Python面向对象编程和模块
在面向对象编程中,你编写表示现实世界中的事物和情景的类,并基于这些类来创建对象。
编写类时,你定义一大类对象都有的通用行为。基于类创建对象时,每个对象都自动具备这种通用行为,然后根据需要赋予每个对象独特的个性。
根据类来创建对象被称为实例化,这让你能够使用类的实例。你可以在实例中存储一些信息或者定义一些操作。
你还可以编写一些类来扩展既有类的功能,让相似的类能够高效地共享代码。
1. 面向对象编程
1.1 创建和使用类
class Car():
def __init__(self, make, model, year):
self.make = make
self.model = model
self.year = year
def get_descriptive_name(self):
long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
return long_name.title()
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
# 2016 Audi A4
在Python中,类的首字母大写。类中的函数称为方法。
__init__()
方法是一个特殊的方法,每当创建实例的时候,Python都会自动运行它。
这个方法中的形参self
必不可少,还必须位于其他形参的前面。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self
,它是一个指向实例本身的引用,让实例能够访问类中的属性和方法。
1.2 访问限制
# test.py
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.__name = name
self.__score = score
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
>>> from test import Student
>>> student = Student('Bart Simpson', 59)
>>> student.__name
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'
上面通过实例访问变量__name
时报错了。实际上,以两个下划线开头的__name
为私有变量。
不能访问变量__name
是因为Python解释器对外把__name
改成了_Student__name
。
>>> from test import Student
>>> student = Student('Bart Simpson', 59)
>>> student._Student__name
'Bart Simpson'
1.3 继承与多态
子类继承了其父类的所有属性和方法,同时还可以定义自己的属性和方法。
1.3.1 继承
class Car():
def __init__(self, make, model, year):
self.make = make
self.model = model
self.year = year
def get_descriptive_name(self):
long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
return long_name.title()
class ElectriCar(Car): # 定义子类时,必须在括号内指定父类的名称。
def __init__(self, make, model, year):
super().__init__(make, model, year) # 调用父类的__init__()方法,从而继承父类的所有属性
my_tesla = ElectriCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
# 2016 Tesla Model S
class ElectriCar(Car):
def __init__(self, make, model, year):
super().__init__(make, model, year)
self.battery_size = 70 # 子类的属性
def describe_battery(self): # 子类的方法
print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")
my_tesla = ElectriCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()
# 2016 Tesla Model S
# This car has a 70-kWh battery.
1.3.1 多态
# 重写父类的方法(多态)
class Parent:
def myMethod(self):
print ('调用父类方法')
class Child(Parent):
def myMethod(self):
print ('调用子类方法')
c = Child()
c.myMethod() # 调用子类方法
super(Child,c).myMethod() # 调用父类方法
1.3.3 将实例用作属性
class ElectriCar(Car):
def __init__(self, make, model, year):
super().__init__(make, model, year)
self.battery = Battery() # 将实例用作属性
class Battery():
def __init__(self, battery_size=70):
self.battery_size = battery_size
def describe_battery(self):
print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")
my_tesla = ElectriCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
# 2016 Tesla Model S
# This car has a 70-kWh battery.
1.3.4 多重继承
class people:
name = ''
age = 0
__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))
class student(people):
grade = ''
def __init__(self,n,a,w,g):
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
def speak(self):
print("%s 说: 我 %d 岁了,我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
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))
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)
>>> from test import people, student, speaker, sample
>>> test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
>>> test.speak() # 调用的是speaker的speak()方法
我叫 Tim,我是一个演说家,我演讲的主题是 Python
class sample(student,speaker): # 调换了一下括号内父类的顺序
a =''
def __init__(self,n,a,w,g,t):
student.__init__(self,n,a,w,g)
speaker.__init__(self,n,t)
>>> from test import people, student, speaker, sample
>>> test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
>>> test.speak()
Tim 说: 我 25 岁了,我在读 4 年级
1.4 实例属性和类属性
由于Python是动态语言,根据类创建的实例可以任意绑定属性。
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name # 给实例绑定属性
s = Student('Bob')
s.score = 90 # 给实例绑定属性
class Student(object):
name = 'Student' # 类属性
实例属性属于各个实例所有,互不干扰。
类属性属于类所有,所有实例共享一个属性。
相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性,不要对实例属性和类属性使用相同的名字。
2. 模块
在Python中,模块就是一个后缀名为.py的文件。
使用模块还可以避免函数名和变量名冲突。但是,名字不要与内置函数名冲突。
为了避免模块名冲突,Python又引入了按目录来组织模块的方法,称为包。
请注意,每一个包目录下面都会有一个__init__.py
的文件,这个文件是必须存在的,否则,Python就把这个目录当成普通目录,而不是一个包。__init__.py
可以是空文件,也可以有Python代码,因为__init__.py
本身就是一个模块,而它的模块名就是包目录名。
自己创建模块时要注意命名,不能和Python自带的模块名称冲突。
2.1 作用域
类似__xxx__
这样的变量是特殊变量,可以被直接引用。
# hello.py
······
if __name__ == '__main__': # __name__为特殊变量
test()
当我们在命令行运行hello模块文件时,Python解释器把一个特殊变量__name__
置为__main__
,因此这里将执行if
语句块里面的代码。而如果我们在其他地方导入hello模块时,将不执行if
语句块里面的代码。
类似_xxx
和__xxx
这样的函数或变量就是非公开的(private),不应该被直接引用。
Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量,但是private函数或变量不应该被直接引用。
2.2 导入类
导入单个类
from car import Car # from 模块名 import 类
my_new_car = Car('audi', 'model s', 2016)
导入多个类
from car import Car, ElectricCar
导入整个模块
import car # import 模块名
my_beetle = car.Car('volkswagen', 'beetle', 2016)
导入模块中的所有类
from car import * # 不推荐
参考资料:
- Python3 教程 | 菜鸟教程
- Python教程 - 廖雪峰的官方网站
- 《Python编程从入门到实践》——【美】Eric Matthes 著
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