Python面向对象——创建类和实例

定义类

在 Python 中，类的定义使用 class 关键字来实现，语法如下：

参数说明：

ClassName ：用于指定类名，一般使用大写字母开头，如果类名中包括两个单词，第二个单词的首字母也大写，这种命名方法也称为“驼峰式命名法”，这是惯例。当然，也可根据自己的习惯命名，但是一般推荐按照惯例来命名。

statement ：类体，主要由类变量（或类成员）、方法和属性等定义语句组成。如果在定义类时，没想好类的具体功能，也可以在类体中直接使用 pass 语句代替。

例如，下面以大雁为例声明一个类，代码如下：

创建类的实例

class 语句本身并不创建该类的任何实例。所以在类定义完成以后，可以创建类的实例，即实例化该类的对象。创建类的实例的语法如下：

ClassName 是必选参数，用于指定具体的类；

parameterlist 是可选参数，当创建一个类时，没有创建 __init__() 方法，或者 __init__() 方法只有一个 self 参数时，parameterlist 可以省略。

例如，创建Geese 类的实例，可以使用下面的代码：

执行上面代码后，将显示类似下面的内容：

从上面的执行结果中可以看出， wildGoose 是 Geese 类的实例。

创建类的方法

参数说明如下：

functionName：用于指定方法名，一般使用小写字母开头；

self：必要参数，表示类的实例，其名称可以是self以外的单词，使用self只是一个惯例而已；

parameterlist：用于指定除self参数以外的参数，各参数间使用逗号“,”进行分隔；

block：方法体，实现的具体功能。

说明：实例方法和Python中的函数的主要区别就是，函数实现的是某个独立的功能，而实例方法是实现类中的一个行为，是类的一部分。

实例方法创建完成后，可以通过类的实例名称和点（.）操作符进行访问。具体的语法格式如下：

instanceName为类的实例名称；

functionName为要调用的方法名称；

parametervalue表示为方法指定对应的实际参数。

创建一个Animal类，并定义eat()、play()和sleep()3个方法。实例化Animal类，并调用这3个方法。下面看一段示例代码。

运行结果如下所示。

创建__init__()方法

在创建类后，通常会创建一个__init__()方法。该方法是一个特殊的方法，类似Java语言中的构造方法。每当创建一个类的新实例时，Python都会自动执行它。__init__()方法必须包含一个self参数，并且必须是第一个参数。self参数是一个指向实例本身的引用，用于访问类中的属性和方法。在方法调用时会自动传递实际参数self。因此，当__init__()方法只有一个参数时，在创建类的实例时，就不需要指定实际参数了。

说明：在__init__()方法的名称中，开头和结尾处是两个下划线（中间没有空格），这是一种约定，旨在区分Python默认方法和普通方法。

下面仍然以大雁为例声明一个类，并且创建__init__()方法，下面看一段示例代码。

运行结果如下所示。

从上面的运行结果可以看出，在创建大雁类的实例时，虽然没有为__init__()方法指定参数，但是该方法会自动执行。

在__init__()方法中，除了self参数外，还可以自定义一些参数，参数间使用逗号“,”进行分隔。例如，下面的代码将在创建__init__()方法时，再指定3个参数，分别是name、gender和weight。

执行上面的代码，运行结果如下：

常见错误：在为类创建__init__()方法时，在开发环境中运行下面代码：

将显示如下所示的异常信息。该错误的解决方法是在第3行代码的括号中添加self。

self的作用

在编写类方法时，必须多加一个self在参数列表开头，但是我们却没有为这个参数赋值，那么这个self的作用是什么呢？其实，self是一种特定的变量，它引用的是对象本身。按照惯例，它被赋予self这一名称。当然也可以使用其他的名字，但是强烈推荐使用self这一名称，因为任何一个程序员都可以一眼认出它。

那么 Python 是如何给 self 赋值的？我们依然以动物类为例。在Animal类创建了2个实例dog和cat 。当调用这个对象的方法，如 dog.info()时，Python将会自动将其转换成Animal.info(dog) 。同理，当调用cat.info()时，Python将会自动将其转换成Animal.info(cat) 。如果info()函数还有参数，例如:

那么调用dog.info(arg1,arg2)时，Python将会自动将其转换成Animal.info(dog,arg1,arg2) 。

类属性和实例属性

前面介绍了类中的方法，本节来介绍一下类中的另一个成员——属性。所谓的属性，可以理解为在类中定义的变量。根据定义位置，又可以分为类属性和实例属性。

1.类属性

类属性是指定义在类中，并且在函数体外的属性。类属性可以在类的所有实例之间共享值，也就是在所有实例化的对象中公用。

例如，定义一个Animal类，然后定义1个类属性，代码如下：

可以通过2种方式来调用类属性：类名.属性名和实例名.属性名。例如：

上述代码中，Animal类有一个属性age,所以Animal.age的值为5。但是Animal的2个实例dog和cat为什么也能够获取age属性呢？这就是属性继承搜索的功能。下面的类树图可以很好的解释这个问题。

上图中，Animal类有一个属性age，并且通过Animal类创建了2个实例dog和cat。当调用dog.age时，由于age实例的age属性不存在，所以会继续向上搜索到Animal,发现Animal类中有age属性，所以，dog.age为5。

注意：如果调用dog.name，由于age实例和Animal类都没有这个属性，所以提示如下错误信息：

AttributeError:'Animal' object has no attribute 'name'

创建一个Animal类，该类有一个属性age，并创建2个实例dog和cat，如果更改Animal类age属性的初始值，那么，dog.age和cat.age是否会发生变化呢？下面通过一个例子来学习一下。

运行结果如下。

上述代码中，对于dog实例，动态为其添加属性age，dog.age在查找时，优先查找dog实例的age，所以结果为10。接下来，动态更改Animal类的age属性值，所以Animal.age的值变为8。而由于cat实例没有age属性，所以向上查找Animal类的属性，此时，由于Animal的age属性值已经变为8，所以cat.age为8。通过下图可以更好理解赋值过程。

2.实例属性

实例属性是指定义在类的方法中的属性，只作用于当前实例中。在18.2.4节创建__init__()方法时，就使用了实例属性。

创建一个Animal类，该类中有3个方法，__init__()初始化方法，info()输出详细信息方法以及get_gender()判断动物性别的方法。

在__init__()初始化方法中，使用self.name、self.gender和self.weight设置实例属性。

运行结果如下所示。