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Python学习:类和实例

本文作者: 玄魂工作室--热热的蚂蚁

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,在学习面向对象我们可以把类当成一种规范,这个思想就我个人的体会,感觉很重要,除了封装的功能外,类作为一种规范,我们自己可以定制的规范,从这个角度来看,在以后我们学习设计模式的时候,对设计模式的理解会很有帮助。其次,语言中类是抽象的模板,用来描述具有相同属性和方法的对象的集合,比如Animal类。而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。

Python使用class关键字来定义类,其基本结构如下:

class类名(父类列表):

pass

类名通常采用驼峰式命名方式,尽量让字面意思体现出类的作用。Python采用多继承机制,一个类可以同时继承多个父类(也叫基类、超类),继承的基类有先后顺序,写在类名后的圆括号里。继承的父类列表可以为空,此时的圆括号可以省略。但在Python3中,即使你采用类似classStudent:pass的方法没有显式继承任何父类的定义了一个类,它也默认继承object类。因为,object是Python3中所有类的基类。

下面是一个学生类:

可以通过调用类的实例化方法(有的语言中也叫初始化方法或构造函数)来创建一个类的实例。默认情况下,使用类似obj=Student()的方式就可以生成一个类的实例。但是,通常每个类的实例都会有自己的实例变量,例如这里的name和age,为了在实例化的时候体现实例的不同,Python提供了一个def__init__(self):的实例化机制。任何一个类中,名字为__init__的方法就是类的实例化方法,具有__init__方法的类在实例化的时候,会自动调用该方法,并传递对应的参数。比如:

实例变量和类变量

实例变量

实例变量指的是实例本身拥有的变量。每个实例的变量在内存中都不一样。Student类中__init__方法里的name和age就是两个实例变量。通过实例名加圆点的方式调用实例变量。

我们打印下面四个变量,可以看到每个实例的变量名虽然一样,但他们保存的值却是各自独立的:

类变量

定义在类中,方法之外的变量,称作类变量。类变量是所有实例公有的变量,每一个实例都可以访问、修改类变量。在Student类中,classroom和address两个变量就是类变量。可以通过类名或者实例名加圆点的方式访问类变量,比如:

在使用实例变量和类变量的时候一定要注意,使用类似zhang.name访问变量的时候,实例会先在自己的实例变量列表里查找是否有这个实例变量,如果没有,那么它就会去类变量列表里找,如果还没有,弹出异常。

Python动态语言的特点,让我们可以随时给实例添加新的实例变量,给类添加新的类变量和方法。因此,在使用li.classroom = '102'的时候,要么是给已有的实例变量classroom重新赋值,要么就是新建一个li专属的实例变量classroom并赋值为‘102’。看下面的例子

类的方法:

Python的类中包含实例方法、静态方法和类方法三种方法。这些方法无论是在代码编排中还是内存中都归属于类,区别在于传入的参数和调用方式不同。在类的内部,使用def关键字来定义一个方法。

实例方法

类的实例方法由实例调用,至少包含一个self参数,且为第一个参数。执行实例方法时,会自动将调用该方法的实例赋值给self。self代表的是类的实例,而非类本身。self不是关键字,而是Python约定成俗的命名,你完全可以取别的名字,但不建议这么做。

例如,我们前面Student类中的print_age()就是实例方法:

静态方法

静态方法由类调用,无默认参数。将实例方法参数中的self去掉,然后在方法定义上方加上@staticmethod,就成为静态方法。它属于类,和实例无关。建议只使用类名.静态方法的调用方式。(虽然也可以使用实例名.静态方法的方式调用)

类方法

类方法由类调用,采用@classmethod装饰,至少传入一个cls(代指类本身,类似self)参数。执行类方法时,自动将调用该方法的类赋值给cls。建议只使用类名.类方法的调用方式。(虽然也可以使用实例名.类方法的方式调用)

看一个综合例子:

类、类的方法、类变量、类的实例和实例变量在内存中是如何保存的?

类、类的所有方法以及类变量在内存中只有一份,所有的实例共享它们。而每一个实例都在内存中独立的保存自己和自己的实例变量。

创建实例时,实例中除了封装诸如name和age的实例变量之外,还会保存一个类对象指针,该值指向实例所属的类的地址。因此,实例可以寻找到自己的类,并进行相关调用,而类无法寻找到自己的某个实例。

Python 类的继承

在ptyhon中类一个类是可以同时继承多个类,语法:

Python类继承之深度优先

python 支持多继承,但对与经典类和新式类来说,多继承查找的顺序是不一样的。

经典类:

实例d调用foo()时,搜索顺序是 D => C1 => P1

实例d调用bar()时,搜索顺序是 D => C1 => P1 => P2

换句话说,经典类的搜索方式是按照“从左至右,深度优先”的方式去查找属性。d先查找自身是否有foo方法,没有则查找最近的父类C1里是否有该方法,如果没有则继续向上查找,直到在P1中找到该方法,查找结束。

Python类继承之广度优先

新式类:

实例d调用foo()时,搜索顺序是 D => C1 => C2 => P1

实例d调用bar()时,搜索顺序是 D => C1 => C2

可以看出,新式类的搜索方式是采用“广度优先”的方式去查找属性。

本文首发于玄魂工作室微信订阅号

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