【Python之旅】第四篇(三):Python面向对象编程详解

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【Python之旅】第四篇(三):Python面向对象编程详解

香飘叶子 2016-05-10 10:53:38 浏览2540
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终于是来到了Python的面向对象编程,以前是没有接触过其它的面向对象编程的语言,因此学习这一部分是相当带劲的,这里也总结一下。


1.面向对象编程的相关名词及解释

    世界万物,皆可分类,一切皆为对象。

    所谓的面向对象编程,指的是一种编程的思想,通过对具体代码实现过程(面向过程编程)的不断抽象,以形成一个个的类别,以提高我们进行大型程序编写的效率(面向对象的具体实现需要面向过程,大型程序也可以用面向过程来编写,只是比较麻烦)。对于面向对象编程的相关名词和解释如下:

对象 :类的实体\一个叫Rain的好色的男人

类:人\动物\机器

方法:人会走,会思考\狗会叫,会咬人\定义一个类的各个功能

消息传递:狗叫了,人听见了,就叫通信

继承:狗都四条腿走路

封装:人不能引用狗的特性,比如四条腿走路

多态性:一个叫的功能,可能是低吼,也可是大声叫

抽象性:简化复杂的现实问题的途径,它可以为具体问题找到最恰当的类定义

    对“类”这个名词举个简单的例子:

杯子:类

这个杯子:对象(实体),属于“杯子”这个类

    对“方法”这个名词举个例子:动态方法(动态属性)与静态方法(静态方法可以理解为类的属性)。


2.类、对象、方法

    关于三者的关系,用下面的一张图片可以非常清晰明确的说明:

wKiom1YNXzXhVqtqAAG2f59r2RI144.jpg


3.类的语法:第一个面向对象程序

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程序代码如下:
class dog:                    #定义一个类
    def name(self):       #定义类的方法
        print "Hello master, my name is Python."
 
D = dog()    #类的实例化,产生类的对象,如果不实例化,将无法访问该类
D.name()     #使用类的方法
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python myclass4.py 
Hello master, my name is Python.

 

4.类的方法:有关self

    类的方法(类函数)与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称,但是在调用这个方法的时候你不为这个参数赋值,Python会提供这个值。这个特别的变量指对象本身,按照惯例它的名称是self。

    如你有一个类称为MyClass和这个类的一个实例MyObject。当你调用这个对象的方法MyObject.method(arg1, arg2)的时候,这会由Python自动转为MyClass.method(MyObject, arg1, arg2)。

    类中如果有多个不同的方法,并且类中的变量需要相互访问,这时候就需要使用self即用类自身来作为中间变量以进行变量在不同类中的传递了,可以看下面的一个例子:

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程序代码如下:
class Dog:
    class_object = 'food' #这是一个类变量
    def sayHi(self):
        print 'Hi master , I am your little dog, who do you want me to bite...'
        favorate_food = 'bone'
        self.FavorFood = favorate_food    #将favorate_food变为全局变量,让其它方法可以引用
    def eat(self, food_type):
        if food_type == self.FavorFood:  #不同类方法之间的变量调用,需要通过类本身
            print 'I like it very much..thanks'
        else:
            print 'Do not give me this bull shit...'
 
d = Dog()
d.sayHi()   '''如果不调用sayHi(),则无法将favorrate_food变成一个类变量,所谓类变量,
            即是类下定义的第一级变量'''
d.eat('bone'
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python class7.py 
Hi master , I am your little dog, who do you want me to bite...
I like it very much..thanks


    当然这里实际上是把sayHi方法中的favorate_food变量变为变中的全局变量,需要注意的是,下面的方法是不可以的:

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程序代码如下:
class Dog:
    class_object = 'food' 
    def sayHi(self):
        print 'Hi master , I am your little dog, who do you want me to bite...'
        favorate_food = 'bone'
 
    def eat(self, food_type):
        if food_type == self.sayHi().favorate_food: #这样使用是不行的
            print 'I like it very much..thanks'
        else:
            print 'Do not give me this bull shit...'
 
d = Dog()
d.sayHi()   
d.eat('bone'
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python class7.py 
Hi master , I am your little dog, who do you want me to bite...
Hi master , I am your little dog, who do you want me to bite...
Traceback (most recent call last):
  File "class7.py", line 16in <module>
    d.eat('bone'
  File "class7.py", line 9in eat
    if food_type == self.sayHi().favorate_food: 
AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'favorate_food'

    上面程序不行是因为,self.sayHi()时,其实会执行sayHi()方法,因为它本来就是一个函数,并且没有定义返回值,因此会返回None值,导致程序执行出错。

    上面的例子意在说明,不同类方法之间调用变量时,需要将其变为全局变量,并且要通过self即类本身进行引用。即类下的各个方法(函数,name也认为是一个函数),不能独自相互通信,必须要通过类作为中间人来进行通信,self即代表self本身,通过self.name即可完成通信,所以在定义类下的方法时,必须要加一个参数,即self,来代表类本身,否则这个方法就不能被使用当然参数不一定要是self。


5.类的构造函数__init__()与解构函数__del__()

    关于两个函数的说明,可以看下面一个例子:

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程序代码如下:
class Person:
    def __init__(self,name,age):                #构造函数,只要把类实例化,就会执行此函数
        print 'I am being called right now...'
        self.Name = name
        self.Age = age
 
    def sayHi(self):                            #类的普通方法
        print 'Hi my name is %s, i am %s years old' % (self.Name,self.Age)
 
    def __del__(self):                          #解构函数,当实例在内存中释放时,才会执行此函数
        print 'I got killed just now...bye...', self.Name
 
p = Person('Alex',29)
p.sayHi()
#del p
print '*'*60
 
p2 = Person('Jack',40)
p2.sayHi()
#del p2
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python person_class5.py 
I am being called right now...
Hi my name is Alex, i am 29 years old
************************************************************
I am being called right now...
Hi my name is Jack, i am 40 years old
I got killed just now...bye... Jack
I got killed just now...bye... Alex

    可以看到程序最后有两行相同内容的输出(除了名字不一样),是因为程序结束时,会把该程序在内存中占用的空间释放,于是执行两次解构函数(因为进行了两次类的实例化),才出现这样的情况为了验证这个结论,将程序代码修改为如下并执行:

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程序代码如下:
class Person:
    def __init__(self,name,age):
        print 'I am being called right now...'
        self.Name = name
        self.Age = age
 
    def sayHi(self):
        print 'Hi my name is %s, i am %s years old' % (self.Name,self.Age)
 
    def __del__(self):
        print 'I got killed just now...bye...', self.Name
 
p = Person('Alex',29)
p.sayHi()
del p    #其它不变,只是在做类的另一个实例前,删除该实例
print '*'*60
 
p2 = Person('Jack',40)
p2.sayHi()
#del p2
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python person_class5.py 
I am being called right now...
Hi my name is Alex, i am 29 years old
I got killed just now...bye... Alex
************************************************************
I am being called right now...
Hi my name is Jack, i am 40 years old
I got killed just now...bye... Jack

    上面的程序代码及执行结果便可以说明,解构函数在类完成调用并且在内存中释放时才会执行。


6.类的公有属性与私有属性及其调用

    类的公有属性即是类下的普通方法,这些方法是可以直接被调用的;而类的私有属性只有在类中不同方法之间可以相互调用,一般情况下是不能在类外直接调用的。

    可以看下面一个例子:

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程序代码如下:
class Person:
    def __init__(self,name,age):
        print 'I am being called right now...'
        self.Name = name
        self.Age = age
 
    def sayHi(self):
        print 'Hi my name is %s, i am %s years old' % (self.Name,self.Age)
        self.__talk()    #可以引用类中的私有属性
 
    def __talk(self):    #私有属性的定义方法
        print "I'm private..."
 
p=Person('Alex',29)
p.sayHi()
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python private6.py 
I am being called right now...
Hi my name is Alex, i am 29 years old
I'm private...

    如果将代码修改为如下,即在类外调用私有属性:

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程序代码如下:
class Person:
    def __init__(self,name,age):
        print 'I am being called right now...'
        self.Name = name
        self.Age = age
 
    def sayHi(self):
        print 'Hi my name is %s, i am %s years old' % (self.Name,self.Age)
        self.__talk()
 
    def __talk(self):
        print "I'm private..."
 
p=Person('Alex',29)
p.sayHi()
p.__talk()    #在类外通过普通方式调用类的私有属性
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python private6.py 
I am being called right now...
Hi my name is Alex, i am 29 years old
I'm private...
Traceback (most recent call last):
  File "private6.py", line 17in <module>
    p.__talk()
AttributeError: Person instance has no attribute '__talk' #会出现找不到类方法的错误提示

    当然可以通过特殊的方法引用类中的私有属性:

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程序代码:
class Person:
    def __init__(self,name,age):
        print 'I am being called right now...'
        self.Name = name
        self.Age = age
 
    def sayHi(self):
        print 'Hi my name is %s, i am %s years old' % (self.Name,self.Age)
        self.__talk()
 
    def __talk(self):
        print "I'm private..."
 
p=Person('Alex',29)
p.sayHi()
 
print '*'*30
 
p._Person__talk()
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python private6.py 
I am being called right now...
Hi my name is Alex, i am 29 years old
I'm private...
******************************
I'm private...


7.类的继承

    类有分父类和子类,在有多个子类的情况下,子类通过继承父类的属性或方法,就可以节省很多代码空间。可以先看下面一个没有参数传递的类的继承简单例子:

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程序代码如下:
class person:                #父类
 
    def tell(self, name):
        print 'hi my name is', name
 
class student(person):       #子类,继承父类
 
    def study(sefl):
        print 'I am studying Py right now.'
 
s = student()
 
s.study()
s.tell('MengFanHao') #子类继承父类后便可以直接调用父类的方法
                     #在有多个需要同时执行相同功能的子类情况下,使用类的继承可以节省代码空间
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python cla_with_no_arg9.py 
I am studying Py right now.
hi my name is MengFanHao

    看过上面的例子后,再看下面一个含有参数传递的例子,通过该例子也可以很好地理解前面第2点中关于类、对象、方法的理解:

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class SchoolMember:        #父类,学校成员
    school_name = 'Oldboy Linux edu.'    #第一级变量,即类属性
    def __init__(self,name,gender,nationality = 'CN'):    #构造函数
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.nation = nationality
 
    def tell(self):    #普通的类方法
        print 'Hi, my name is %s , I am from %s' % (self.name,self.nation)
 
class Student(SchoolMember):    #子类,学生,继承父类学校成员的相关属性
    def __init__(self, Name, Gender, Class, Score, Nation = 'US'): #子类下的方法
        SchoolMember.__init__(self, Name, Gender, Nation) #让父类使用子类传递过去的参数
        self.Class = Class
        self.Score = Score
 
    def payTuition(self, amount):    #子类下的方法
        if amount < 6499:
            print 'Get the fuck off...'
        else:
            print 'Welcome onboard!'
 
class Teacher(SchoolMember):    #子类,老师,继承父类学校成员的相关属性
    def __init__(self, Name, Gender, Course, Salary, Nation = 'FR'):
        SchoolMember.__init__(self, Name, Gender, Nation)
        self.course = Course
        self.Salary = Salary
 
    def teaching(self):
        print 'I am teaching %s, i am making %s per month !' % (self.course, self.Salary)
 
S1 = Student('WangFanHao''Male''Python''C+''JP') #实例化一个子类对象,学生
S1.tell()    #直接继承父类中的tell()方法
S1.payTuition(4999)    #使用子类Student()自身中的类方法
print S1.school_name   #直接继承父类的一个属性   
 
print '*'*60
 
S2 = Student('ShitTshirt''Male''Linux''B')
S2.tell()
S2.payTuition(6500)
#S2.age = 29
#print S2.age
 
print '*'*60
 
T1 = Teacher('Alex''Male''C++'5000)   #实例化一个子类对象,学生
T1.tell()            #直接继承父类中的tell()方法
T1.teaching()        #直接继承父类的一个属性
 
print 'S1.name:', S1.name    #测试用,观察输出结果
print 'S2.name:', S2.name
print 'T1.name:', T1.name
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python class_continue8.py
Hi, my name is WangFanHao , I am from JP
Get the fuck off...
Oldboy Linux edu.
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Hi, my name is ShitTshirt , I am from US
Welcome onboard!
************************************************************
Hi, my name is Alex , I am from FR
I am teaching C++, i am making 5000 per month !
S1.name: WangFanHao
S2.name: ShitTshirt
T1.name: Alex 

    通过上面的例子便可以很好地理解类的继承的作用了,即如果需要在多个子类中执行相同的代码功能时,就可以通过类的继承来节省代码空间。


8.类的属性修改:setattr(),delattr()与getattr()

    以上面程序为例,做如下的演示:

首先在交互器中导入该类:

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>>> import class_continue8
Hi, my name is WangFanHao , I am from JP
Get the fuck off...
Oldboy Linux edu.
************************************************************
Hi, my name is ShitTshirt , I am from US
Welcome onboard!
************************************************************
Hi, my name is Alex , I am from FR
I am teaching C++, i am making 5000 per month !
S1.name: WangFanHao
S2.name: ShitTshirt
T1.name: Alex
>>> import tab
>>> class_continue8.
class_continue8.S1                 class_continue8.__hash__(
class_continue8.S2                 class_continue8.__init__(
class_continue8.SchoolMember       class_continue8.__name__
class_continue8.Student            class_continue8.__new__(
class_continue8.T1                 class_continue8.__package__
class_continue8.Teacher            class_continue8.__reduce__(
class_continue8.__class__(         class_continue8.__reduce_ex__(
class_continue8.__delattr__(       class_continue8.__repr__(
class_continue8.__dict__           class_continue8.__setattr__(
class_continue8.__doc__            class_continue8.__sizeof__(
class_continue8.__file__           class_continue8.__str__(
class_continue8.__format__(        class_continue8.__subclasshook__(
class_continue8.__getattribute__(


setattrr():在类中添加属性

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1.子类有的属性,属于该子类的对象没有定义,会继承该属性;如果有定义,则不会继承子类的该属性
>>> class_continue8.Student.age    #原来Student类中并没有age属性
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1in <module>
AttributeError: class Student has no attribute 'age'
>>> setattr(class_continue8.S)
class_continue8.S1            class_continue8.SchoolMember
class_continue8.S2            class_continue8.Student
>>> setattr(class_continue8.Student,'age',29)    #在Student类中添加age属性
>>> class_continue8.Student.age    #再次查看age属性
29
>>> class_continue8.S1.age    #S1与S2作为Student类的实例化对象,也会有age属性
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>>> class_continue8.S2.age
29
>>> setattr(class_continue8.S1,'age',26)
>>> class_continue8.S1.age        #此时S1对象有定义,因此不会继承所属子类的该属性
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2.子类的对象有的属性,但在其所属子类没有定义,则该子类不会反继承该属性
>>> setattr(class_continue8.S1,'tuition',5000)    #如果仅仅是在对象中添加tuition属性
>>> class_continue8.Student.age
29
>>> class_continue8.Student.tuition    #则在S1对象所属的类Student中并不会有tuition属性
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1in <module>
AttributeError: class Student has no attribute 'tuition'
>>> class_continue8.S1.tuition
5000
>>> class_continue8.S2.tuition        #因此S2对象也不会有该属性
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1in <module>
AttributeError: Student instance has no attribute 'tuition'
 
3.父类有的属性,子类中没有定义,则子类会继承该属性;如果子类中有定义,则不会继承
>>> setattr(class_continue8.SchoolMember,'name','Python')    #在子类在没有定义
>>> class_continue8.SchoolMember.name
'Python'
>>> class_continue8.Student.name    #因此子类会继承该属性
'Python'
>>> setattr(class_continue8.SchoolMember,'age',25)    #在父类中定义子类有定义的属性
>>> class_continue8.SchoolMember.age
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>>> class_continue8.Student.age    #子类已经定义了age属性,因此不会再继承父类的该属性
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    从上面的例子可以看出,对于父类、子类、对象,属性的优先级以本地定义的为主,如果本地没有定义,则继承上一级的属性,如果有定义,则使用本地的。


delattr():删除类中的属性

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>>> class_continue8.SchoolMember.name
'Python'
>>> delattr(class_continue8.SchoolMember,'name')
>>> class_continue8.SchoolMember.name
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1in <module>
AttributeError: class SchoolMember has no attribute 'name'


getattr()的主要用法如下:

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程序代码如下:
class person:
 
    def tell(self, name):
        print 'hi my name is', name
 
    def study(sefl):
        print 'I am studying Py right now.'
 
class student(person):
 
    def study(sefl):
        print 'I am studying Py right now.'
 
p = person()
 
vars = ['tell''study']
 
v1 = vars[0]
 
getattr(p, v1)('Oldboy')
 
执行情况如下:
xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python cla_getattr_with_no_arg10.py 
hi my name is Oldboy

    对于该程序,如果直接使用p.v1('name')来访问类中的方法是不行的,会有如下的提示错误:

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xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day4$ python cla_getattr_with_no_arg10.py 
Traceback (most recent call last):
  File "cla_getattr_with_no_arg10.py", line 21in <module>
    p.v1('Oldboy')
AttributeError: person instance has no attribute 'v1'

    因此getattr()的主要用途就在于有一个类有多个方法时,需要对该类的所有方法都执行一遍,那么可以将类中的方法都写入一个列表中,再通过getattr()和循环的方法来完成,这样就可以节省很多代码空间。

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香飘叶子
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