Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言,正因为如此,在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
如果你以前没有接触过面向对象的编程语言,那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征,在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念,这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。
接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
使用class语句来创建一个新类,class之后为类的名称并以冒号结尾,如下实例:
class ClassName: '类的帮助信息' #类文档字符串 class_suite #类体
类的帮助信息可以通过ClassName.__doc__查看。
class_suite 由类成员,方法,数据属性组成。
以下是一个简单的Python类实例:
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee : ' 所有员工的基类 ' empCount = 0 def __init__ ( self , name , salary ) : self . name = name self . salary = salary Employee . empCount += 1 def displayCount ( self ) : print " Total Employee %d " % Employee . empCount def displayEmployee ( self ) : print " Name : " , self . name , " , Salary: " , self . salary
empCount 变量是一个类变量,它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用 Employee.empCount 访问。
第一种方法__init__()方法是一种特殊的方法,被称为类的构造函数或初始化方法,当创建了这个类的实例时就会调用该方法
self 代表类的实例,self 在定义类的方法时是必须有的,虽然在调用时不必传入相应的参数。
类的方法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, 按照惯例它的名称是 self。
class Test : def prt ( self ) : print ( self ) print ( self . __class__ ) t = Test ( ) t . prt ( )
以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test
从执行结果可以很明显的看出,self 代表的是类的实例,代表当前对象的地址,而 self.class 则指向类。
self 不是 python 关键字,我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:
class Test : def prt ( runoob ) : print ( runoob ) print ( runoob . __class__ ) t = Test ( ) t . prt ( )
以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test
实例化类其他编程语言中一般用关键字 new,但是在 Python 中并没有这个关键字,类的实例化类似函数调用方式。
以下使用类的名称 Employee 来实例化,并通过 __init__ 方法接受参数。
"创建 Employee 类的第一个对象" emp1 = Employee("Zara", 2000) "创建 Employee 类的第二个对象" emp2 = Employee("Manni", 5000)
您可以使用点(.)来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量:
emp1.displayEmployee() emp2.displayEmployee() print "Total Employee %d" % Employee.empCount
完整实例:
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee : ' 所有员工的基类 ' empCount = 0 def __init__ ( self , name , salary ) : self . name = name self . salary = salary Employee . empCount += 1 def displayCount ( self ) : print " Total Employee %d " % Employee . empCount def displayEmployee ( self ) : print " Name : " , self . name , " , Salary: " , self . salary " 创建 Employee 类的第一个对象 " emp1 = Employee ( " Zara " , 2000 ) " 创建 Employee 类的第二个对象 " emp2 = Employee ( " Manni " , 5000 ) emp1 . displayEmployee ( ) emp2 . displayEmployee ( ) print " Total Employee %d " % Employee . empCount
执行以上代码输出结果如下:
Name : Zara ,Salary: 2000 Name : Manni ,Salary: 5000 Total Employee 2
你可以添加,删除,修改类的属性,如下所示:
emp1.age = 7 # 添加一个 'age' 属性 emp1.age = 8 # 修改 'age' 属性 del emp1.age # 删除 'age' 属性
你也可以使用以下函数的方式来访问属性:
hasattr ( emp1 , ' age ' ) # 如果存在 'age' 属性返回 True。 getattr ( emp1 , ' age ' ) # 返回 'age' 属性的值 setattr ( emp1 , ' age ' , 8 ) # 添加属性 'age' 值为 8 delattr ( empl , ' age ' ) # 删除属性 'age'
Python内置类属性调用实例如下:
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Employee : ' 所有员工的基类 ' empCount = 0 def __init__ ( self , name , salary ) : self . name = name self . salary = salary Employee . empCount += 1 def displayCount ( self ) : print " Total Employee %d " % Employee . empCount def displayEmployee ( self ) : print " Name : " , self . name , " , Salary: " , self . salary print " Employee.__doc__: " , Employee . __doc__ print " Employee.__name__: " , Employee . __name__ print " Employee.__module__: " , Employee . __module__ print " Employee.__bases__: " , Employee . __bases__ print " Employee.__dict__: " , Employee . __dict__
执行以上代码输出结果如下:
Employee.__doc__: 所有员工的基类 Employee.__name__: Employee Employee.__module__: __main__ Employee.__bases__: () Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount':
Python 使用了引用计数这一简单技术来跟踪和回收垃圾。
在 Python 内部记录着所有使用中的对象各有多少引用。
一个内部跟踪变量,称为一个引用计数器。
当对象被创建时, 就创建了一个引用计数, 当这个对象不再需要时, 也就是说, 这个对象的引用计数变为0 时, 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的, 由解释器在适当的时机,将垃圾对象占用的内存空间回收。
a = 40 # 创建对象 <40> b = a # 增加引用, <40> 的计数 c = [b] # 增加引用. <40> 的计数 del a # 减少引用 <40> 的计数 b = 100 # 减少引用 <40> 的计数 c[0] = -1 # 减少引用 <40> 的计数
垃圾回收机制不仅针对引用计数为0的对象,同样也可以处理循环引用的情况。循环引用指的是,两个对象相互引用,但是没有其他变量引用他们。这种情况下,仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器实际上是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。作为引用计数的补充, 垃圾收集器也会留心被分配的总量很大(及未通过引用计数销毁的那些)的对象。 在这种情况下, 解释器会暂停下来, 试图清理所有未引用的循环。
析构函数 __del__ ,__del__在对象销毁的时候被调用,当对象不再被使用时,__del__方法运行:
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Point : def __init__ ( self , x = 0 , y = 0 ) : self . x = x self . y = y def __del__ ( self ) : class_name = self . __class__ . __name__ print class_name , " 销毁 " pt1 = Point ( ) pt2 = pt1 pt3 = pt1 print id ( pt1 ) , id ( pt2 ) , id ( pt3 ) # 打印对象的id del pt1 del pt2 del pt3
以上实例运行结果如下:
3083401324 3083401324 3083401324 Point 销毁
注意:通常你需要在单独的文件中定义一个类,
面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。
需要注意的地方:继承语法 class 派生类名(基类名)://… 基类名写在括号里,基本类是在类定义的时候,在元组之中指明的。
在python中继承中的一些特点:
如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作"多重继承" 。
语法:
派生类的声明,与他们的父类类似,继承的基类列表跟在类名之后,如下所示:
class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, …]): 'Optional class documentation string' class_suite
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Parent : # 定义父类 parentAttr = 100 def __init__ ( self ) : print " 调用父类构造函数 " def parentMethod ( self ) : print ' 调用父类方法 ' def setAttr ( self , attr ) : Parent . parentAttr = attr def getAttr ( self ) : print " 父类属性 : " , Parent . parentAttr class Child ( Parent ) : # 定义子类 def __init__ ( self ) : print " 调用子类构造方法 " def childMethod ( self ) : print ' 调用子类方法 child method ' c = Child ( ) # 实例化子类 c . childMethod ( ) # 调用子类的方法 c . parentMethod ( ) # 调用父类方法 c . setAttr ( 200 ) # 再次调用父类的方法 c . getAttr ( ) # 再次调用父类的方法
以上代码执行结果如下:
调用子类构造方法 调用子类方法 child method 调用父类方法 父类属性 : 200
你可以继承多个类
class A: # 定义类 A ….. class B: # 定义类 B ….. class C(A, B): # 继承类 A 和 B …..
你可以使用issubclass()或者isinstance()方法来检测。
如果你的父类方法的功能不能满足你的需求,你可以在子类重写你父类的方法:
实例:
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class Parent : # 定义父类 def myMethod ( self ) : print ' 调用父类方法 ' class Child ( Parent ) : # 定义子类 def myMethod ( self ) : print ' 调用子类方法 ' c = Child ( ) # 子类实例 c . myMethod ( ) # 子类调用重写方法
执行以上代码输出结果如下:
调用子类方法
下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的类重写:
序号
方法, 描述 & 简单的调用
1
__init__ ( self [,args…] )
构造函数
简单的调用方法: obj = className(args)
2
__del__( self )
析构方法, 删除一个对象
简单的调用方法 : del obj
3
__repr__( self )
转化为供解释器读取的形式
简单的调用方法 : repr(obj)
4
__str__( self )
用于将值转化为适于人阅读的形式
简单的调用方法 : str(obj)
5
__cmp__ ( self, x )
对象比较
简单的调用方法 : cmp(obj, x)
Python同样支持运算符重载,实例如下:
#!/usr/bin/python class Vector : def __init__ ( self , a , b ) : self . a = a self . b = b def __str__ ( self ) : return ' Vector (%d, %d) ' % ( self . a , self . b ) def __add__ ( self , other ) : return Vector ( self . a + other . a , self . b + other . b ) v1 = Vector ( 2 , 10 ) v2 = Vector ( 5 ,- 2 ) print v1 + v2
以上代码执行结果如下所示:
Vector(7,8)
__private_attrs:两个下划线开头,声明该属性为私有,不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。
在类的内部,使用 def 关键字可以为类定义一个方法,与一般函数定义不同,类方法必须包含参数 self,且为第一个参数
__private_method:两个下划线开头,声明该方法为私有方法,不能在类地外部调用。在类的内部调用self.__private_methods
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class JustCounter : __secretCount = 0 # 私有变量 publicCount = 0 # 公开变量 def count ( self ) : self . __secretCount += 1 self . publicCount += 1 print self . __secretCount counter = JustCounter ( ) counter . count ( ) counter . count ( ) print counter . publicCount print counter . __secretCount # 报错,实例不能访问私有变量
Python 通过改变名称来包含类名:
1 2 2 Traceback (most recent call last): File "test.py", line 17, in
Python不允许实例化的类访问私有数据,但你可以使用 object._className__attrName 访问属性,将如下代码替换以上代码的最后一行代码:
……………………. print counter._JustCounter__secretCount
执行以上代码,执行结果如下:
1 2 2 2
__foo__: 定义的是特列方法,类似 __init__() 之类的。
_foo: 以单下划线开头的表示的是 protected 类型的变量,即保护类型只能允许其本身与子类进行访问,不能用于from module import *
__foo: 双下划线的表示的是私有类型(private)的变量, 只能是允许这个类本身进行访问了。
经典评论:
object._className__attrName 实例及解析
#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- class JustCounter: __secretCount = 0 # 私有变量 publicCount = 0 # 公开变量 def count(self): self.__secretCount += 1 self.publicCount += 1 print self.__secretCount def count2(self): print self.__secretCount
counter = JustCounter() counter.count() # 在类的对象生成后,调用含有类私有属性的函数时就可以使用到私有属性. counter.count() #第二次同样可以. print counter.publicCount print counter._JustCounter__secretCount # 不改写报错,实例不能访问私有变量 try: counter.count2() except IOError: print "不能调用非公有属性!" else: print "ok!" #现在呢!证明是滴!
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