Python 学习笔记之类与实例

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一 定义

类 (class) 封装一组相关数据，使之成为一个整体，并使用一种方法持续展示和维护。这有点像把零件组装成整车提供给用户，无须了解汽车的内部结构和工作原理，只要知道方向盘，刹车和油门这些外部接口就可以正常行驶。类存在两种关系1、继承（inheritance，is-a）自某个族类继承可以用来表达本车属于某厂的哪个车族系列，除了继承原车系的技术和优势，还可基于某些环境进行改进。2、组合（composition，has-a）了哪些部件组合可用来表述该车使用了哪些零部件，比如最新的发动机。类与模块的不同之处1、类可生成多个实例。2、类可被继承和扩展。3、类实例的生命周期可控。4、类支持运算符，可按需重载。这些特性模块没有或者不需要，同时，模块粒度大，模块可用来提供游戏场景级别的解决方案，而类则是该场景下的特定家族和演员。1.2、创建定义类，以此为个体为例。关键字 class 同样是运行期指令，用于完成类型对象的创建。

可在函数内定义，以限制其作用范围。类型与实例如果类在模块中定义，那么其生命周期与模块等同，如果被放在函数内，那么每次都是新建。即便名字和内容相同，也属于不同类型。

函数内定义的类型对象，在所有实例死亡后，会被垃圾回收。类型对象除了用来创建实例，也为所有实例定义了基本操作接口，其负责管理整个家族的可共享数据和行为目标。实例只保存私有特征，其以内部引用从所属类型或其它所属祖先类查找所需的方法，用来驱动展现个体面貌。

名字空间

类型有自己的名字空间，存储当前类型定义的字段和方法。这其中并不包括所继承的祖先成员，其同样以引用关联祖先类型，无须复制到本地。

实例 instance o 会保存所有继承层次的实例字段，因为这些都属于其私有数据。

当通过实例或类访问某个成员时，会从当前对象开始（instance o 开始查找），依次由近到远向祖先类查找（即 o --> class B --> class A 进行成员查找）。如此做的好处就是祖先类的新增功能可以直接 【广播】给所有后代。在继承层次的不同名字空间中允许有同名成员，并按顺序优先命中。

二 字段

依照所处空间不同，我们将字段分为类型字段和实例字段。官方将成员统称为 Attribute，我们可按例将数据当做字段。2.1、类型字段【类型字段】在 class 语句块内直接定义，而实例字段必须通过实例引用（self）赋值定义。仅从执行方式来看，无论实例方法存在于哪级类型，其隐式参数 self 总指向当前调用实例。

实例参数 self 只是约定成俗的名字，这类似于其它语言中的 this，换成 this 同样有效。2.2、字段赋值可使用赋值语句为类型或实例添加的新字段。

可一旦实例重新赋值，就将会在其名字空间建立同名字段，并会遮蔽原字段。

2.3、私有字段将私有字段暴露给用户是很危险的。因为无论是修改还是删除都无法截获，由此可能引发意外错误。因为语言没有严格意义上的访问权限设置，所以只好将它们隐藏起来。如果成员名字以双下划线开头，但没有以双下划线结尾，那么编译器会自动对其重命名。

同时双下划线开头课结尾的，通常是系统方法，比如 __ init __ ，__ hash __ ，__ main __等。所谓重命名，就是编译器附加了类型名称前缀。虽然这种做法不能真正阻止用户访问，但基于名字的约定也算一种提示。这种方式让继承类也无法访问。重命名机制总是针对当前类型，继承类型无法访问重命名后的基类成员。可将双下划线前缀改为单下划线，这样虽然不能自动重命名，不过提示作用依旧。

三 属性

对私有字段会进行重命名保护，那公开字段如何处理呢？

问题是核心在于访问拦截，必须由内部逻辑决定如何返回结果。而属性（property）机制就是将读、写和删除操作映射到指定的方法调用上，从而实现操作控制。

这种 @ 语法被称作装饰器（decorator）。多个方法名必须相同，默认从读方法尅是定义属性，随后以属性名定义写和删除。如果实现只读，或禁止删除，则只需去掉对应的方法即可。

四、方法

方法是一种特殊函数，其与特定对象绑定，用来获取或修改对象状态。实际上，无论是对象构造，初始化，析构还是运算符，都以方法实现。根据绑定目标和调用方法的不同，方法可分为实例方法，类型方法，以及静态方法。名字以上下划线开始和结束的方法，通常有特殊用途，其由解释器和内部机制调用。实例方法实例方法与实例对象绑定，在其参数列表中，将绑定对象作为第一参数，以便在方法中读取或修改数据状态。在以实例引用调用方法时，无须显式传入第一实参，而由解释器自动完成。官方建议参数名用self，同样以 cls 作为类型方法的第一参数名。

类型方法类型方法用来维护类型状态，面向族群提供服务接口。除绑定的第一参数名称不同外，还需添加专门的装饰器，以便解释器将其实例方法区分开来。

静态方法静态方法，则更像是普通函数。其既不接收实例引用，也不参与类型处理，所以就没有自动传入第一参数。使用静态方法，更多原因是将类型作为一个作用域，或者当前类型添加便捷接口。

特殊方法下面又解释器自动调用，与对象生命周期相关的方法。

__ new __：构造方法，创建对象实例

__ init __：初始化方法，设置实例的相关属性

__ del __：析构方法，实例被回收时调用

创建实例时，会先调用析构方法和初始化方法。

如果 __ new __ 返回实例与 cls 类型不符，将导致 __ init __ 无法执行。

五 总结

学习到此，我总算把类的创建，属性和方法等弄清楚了，我最想强调一点，希望读者把 实例 self 参数弄明白，后续编码过程中使用较多。还要清楚实例方法和静态方法的区别。下一节将详细介绍类的继承及重载。

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END

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