Python基础学习笔记（五）—— 面向对象编程（2）

1 继承

1.1 认识继承

Python面向对象的继承指的是多个类之间的所属关系，即子类默认继承父类的所有属性和方法，具体如下：

# 父类A
class A(object):
    def __init__(self):
        self.num = 1

    def info_print(self):
        print(self.num)

# 子类B
class B(A):
    pass

result = B()
result.info_print()  # 1

注意：在Python中，所有类默认继承object类，object类是顶级类或基类；其他子类叫做派生类。

1.2 单继承

多继承意思是指一个类仅仅继承一个父类。

# 1. 师父类
class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

        
# 2. 徒弟类
class Prentice(Master):
    pass


# 3. 创建对象daqiu
daqiu = Prentice()
# 4. 对象访问实例属性
print(daqiu.kongfu)
# 5. 对象调用实例方法
daqiu.make_cake()

"""
[古法煎饼果子配方]
运⽤[古法煎饼果子配方]制作煎饼果⼦
"""

1.3 多继承

多继承意思是指一个类同时继承了多个父类。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


# 创建学校类
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[新式煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    pass

daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()

"""
[新式煎饼果子配方]
运⽤[新式煎饼果子配方]制作煎饼果⼦
"""

注意：当一个类有多个父类的时候，默认使用第一个父类的同名属性和方法。

（1）子类重写父类的同名属性和方法

daqiu掌握了师父和学校的新式技术后，自己潜心钻研出自己的独门配方的一套全新的煎饼果子技术。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[新式煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


# 独创配方
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()

"""
[独创煎饼果子配方]
运用[独创煎饼果子配方]制作煎饼果子
"""
print(Prentice.__mro__)
"""
(<class '__main__.Prentice'>, <class '__main__.School'>, <class '__main__.Master'>, <class 'object'>)
注：__mro__查看各类之间的层级关系
"""

注意：子类和父类具有同名属性和方法，默认使用子类的同名属性和方法

（2）子类调用父类的同名属性和方法

很多顾客都希望也能吃到古法和新式技术的煎饼果子

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[新式煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


# 独创配方
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        # 如果是先调用了父类的属性和方法，父类属性会覆盖子类属性，kongfu的值会是上一次调用init内的kongfu属性值，
        # 故在调用属性前，先调用自己子类的初始化
        self.__init__()
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        # 调用父类方法，但是为保证调用到的也是父类的属性，必须在调用方法前调用父类的初始化
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)

daqiu = Prentice()

daqiu.make_cake()
daqiu.make_master_cake()
daqiu.make_school_cake()
daqiu.make_cake()

"""
运用[独创煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[古法煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[新式煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[独创煎饼果子配方]制作煎饼果子
"""

（3）super()调用父类方法

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

        # 方法2.1
        # super(School, self).__init__()
        # super(School, self).make_cake()

        # 方法2.2
        super().__init__()
        super().make_cake()


class Prentice(School):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子技术]'

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

    # 子类调用父类的同名方法和属性：把父类的同名属性和方法再次封装
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)

    # 一次性调用父类的同名属性和方法
    def make_old_cake(self):
        # 方法一：代码冗余；父类类名如果变化，这里代码需要频繁修改
        # Master.__init__(self)
        # Master.make_cake(self)
        # School.__init__(self)
        # School.make_cake(self)

        # 方法二: super()
        # 方法2.1 super(当前类名, self).函数()
        # super(Prentice, self).__init__()
        # super(Prentice, self).make_cake()

        # 方法2.2 super().函数()
        super().__init__()
        super().make_cake()


daqiu = Prentice()
daqiu.make_old_cake()
print(Prentice.__mro__)

"""
运用[黑马煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[古法煎饼果子配方]制作煎饼果子
(<class '__main__.Prentice'>, <class '__main__.School'>, <class '__main__.Master'>, <class 'object'>)
"""

注意：使用super() 可以自动查找父类。调用顺序遵循 __mro__ 类属性的顺序（子到父）。比较适合单继承使用。

1.4 多层继承

N年后，daqiu老了，想要把所有技术传承给自己的徒弟。

# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


xiaoqiu = Tusun()
xiaoqiu.make_cake()
xiaoqiu.make_school_cake()
xiaoqiu.make_master_cake()

"""
运用[独创煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[新式煎饼果子配方]制作煎饼果子
运用[古法煎饼果子配方]制作煎饼果子
"""

1.5 私有权限

（1）定义私有属性和方法

在Python中，可以为实例属性和方法设置私有权限，即设置某个实例属性或实例方法不继承给子类。

设置私有权限的方法：在属性名和方法名前面加上两个下划线 __

daqiu把技术传承给徒弟的同时，不想把自己的钱(2000000个亿)继承给徒弟，这个时候就要为钱这个实例属性设置私有权限。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        # 定义私有属性
        self.__money = 2000000

    # 定义私有方法
    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


daqiu = Prentice()
# 对象不能访问私有属性和私有方法
# print(daqiu.__money)
# daqiu.__info_print()

xiaoqiu = Tusun()
# 子类无法继承父类的私有属性和私有方法
# print(xiaoqiu.__money)  # 无法访问实例属性__money
# xiaoqiu.__info_print()

注意：私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改。

（2）获取和修改私有属性值

在Python中，一般定义函数名get_xx用来获取私有属性，定义set_xx用来修改私有属性值。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[黑马煎饼果子配方]'

    def make_cake(self):
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')


class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        self.__money = 2000000

    # 获取私有属性
    def get_money(self):
        return self.__money

    # 修改私有属性
    def set_money(self):
        self.__money = 500

    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)

    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{
      
      self.kongfu}制作煎饼果子')

    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)

    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)


# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass


daqiu = Prentice()

xiaoqiu = Tusun()
# 调用get_money函数获取私有属性money的值
print(xiaoqiu.get_money())  # 2000000
# 调用set_money函数修改私有属性money的值
xiaoqiu.set_money()
print(xiaoqiu.get_money()) # 500

2 多态

2.1 认识多态

多态，简单来说就是传入不同的对象，产生不同的结果。指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）。

• 定义：多态是一种使用对象的方式，子类重写父类方法，调用不同子类对象的相同父类方法，可以产生不同的执行结果
• 好处：调用灵活，有了多态，更容易编写出通用的代码，做出通用的编程，以适应需求的不断变化！
• 实现步骤：
  • 定义父类，并提供公共方法
  • 定义子类，并重写父类方法
  • 传递子类对象给调用者，可以看到不同子类执行效果不同

class Dog(object):
    def work(self):  # 父类提供统一的方法，哪怕是空方法
        print('指哪打哪...')


class ArmyDog(Dog):  # 继承Dog类
    def work(self):  # 子类重写父类同名方法
        print('追击敌人...')


class DrugDog(Dog):
    def work(self):
        print('追查毒品...')


class Person(object):
    def work_with_dog(self, dog):  # 传入不同的对象，执行不同的代码，即不同的work函数
        dog.work()


d = Dog()
ad = ArmyDog()
dd = DrugDog()

daqiu = Person()
daqiu.work_with_dog(d)  # 指哪打哪...
daqiu.work_with_dog(ad)  # 追击敌人...
daqiu.work_with_dog(dd)  # 追查毒品...

2.2 属性

（1）类属性

① 设置和访问类属性

• 类属性就是 类对象 所拥有的属性，它被 该类的所有实例对象 所共有。
• 类属性可以使用 类对象 或 实例对象 访问。

class Dog(object):
    tooth = 10
    
wangcai = Dog()
xiaohei = Dog()

print(Dog.tooth)  # 10
print(wangcai.tooth)  # 10
print(xiaohei.tooth)  # 10

类属性的优点

• 记录的某项数据 始终保持一致时，则定义类属性。
• 实例属性 要求 每个对象 为其 单独开辟一份内存空间 来记录数据，而 类属性 为全类所共有 ，仅占用一份内存，更加节省内存空间。

② 修改类属性

类属性只能通过类对象修改，不能通过实例对象修改，如果通过实例对象修改类属性，表示的是创建了一个实例属性。

class Dog(object):
    tooth = 10

wangcai = Dog()
xiaohei = Dog()

# 修改类属性
Dog.tooth = 12
print(Dog.tooth)  # 12
print(wangcai.tooth)  # 12
print(xiaohei.tooth)  # 12

# 不能通过对象修改属性，如果这样操作，实则是创建了一个实例属性
wangcai.tooth = 20
print(Dog.tooth)  # 12
print(wangcai.tooth)  # 20
print(xiaohei.tooth)  # 12

（2）实例属性

class Dog(object):
    def __init__(self):
        self.age = 5

    def info_print(self):
        print(self.age)

wangcai = Dog()
print(wangcai.age)  # 5
# print(Dog.age)  # 报错：实例属性不能通过类访问
wangcai.info_print()  # 5

2.3 方法

（1）类方法

需要用装饰器@classmethod来标识其为类方法，对于类方法，第一个参数必须是类对象，一般以cls作为第一个参数。

• 当方法中 需要使用类对象 (如访问私有类属性等)时，定义类方法
• 类方法一般和类属性配合使用
• 类方法既可以使用类访问又可以使用对象访问

class Dog(object):
    __tooth = 10

    @classmethod
    def get_tooth(cls):  # cls指的是Dog
        return cls.__tooth


# 类方法既可以使用类访问又可以使用对象访问
result1 = Dog.get_tooth()
print(result1)  # 10

wangcai = Dog()
result2 = wangcai.get_tooth()
print(result2)  # 10

（2）静态方法

• 需要通过装饰器@staticmethod来进行修饰，静态方法既不需要传递类对象也不需要传递实例对象（形参没有self/cls），取消不需要的参数传递，有利于 减少不必要的内存占用和性能消耗
• 静态方法也能够通过实例对象和类对象去访问。

class Dog(object):
    @staticmethod
    def info_print():
        print('这是一个狗类，用于创建狗实例....')


wangcai = Dog()
# 静态方法既可以使用对象访问又可以使用类访问
wangcai.info_print()
Dog.info_print()

"""
这是一个狗类，用于创建狗实例....
这是一个狗类，用于创建狗实例....
"""