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Python——面向对象编程

Python 对象编程继承

2023-03-02 11:23:48 时间

## 一、类和实例 ##

> 面向对象最重要的概念就是**类（Class）**和**实例（Instance）**，必须牢记类是抽象的模板，比如Student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。

### 定义类 ###

**定义类是通过`class`关键字：**

class Student(object):
        ...

`class`后面紧接着是类名，即`Student`，类名通常是大写开头的单词，紧接着是`(object)`，表示该类是从哪个类继承下来的，继承的概念我们后面再讲，通常，如果没有合适的继承类，就使用`object`类，这是所有类最终都会继承的类。

类似于构造函数`__init__`方法，可以把一些属性绑定上去：

class Student(object):
     def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

注意到`init`方法的第一个参数永远是`self`，表示创建的实例本身，因此，在`init`方法内部，就可以把各种属性绑定到`self`，因`为self`就指向创建的实例本身。

### 创建实例 ###

**创建实例是通过`类名+()`实现的：**

stu = Student() 
    #stu就是一个实例化的学生
    >>> stu.name = 'Tom'
    >>> stu.name
    'Tom'

Python中可以自由地给一个实例变量绑定属性。

写个例子：

# -*- coding: utf-8 -*-
    #定义类：
    class Student(object):
        def show(*args):
            print ("hello")
    #进行测试：
    stu = Student()
    stu.name='LiBai'
    stu.show()
    print (stu.name)

输出结果：

hello
    LiBai

### 数据封装 ###

> 在类内部对数据进行操作，外部只需调用函数，无需知道如何实现的。

要定义一个方法，除了第一个参数是`self`外，其他和普通函数一样。要调用一个方法，只需要在实例变量上直接调用，除了`self`不用传递，其他参数正常传入：

>>> def print_score(self):
            print('%s: %s' % (self.name, self.score))
    >>> Tom.print_score()
    Tom: 59

在`Student`类的内部定义的，这些数据和逻辑被“封装”起来了，调用很容易，但却不用知道内部实现的细节。

### 访问限制 ###

通过在类中自定义函数对私有成员进行获取或操作。

## 二、继承和多态 ##

### 继承 ###

> 在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

class Animal(object):
        ...
    class Dog(Animal):  #Dog类继承Animal
        ...

--------------------

### 多态 ###

class Animal(object):
        def run(self):
            print('Animal is running...')
    class Dog(Animal):
        def run(self): #覆盖父类的run()
            print('Dog is running...')
    >>>dog = Dog()
    >>>dog.run()
    Dog is running...

当子类和父类都存在相同的`run()`方法时，我们说，子类的`run()`覆盖了父类的`run()`，在代码运行的时候，总是会调用子类的`run()`。这样，我们就获得了继承的另一个好处：**多态**。

判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断：

>>> isinstance(dog, Dog)
    True
    >>> isinstance(dog, Animal)
    True

## 三、获取对象信息 ##

> 如何知道所引用的对象是什么类型

### 使用type() ###

> 适用于较为简单直接的判断

>>> type(123)
    <class 'int'>
    >>> type(abs)
    <class 'builtin_function_or_method'>
    >>> type(None)
    <type(None) 'NoneType'>

### 使用isinstance() ###

> 适用于class的继承关系

>>> isinstance(dog, Animal)
    True

当然，type()可以判断的也可以用isinstance()：

>>> isinstance(123, int)
    True

并且还可以判断一个变量是否是某些类型中的一种，比如下面的代码就可以判断是否是list或者tuple：

>>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
    True
    >>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
    True

### 使用dir() ###

如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用`dir()`函数，它返回一个包含字符串的list，比如，获得一个str对象的所有属性和方法：

>>> dir('ABC')
    ['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']

--------------------

类似**xxx**的属性和方法在Python中都是有特殊用途的，比如`__len__`方法返回长度。在Python中，如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len()函数内部，它自动去调用该对象的**len**()方法，所以，下面的代码是等价的：

>>> len('ABC')
    3
    >>> 'ABC'.__len__()
    3

我们自己写的类，如果也想用len(myObj)的话，就自己写一个**len**()方法：

>>> class MyDog(object):
            def __len__(self):
                return 100
    >>> dog = MyDog()
    >>> len(dog)
    100

--------------------

### getattr()、setattr()以及hasattr() ###

> 可以直接操作一个对象的状态，获取、设置、判断。

>>> class MyObject(object):
            def __init__(self):
                self.x = 9
            def power(self):
                return self.x * self.x
    >>> obj = MyObject()
    >>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗？
    True
    >>> obj.x
    9
    >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
    False
    >>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y'
    >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
    True
    >>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'
    19
    >>> obj.y # 获取属性'y'
    19

如果试图获取不存在的属性，会抛出`AttributeError`的错误。  
可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值：

>>> getattr(obj, 'z') # 获取属性'z'
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'
    >>> getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z'，如果不存在，返回默认值404
    404

也可以获得对象的方法：

>>> hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗？
    True
    >>> getattr(obj, 'power') # 获取属
    性'power'
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
    >>> fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn
    >>> fn # fn指向obj.power
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
    >>> fn() # 调用fn()与调用obj.power()是一样的
    81

## 四、实例属性和类属性 ##

> 类属性就相当与全局变量，实例对象共有的属性，实例对象的属性为实例对象自己私有。

>>> class Student(object):
        name = 'Student'
    >>> s = Student() # 创建实例s
    >>> print(s.name) # 打印name属性，因为实例并没有name属性，所以会继续查找class的name属性
    Student
    >>> print(Student.name) # 打印类的name属性
    Student
    >>> s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性
    >>> print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高，因此，它会屏蔽掉类的name属性
    Michael
    >>> print(Student.name) # 但是类属性并未消失，用Student.name仍然可以访问
    Student
    >>> del s.name # 如果删除实例的name属性
    >>> print(s.name) # 再次调用s.name，由于实例的name属性没有找到，类的name属性就显示出来了
    Student

其它博客链接：

1.  [变量和数据类型][Link 1]
2.  [list和tuple][list_tuple]
3.  [条件语句和循环][Link 2]
4.  [dict和set][dict_set]
5.  [函数][Link 3]
6.  [切片+迭代+生成器][Link 4]
7.  [生成器和迭代器][Link 5]
8.  [函数式编程][Link 6]
9.  [模块][Link 7]
10. [面向对象编程][Link 8]
11. [面向对象高级编程][Link 9]
12. [定制类][Link 10]
13. [枚举类和元类][Link 11]
14. [错误及处理][Link 12]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548213
[list_tuple]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548479
[Link 2]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548654
[dict_set]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548727
[Link 3]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548818
[Link 4]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99548933
[Link 5]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549025
[Link 6]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549108
[Link 7]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549240
[Link 8]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549279
[Link 9]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549421
[Link 10]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549548
[Link 11]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549664
[Link 12]: https://blog.csdn.net/Vici__/article/details/99549808

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