python基础入门：类与对象——阿里云天池（day 8）

其他 2021-01-27 17:42:30 阅读次数: 0

概述

学习地址：https://tianchi.aliyun.com/s/58327c15d1faee512c008128d3bb9e32
学习内容：类与对象
问题：概念上理解了类与对象，还需具体实践
总结：编程基础知识需要加强

类与对象

对象 = 属性 + 方法

  • 类：
    类是现实生活中的一个类别。比如生物、人类、动物。
    类其实是比较抽象的归类，没有涉及到具体的事物。对象是类的实例。换句话说，类主要定义对象的结构，然后我们以类为模板创建对象。类不但包含方法定义，而且还包含所有实例共享的数据。

  • 对象：
    对象就是某一类别的具体化，比如人具体到老张这个人

  • 类的定义：
    使用系统关键词class定义 Python 类，关键字后面紧跟类的名称、分号和类的实现。

  • class类的名称：
    类的属性和方法

说明：类其实就是一个代码块；方法就是函数，只不过在类的外部定义的时候叫函数，在类内部定义的叫方法。

  • 应用：
    1.使用类时，需要进行实例化——实例化之后的类就是对象
    2.实例化类：在类后面增加()
    3.类的应用：
    • 往往都是对应于现实事务的各个对象： 贪吃蛇中的蛇或者事物。比如：业务中，某个系统中某个数据表。

【例子】定义一个获取和设置年龄的类

class Person:
	def set_age(self,a):
		self.age=a
	def get_age(self):
		return self.age

p=Person()
p.set_age(18)
print(p.get_age())
# 18

类的特性：

1. 封装

封装：把特定方法封装在一个类下面，使得某个具体执行的功能会比较隐蔽，代码易读。（信息隐蔽技术）

【例子】

class Turtle:  # Python中的类名约定以大写字母开头
    """关于类的一个简单例子"""
    # 属性
    color = 'green'
    weight = 10
    legs = 4
    shell = True
    mouth = '大嘴'

    # 方法
    def climb(self):
        print('我正在很努力的向前爬...')

    def run(self):
        print('我正在飞快的向前跑...')

    def bite(self):
        print('咬死你咬死你!!')

    def eat(self):
        print('有得吃，真满足...')

    def sleep(self):
        print('困了，睡了，晚安，zzz')


tt = Turtle()
print(tt)
# <__main__.Turtle object at 0x0000007C32D67F98>

print(type(tt))
# <class '__main__.Turtle'>

print(tt.__class__)
# <class '__main__.Turtle'>

print(tt.__class__.__name__)
# Turtle

tt.climb()
# 我正在很努力的向前爬...

tt.run()
# 我正在飞快的向前跑...

tt.bite()
# 咬死你咬死你!!

# Python类也是对象。它们是type的实例
print(type(Turtle))
# <class 'type'>

补充：__class__，__name__，__init__，self

  1. __class__属性
    实例调用__class__属性时会指向该实例对应的类
  2. self.__classs__.__name__获取类名
    首先用self.__class__将实例变量指向类，然后再去调用__name__类属性
  3. __init__
    首先，两个下划线开头的函数是声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或访问。而__init__函数（方法）支持带参数类的初始化，也可为声明该类的属性（类中的变量）。__init__函数（方法）的第一个参数必须为self，后续参数为自己定义。
class Box:
    def setDimension(self, width, height, depth):
        self.width = width
        self.height = height
        self.depth = depth
 
    def getVolume(self):
        return self.width * self.height * self.depth
 
b = Box()
b.setDimension(10, 20, 30)
print(b.getVolume())

我们在Box类中定义了setDimension方法去设定该Box的属性，这样过于繁琐，而用__init__（）这个特殊的方法就可以方便地自己对类的属性进行定义，init()方法又被称为构造器（constructor）。


class Box:
    #def setDimension(self, width, height, depth):
    #   self.width = width
    #   self.height = height
    #   self.depth = depth
    def __init__(self, width, height, depth):
        self.width = width
        self.height = height
        self.depth = depth
 
    def getVolume(self):
        return self.width * self.height * self.depth
 
b = Box(10, 20, 30)

_参考博客：https://blog.csdn.net/luzhan66/article/details/82822896?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param

  1. self
    （1）python的self，是个对象（Object），是当前类的实例。
    （2）函数的第一个参数，就必须是实例对象本身，并且建议，约定俗成，把其名字写为self.

2. 继承

继承：父级的方法会被子级继承（子类自动共享父类之间数据和方法的机制）

class MyList(list):
    pass


lst = MyList([1, 5, 2, 7, 8])
lst.append(9)
lst.sort()
print(lst)

# [1, 2, 5, 7, 8, 9]

3. 多态

多态：同一个方法在不同场景下会有不同效果。 （不同对象对同一方法响应不同的行动）

class Animal:
    def run(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


def func(animal):
    animal.run()


func(Pig())
# pig is walking

self 是什么？

  • 每一个类中的方法在定义的时候，第一个参数必定是类的对象，一般这个参数的名字默认为self。也可以时其他的变量名称，但是，默认情况下第一个参数无论是什么名字，都被默认为是这个类的对象本身。
class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)


t = Test()
t.prt()
# <__main__.Test object at 0x000000BC5A351208>
# <class '__main__.Test'>
  • 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（对应于该实例，即该对象本身），按照惯例它的名称是 self。在调用方法时，我们无需明确提供与参数 self 相对应的参数。
class Ball:
    def setName(self, name):
        self.name = name

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)


a = Ball()
a.setName("球A")
b = Ball()
b.setName("球B")
c = Ball()
c.setName("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我...

Python 的魔法方法（__init__(self[, param1, param2...])）

  • 类有一个名为__init__(self[, param1, param2...])的魔法方法，该方法在类实例化时会自动调用。

class Ball:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)


a = Ball("球A")
b = Ball("球B")
c = Ball("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我...

公有和私有 __xxx

在 Python 中定义私有变量只需要在变量名或函数名前加上“__”两个下划线，那么这个函数或变量就会为私有的了。

【例子】类的私有属性实例

class Person:
    __name = 'lily'
p = Person()
print(p.__name)
# 这样访问时找不到的

class Person:
    __name = 'lily'
    def getName(self):
        return self.__name
p = Person()
print(p.getName())
# lily

# 因为Python的私有是伪私有，其实可以直接这么写（对象._类名__属性名）：
class Person:
    __name = 'lily'
p = Person()
print(p._Person__name)

【例子】类的私有方法实例

class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private

    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)

    def __foo(self):  # 私有方法
        print('这是私有方法')

    def foo(self):  # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()


x = Site('老马的程序人生', 'https://blog.csdn.net/LSGO_MYP')
x.who()
# name  :  老马的程序人生
# url :  https://blog.csdn.net/LSGO_MYP

x.foo()
# 这是公共方法
# 这是私有方法

x.__foo()
# AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'

继承

Python 同样支持类的继承，派生类的定义如下所示：

class DerivedClassName(BaseClassName):
       statement-1
              .
              .
              .
       statement-N

【例子】如果子类中定义与父类同名的方法或属性，则会自动覆盖父类对应的方法或属性。

# 类定义
class people:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0

    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))


# 单继承示例
class student(people):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        people.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级" % (self.name, self.age, self.grade))


s = student('小马的程序人生', 10, 60, 3)
s.speak()
# 小马的程序人生 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

注意：如果上面的程序去掉：people.__init__(self, n, a, w)，则输出：说: 我 0 岁了，我在读 3 年级，因为子类的构造方法把父类的构造方法覆盖了。

【例子】

import random

class Fish:
    def __init__(self):
        self.x = random.randint(0, 10)
        self.y = random.randint(0, 10)

    def move(self):
        self.x -= 1
        print("我的位置", self.x, self.y)


class GoldFish(Fish):  # 金鱼
    pass


class Carp(Fish):  # 鲤鱼
    pass


class Salmon(Fish):  # 三文鱼
    pass


class Shark(Fish):  # 鲨鱼
    def __init__(self):
        self.hungry = True

    def eat(self):
        if self.hungry:
            print("吃货的梦想就是天天有得吃！")
            self.hungry = False
        else:
            print("太撑了，吃不下了！")
            self.hungry = True


g = GoldFish()
g.move()  # 我的位置 9 4
s = Shark()
s.eat() # 吃货的梦想就是天天有得吃！
s.move()  
# AttributeError: 'Shark' object has no attribute 'x'

解决该问题可用以下两种方式：

  1. 调用未绑定的父类方法Fish.__init__(self)
class Shark(Fish):  # 鲨鱼
    def __init__(self):
        Fish.__init__(self)
        self.hungry = True

    def eat(self):
        if self.hungry:
            print("吃货的梦想就是天天有得吃！")
            self.hungry = False
        else:
            print("太撑了，吃不下了！")
            self.hungry = True
  1. 使用super函数super().__init__()
class Shark(Fish):  # 鲨鱼
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.hungry = True

    def eat(self):
        if self.hungry:
            print("吃货的梦想就是天天有得吃！")
            self.hungry = False
        else:
            print("太撑了，吃不下了！")
            self.hungry = True

Python 虽然支持多继承的形式，但我们一般不使用多继承，因为容易引起混乱。

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
       statement-1
              .
              .
              .
       statement-N

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，Python 从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

# 类定义
class People:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0

    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))


# 单继承示例
class Student(People):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        People.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级" % (self.name, self.age, self.grade))


# 另一个类，多重继承之前的准备
class Speaker:
    topic = ''
    name = ''

    def __init__(self, n, t):
        self.name = n
        self.topic = t

    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s" % (self.name, self.topic))


# 多重继承
class Sample01(Speaker, Student):
    a = ''

    def __init__(self, n, a, w, g, t):
        Student.__init__(self, n, a, w, g)
        Speaker.__init__(self, n, t)

# 方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法
test = Sample01("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  
# 我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

class Sample02(Student, Speaker):
    a = ''

    def __init__(self, n, a, w, g, t):
        Student.__init__(self, n, a, w, g)
        Speaker.__init__(self, n, t)

# 方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法
test = Sample02("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  
# Tim 说: 我 25 岁了，我在读 4 年级

组合

class Turtle:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Fish:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Pool:
    def __init__(self, x, y):
        self.turtle = Turtle(x)
        self.fish = Fish(y)

    def print_num(self):
        print("水池里面有乌龟%s只，小鱼%s条" % (self.turtle.num, self.fish.num))


p = Pool(2, 3)
p.print_num()
# 水池里面有乌龟2只，小鱼3条

类、类对象和实例对象

在这里插入图片描述

  • 类对象：创建一个类，其实也是一个对象也在内存开辟了一块空间，称为类对象，类对象只有一个。
class A(object):
       pass
  • 实例对象：就是通过实例化类创建的对象，称为实例对象，实例对象可以有多个。
class A(object):
    pass

# 实例化对象 a、b、c都属于实例对象。
a = A()
b = A()
c = A()
  • 类属性：类里面方法外面定义的变量称为类属性。类属性所属于类对象并且多个实例对象之间共享同一个类属性，说白了就是类属性所有的通过该类实例化的对象都能共享。
class A():
    a = 0  #类属性
    def __init__(self, xx):
        A.a = xx  #使用类属性可以通过 （类名.类属性）调用。
  • 实例属性：实例属性和具体的某个实例对象有关系，并且一个实例对象和另外一个实例对象是不共享属性的，说白了实例属性只能在自己的对象里面使用，其他的对象不能直接使用，因为self是谁调用，它的值就属于该对象。
# 创建类对象
class Test(object):
    class_attr = 100  # 类属性

    def __init__(self):
        self.sl_attr = 100  # 实例属性

    def func(self):
        print('类对象.类属性的值:', Test.class_attr)  # 调用类属性
        print('self.类属性的值', self.class_attr)  # 相当于把类属性 变成实例属性
        print('self.实例属性的值', self.sl_attr)  # 调用实例属性


a = Test()
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

b = Test()
b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

a.class_attr = 200
a.sl_attr = 200
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

Test.class_attr = 300
a.func()

# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()
# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 300
# self.实例属性的值 100

注意：属性与方法名相同，属性会覆盖方法。

什么是绑定？

  • Python 严格要求方法需要有实例才能被调用，这种限制其实就是 Python 所谓的绑定概念。
  • Python 对象的数据属性通常存储在名为.__ dict__的字典中，我们可以直接访问__dict__，或利用 Python 的内置函数vars()获取.__ dict__。
class CC:
    def setXY(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def printXY(self):
        print(self.x, self.y)


dd = CC()
print(dd.__dict__)
# {}

print(vars(dd))
# {}

print(CC.__dict__)
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000C3473DA048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000C3473C4F28>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}

dd.setXY(4, 5)
print(dd.__dict__)
# {'x': 4, 'y': 5}

print(vars(CC))
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000632CA9B048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000632CA83048>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}

print(CC.__dict__)
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000632CA9B048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000632CA83048>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}

一些相关的内置函数（BIF）

  • issubclass(class, classinfo) 方法用于判断参数 class 是否是类型参数 classinfo 的子类。
  • 一个类被认为是其自身的子类。
  • classinfo可以是类对象的元组，只要class是其中任何一个候选类的子类，则返回True。
class A:
    pass


class B(A):
    pass


print(issubclass(B, A))  # True
print(issubclass(B, B))  # True
print(issubclass(A, B))  # False
print(issubclass(B, object))  # True
  • isinstance(object, classinfo) 方法用于判断一个对象是否是一个已知的类型，类似type()。
  • type()不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
  • isinstance()会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。
  • 如果第一个参数不是对象，则永远返回False。
  • 如果第二个参数不是类或者由类对象组成的元组，会抛出一个TypeError异常。
a = 2
print(isinstance(a, int))  # True
print(isinstance(a, str))  # False
print(isinstance(a, (str, int, list)))  # True


class A:
    pass


class B(A):
    pass


print(isinstance(A(), A))  # True
print(type(A()) == A)  # True
print(isinstance(B(), A))  # True
print(type(B()) == A)  # False
  • hasattr(object, name)用于判断对象是否包含对应的属性。
class Coordinate:
    x = 10
    y = -5
    z = 0


point1 = Coordinate()
print(hasattr(point1, 'x'))  # True
print(hasattr(point1, 'y'))  # True
print(hasattr(point1, 'z'))  # True
print(hasattr(point1, 'no'))  # False
  • getattr(object, name[, default])用于返回一个对象属性值。
class A(object):
    bar = 1


a = A()
print(getattr(a, 'bar'))  # 1
print(getattr(a, 'bar2', 3))  # 3
print(getattr(a, 'bar2'))
# AttributeError: 'A' object has no attribute 'bar2'

【例子】这个例子很酷！

class A(object):
    def set(self, a, b):
        x = a
        a = b
        b = x
        print(a, b)


a = A()
c = getattr(a, 'set')
c(a='1', b='2')  # 2 1
  • setattr(object, name, value)对应函数 getattr()，用于设置属性值，该属性不一定是存在的。
class A(object):
    bar = 1


a = A()
print(getattr(a, 'bar'))  # 1
setattr(a, 'bar', 5)
print(a.bar)  # 5
setattr(a, "age", 28)
print(a.age)  # 28
  • delattr(object, name)用于删除属性。
class Coordinate:
    x = 10
    y = -5
    z = 0


point1 = Coordinate()

print('x = ', point1.x)  # x =  10
print('y = ', point1.y)  # y =  -5
print('z = ', point1.z)  # z =  0

delattr(Coordinate, 'z')

print('--删除 z 属性后--')  # --删除 z 属性后--
print('x = ', point1.x)  # x =  10
print('y = ', point1.y)  # y =  -5

# 触发错误
print('z = ', point1.z)
# AttributeError: 'Coordinate' object has no attribute 'z'
  • class property([fget[, fset[, fdel[, doc]]]])用于在新式类中返回属性值。
    • fget – 获取属性值的函数
    • fset – 设置属性值的函数
    • fdel – 删除属性值函数
    • doc – 属性描述信息
class C(object):
    def __init__(self):
        self.__x = None

    def getx(self):
        return self.__x

    def setx(self, value):
        self.__x = value

    def delx(self):
        del self.__x

    x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")


cc = C()
cc.x = 2
print(cc.x)  # 2

del cc.x
print(cc.x)
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