机基础的同学来说还是云里雾里的。再做一下总结。

编程中引入面向对象就是为了改变编码的方式，使编码更符合人类思维，更容易理解。因此抽象出了一些类，类中具有属性和方法。而类就是对象的集合（上面例子中可以理解Animal是一个类，而Cat和Dog就对象），实例化过程就是将对象实例给了一个变量，（可以想象成由抽象的变为具体的）。有了对象和实例化并不能充分发挥面向对象的好处。这时候继承和多态就体现出来了。通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，从而节省代码，有时候继承的方法不满意也可以重写父类中的方法。通过多态，我们就可以定义一个接口，就可以根据实际得到各自不同的结果。到目前为止只是介绍了面向对象中一些基础的概念和简单的应用，在实际的开发中面向对象远比这要发杂和更多的知识点。完事开头难，一步一步来。

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