python-类(1)

·类(Class)

笔记：

　　Python是一种面向对象（Object Oriented）的编程语言，类（Class）是Python的核心概念。在Python中，不管是列表、字符串、函数和类都是对象。

　　在面向对象编程（OOP）中，任何一个对象都要包含两个部分：属性（是什么）和方法（能做什么）

举个例子：小红有某些特征：眼睛大、皮肤白、身材好，这些特征可以比作类中属性；除了特征之外，小红会唱歌、跳舞、弹琴，这些能力可以比作类中的方法：

def 美女：
    眼睛 = 大
    皮肤 = 白
    身材 = 好
    唱歌()
    跳舞()
    弹琴()

将美女类实例化：

小红 = 美女()  #小红是一个实例

针对”小红“这个实例，访问属性和使用方法：

小红.眼睛        #访问类中的属性
小红.眼睛 = 小   #修改类中的属性（眼睛由大变小）
小红.唱歌()     #使用类中的方法

@类中的基本概念

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 创建一个Hello类：

class Hello(object):                     #在python3中，所有类都是类object的子类；定义类也可以写成 class Hello：或者 class Hello():
    def __init__(self,name='world'):     #初始化函数__init__
        self.name = name                 #类中的属性
    def get_name(self):                  #类中的函数称作方法。
        return 'hello,{}'.format(self.name)

h = Hello('jimmy')   #实例化类(h是实例对象)
print(h.name)        #访问类的属性
print(h.get_name())  #访问类的方法
print('显示h是Hello的实例:',type(h))
print('显示h是Hello的实例:',h.__class__)
print('显示h是Hello的实例，类Hello在内存中的地址为(at···):',h)
打印结果：
jimmy
hello,jimmy
显示h是Hello的实例: <class '__main__.Hello'>
显示h是Hello的实例: <class '__main__.Hello'>
显示h是Hello的实例，类Hello在内存中的地址为(at···): <__main__.Hello object at 0x000001A057CE6CC0>

初始化函数： __init__

初始化函数意味着实例化时要给name提供一个值，通过__init__执行初始化，让实例具有name的属性。由于类Hello中name参数设有默认值，当没有传入参数时，默认为world。

在类外，字符串 'Jimmy' 通过初始化函数__init__()中的 name 参数存入内存中，以Hello类型存在，组成一个对象，这个对象和变量h建立引用关系。这个过程也可以理解成这些数据附加到一个实例上，这样就能通过实例以访问属性的方式访问它。

类中的: Self

在类中， 如果某个地方（比如类中的方法）想要使用实例化传入的数据，那该怎么办？

在类中，将所有传入数据都赋值给一个变量，这个变量是在初始化函数__init__中的第一个参数self。它能接收实例化过程中传入的所有数据，这些数据是根据初始化函数后面的参数导入的。很显然，self就是一个实例，准确说法是应用实例，因为它所对应的就是具体的数据。接下来来验证：

class Hello(object):
    def __init__(self,name='world'):
        self.name = name
　　　　　self.address = 'beijing'
        print(self)
        print(type(self))
    def get_name(self):
        return 'hello,{}'.format(self.name)

h = Hello()
打印结果：
<__main__.Hello object at 0x0000019FBBBB4E10>
<class '__main__.Hello'>

self实例和h实例一样都有属性。self.name是self的属性，值为name，当然也可以写成self.xxx = name也是可以的。self属性的值不一定要从外部传入，也可以在初始化函数中定义，比如self.address = 'beijing'

在get_name(self)方法中，self是默认的，当类实例化后调用此方法，不需要赋值（self能够让return中的语句访问初始函数中传入的值和属性）

类提供默认的行为，而实例可以看成一个工厂。所谓工厂就是可以用一个模板作出很多产品，而类就是模板，实例就是具体的产品。

@类属性和实例属性

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类是一个对象，有属性；同样，类实例化后也是一个对象，也有它的属性。通过实例化得到的属性称为实例属性，一般情况下可以通过类来访问属性，也可以通过实例来访问属性。

class A:
    x = 1

a = A()
a.x = 5     #更改实例属性
print('实例属性为：',a.x)
print('类属性为：',A.x)
打印结果：
实例属性为： 5
类属性为： 1

实例属性更改了，但类属性没有跟着改变，这是因为类属性不会受实例属性所左右。

class A:
    x = 1

a = A()
A.x = 10   #更改类属性
print('实例属性为：',a.x)
print('类属性为：',A.x)
打印结果：
实例属性为： 10
类属性为： 10

类属性更改了，实例属性也跟着改变了，说明实例属性受类属性所左右。

以上所言是指类中的变量引用的是不可变的数据类型（整型、浮点型、字符串、元组），如果引用可变数据类型（字典、列表），数据将发生变化：

class B:
    x = [1,2,3,4]

b = B()
b.x.append(5) #实例属性增加一个值5
print('实例属性：',b.x)
print('类属性：',B.x)
打印结果：
实例属性： [1, 2, 3, 4, 5]
类属性： [1, 2, 3, 4, 5]

当变量中引用的是可变数据类型时，类属性和实例属性都能够直接修改这个对象，从而影响另一方的值。

通过实例和类增加属性：

class B:
    x = [1,2,3,4]

b = B()
B.y = 'hello,world!'       #增加一个类属性
print('实例属性：',b.y)
打印结果：
实例属性： hello,world!

结果表明：通过类增加一个类属性，实例可以访问到它。

如果是用实例增加一个实例属性呢？

class B:
    x = [1,2,3,4]

b = B()
b.y = 'hello,world!'       #增加一个实例属性
print('实例属性：',b.y)
print('类属性：',B.y)
打印结果：
实例属性： hello,world!
Traceback (most recent call last):
  File "test1.py", line 8, in <module>
    print('类属性：',B.y)
AttributeError: type object 'B' has no attribute 'y'

结果表明：增加的实例属性可以通过实例访问，如果通过类访问，结果显示类B中没有属性y。

@ 数据流转

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在类的应用中，最广泛的是将类实例化，通过实例来执行各种操作。所以对此过程中的数据流转必须弄明白。

class Hello(object):
    def __init__(self,name='world'):
        self.name = name
    def get_name(self):
        return 'hello,{}'.format(self.name)
    def get_color(self,color):
        print('My love color is:',color)

h = Hello('jimmy')
print(h.get_name())
print(h.get_color('red'))
打印结果：
hello,jimmy
My love color is: red
None                         #由于get_color()方法没有设置返回值，函数默认返回None

 数据流转过程：

创建实例 h = Hello('jimmy'),h 实例和初始化函数中self对应（self接收实例传入的所有数据）；'jimmy'是具体的数据,通过初始化函数中的name参数传给self.name（self是个实例，可以设置它的属性），此时name的值为jimmy。

类中除初始化函数以外的方法无论有没有定义参数，都要以self开头，这在类中是不能省略的，这表示所有方法都承接self实例对象。也就是实例的属性被带入到每个方法中，如get_name()中的return 'hello,{}'.format(self.name)语句，self.name调用前面已经确定的实例属性数据为jimmy，所以函数返回hello，jimmy。因此，通过self，可以实现数据在类的内部流转。

如果要把数据从类的内部传到外部，可以通过return语句，由于def get_color():方法没有设置函数返回值，函数默认返回None。

@ 类的命名空间和作用域

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类命名空间：

定义类时，在class语句中的代码都在一个命名空间中执行，即类的命名空间。命名空间是从所定义的命名到对象的映射集合。不同的命名空间可以同时存在但彼此相互独立。

命名空间因对象不同，可以分为以下几种：

内置命名空间：

内置函数的命名空间都属于内置命名空间，因此，可以在程序中直接运行它们。比如print()函数id()函数等拿来就可以直接使用。

全局命名空间：

每个模块都有自己的全局命名空间，不同模块的全局命名空间彼此独立；不同模块相同名称的命名空间，因为模块不同而不会相互干扰。

本地命名空间：

模块中有类和函数 ，每个类或者函数所定义的命名空间就是本地命名空间。如果函数返回结果或者异常，本地命名空间也将结束。

各个命名空间的关系（图片来源于网络）：

访问命名空间的时候，就按照从里到外的顺序：

def Duo(x,y):
    name = 'jimmy'
    return locals()

print(Duo('he','llo'))
打印结果：
{'x': 'he', 'y': 'llo', 'name': 'jimmy'}

通过locals()访问本地命名空间的方法，命名空间中的数据存储结构和字典一样；也可以通过globals()访问全局命名空间。

作用域：是指在python程序中可以直接访问到的命名空间。直接访问意味着访问命名空间中的命名时无需附加任何修饰语。程序按照命名空间从里到外的顺序，搜索相应命名空间能够访问到的作用域。

def out_t():
    b = 10
    def in_t():
        c= 20
a = 30

假设我在def in_t():函数中，c对于我来说就是本地作用域，而a和b不是；如果我在def in_t():函数中新增加一个对象（b = 20），这和def out_t():中的b不会冲突，因为他们的作用域不同。

接下来我们证实：

def out_t():
    a = 10
    def in_t():
        a = 20
        print('in_t,a=',a)
    in_t()
    print('out_t,a=',a)

a = 30

print(out_t())
print('a=',a)
打印结果：
in_t,a= 20
out_t,a= 10
None
a= 30

end~

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