面向对象编程是一种程序设计思想,即把对象作为程序的基本单元。一个对象包含了数据和操作数据的函数,而Python是一个纯天然面向对象的编程语言。 
作者:韩信子@ShowMeAI
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面向对象编程,在英文中称之为Object Oriented Programming,简称OOP,是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。
Python是一个纯天然面向对象的编程语言,在Python中,所有数据类型都可以视为对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类(Class)的概念。

相比其它编程语言,Python的类机制非常简洁,Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能
对象可以包含任意数量和类型的数据。
语法格式如下:
class ClassName: <statement-1> . . . <statement-N>类实例化后,可以使用其属性,实际上,创建一个类之后,可以通过类名访问其属性。

类对象支持两种操作:属性引用和实例化。
属性引用使用和Python中所有的属性引用一样的标准语法:obj.name。
类对象创建后,类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:
class NewClass: """一个简单的类实例""" num = 123456 def f(self): return 'hello ShowMeAI' # 实例化类x = NewClass() # 访问类的属性和方法print("NewClass 类的属性 num 为:", x.num)print("NewClass 类的方法 f 输出为:", x.f())以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x,x 为空的对象。
执行以上程序输出结果为:
NewClass 类的属性 num 为: 123456NewClass 类的方法 f 输出为: hello ShowMeAI类有一个名为 __init__() 的特殊方法(构造方法/构造函数),该方法在类实例化时会自动调用,像下面这样:
def __init__(self): self.data = []类定义了 __init__() 方法,类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。如下实例化类NewClass,对应的 __init__() 方法就会被调用:
x = NewClass()当然, __init__() 方法可以有参数,参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上。例如(代码可以在在线python3环境中运行):
class MyComplex: def __init__(self, real_part, imag_part): self.r = real_part self.i = imag_partx = MyComplex(5.0, -3.4)print(x.r, x.i) # 输出结果:5.0 -3.4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 0x100724179>__main__.Test通过执行结果,可以看出,self代表的是类的实例(包含当前对象的地址信息),而self.class则指向类。
注意这里的self并不是python关键字,把他换成其他名称,比如showmeai,也是可以正常执行的(代码可以在在线python3环境中运行):
class Test: def prt(showmeai): print(showmeai) print(showmeai.__class__) t = Test()t.prt()以上实例执行结果为:
<__main__.Test instance at 0x100724179>__main__.Test在类的内部,我们可以使用 def 关键字来定义类方法,类方法必须包含参数self, 且其为第一个参数,self代表的是类的实例。例如(代码可以在在线python3环境中运行)
class Person: #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 talk(self): print("%s的年龄是 %d 岁。" %(self.name,self.age)) # 实例化类p = Person('ShowMeAI',30,30)p.talk()执行以上程序输出结果为:
ShowMeAI的年龄是 30 岁。Python 同样支持类的继承。派生类的定义如下所示:
class DerivedClass(BaseClass): <statement-1> . . . <statement-N>子类(派生类/DerivedClass)会继承父类(基类/BaseClass)的属性和方法。
BaseClassName(实例中的基类名)必须与派生类定义在一个作用域内。除了类,还可以用表达式,基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):#类定义class person: #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 talk(self): print("%s的年龄是 %d 岁。" %(self.name,self.age)) #单继承示例class student(person): 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 talk(self): print("%s的年龄是 %d 岁,目前在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade)) s = student('小Show',12,60,5)s.talk()执行以上程序输出结果为:
小Show的年龄是 12 岁,目前在读 5 年级Python同样支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
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 person: #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的年龄是 %d 岁。" %(self.name,self.age))#单继承示例class student(person): 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 talk(self): print("%s的年龄是 %d 岁,目前在读 %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 talk(self): print("%s是一个演说家,今天ta演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic)) #多重继承class sample(speaker,student): a ='' def __init__(self,n,a,w,g,t): student.__init__(self,n,a,w,g) speaker.__init__(self,n,t) test = sample("ShowMeAI",25,80,4,"Python")test.talk() #方法名同,默认调用的是在括号中排前地父类的方法执行以上程序输出结果为:
ShowMeAI是一个演说家,今天ta演讲的主题是 Python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,实例如下:
class Parent: # 定义父类 def my_method(self): print ('调用父类方法') class Child(Parent): # 定义子类 def my_method(self): print ('调用子类方法') c = Child() # 子类实例c.my_method() # 子类调用重写方法super(Child,c).my_method() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法super()函数是用于调用父类(超类)的一个方法。
执行以上程序输出结果为:
调用子类方法调用父类方法__private_attrs:由两个下划线开头,声明为私有属性,不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中可以使用,使用方法为 self.__private_attrs。
在类的内部定义的成员方法,必须包含参数 self,且为第一个参数,self 代表的是类的实例。
self 的名字并不是规定死的,也可以使用 this,但建议还是按照约定使用 self。
__private_method:由两个下划线开头,声明为私有方法,只能在类的内部调用,使用方法为 self.__private_methods。
类的私有属性示例代码如下:
class NewCounter: __secret_count = 0 # 私有变量 public_count = 0 # 公开变量 def count(self): self.__secret_count += 1 self.public_count += 1 print (self.__secret_count) counter = NewCounter()counter.count()counter.count()print (counter.public_count)print (counter.__secret_count) # 报错,实例不能访问私有变量执行以上程序输出结果为:
122Traceback (most recent call last): File "test.py", line 16, in <module> print (counter.__secret_count) # 报错,实例不能访问私有变量AttributeError: 'NewCounter' object has no attribute '__secret_count'类的私有方法实例如下:
class WebSite: 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 = WebSite('ShowMeAI知识社区', 'www.showmeai.tech')x.who() # 正常输出x.foo() # 正常输出x.__foo() # 报错__init__ : 构造函数,在生成对象时调用__del__ : 析构函数,释放对象时使用__repr__ : 打印,转换__setitem__ : 按照索引赋值__getitem__: 按照索引获取值__len__: 获得长度__cmp__: 比较运算__call__: 函数调用__add__: 加运算__sub__: 减运算__mul__: 乘运算__truediv__: 除运算__mod__: 求余运算__pow__: 乘方Python同样支持运算符重载,我们可以对类的专有方法进行重载,实例如下:
class MyVector: 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 = MyVector(2,10)v2 = MyVector(5,-2)print(v1 + v2)以上代码执行结果如下所示:
Vector(7,8)请点击到B站查看【双语字幕】版本
https://www.bilibili.com/video/BV1yg411c7Nw
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