python 对象和类

python中所有数据都是以对象形式存在。对象既包含数据（变量），也包含代码（函数），是某一类具体事物的特殊实例。

面向对象的三大特性为封装、继承和多态。

1、定义类

#定义空类
class Person():
    pass

#添加对象初始化方法
def Person():
    def __init__(self):
        pass

self参数指向正在被创建的对象本身。

self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.__class__ 则指向类。

#初始化方法中添加参数
def Person():
    def __init__(self,name):
        self.name=name

2、创建实例

>>>hunter=Person('Elmer Fudd')

上一行做了以下工作：

• 查看Person类的定义
• 在内存中实例化（创建）一个新的对象调用对象的__init__方法，将这个新创建的对象作为self传入，并将另一个参数‘Elmer Fudd’作为name传入
• 将name的值存入对象
• 返回这个新的对象
• 将名字hunter和这个对象关联

3、访问属性

使用点号 . 来访问对象的属性

print(hunter.name)

一些内置类属性：

• __dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
• __doc__ :类的文档字符串
• __name__: 类名
• __module__: 类定义所在的模块（类的全名是'__main__.className'，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）
• __bases__ : 类的所有父类构成元素（包含了一个由所有父类组成的元组）

4、继承

继承即从已有类中衍生出新的类，可以添加或修改部分功能。便于代码复用。

class Car():
    pass
class Yugo(Car):
    pass

5、类方法覆盖

新创建的子类会自动继承父类的所有信息。

class Car():
    def exclaim(self):
        print("I'm a Car!")
class Yugo(Car):
    pass
t1=Car()
t2=Yugo()
>>>t1.exclaim()
I'm a Car!
>>>t2.exclaim()
I'm a Car!

对继承的方法进行修改后会覆盖原有的方法。

class Car():
    def exclaim(self):
        print("I'm a Car!")
class Yugo(Car):
    def exclaim(self):
        print("I'm a Yugo!")
t1=Car()
t2=Yugo()
>>>t1.exclaim()
I'm a Car!
>>>t2.exclaim()
I'm a Yugo!

在子类中，可以覆盖父类的方法，包括__init__()方法

class MDPerson(Person):
    def __init__(self,name):
        self.name="Doctor" + name
a=Person('Tom')
b=MDPerson('Tom')
>>>a.name
Tom
>>>b.name
Doctor Tom

6、子类添加新方法

class Car():
    def exclaim(self):
        print("I'm a Car!")
class Yugo(Car):
    def exclaim(self):
        print("I'm a Yugo!")
    def push(self):
        print('need a push')
a=Car()
b=Yugo()
>>>b.push()
need a push

7、使用super()调用父类方法

class EPerson(Person):
    def __init__(self,name,email):
        super().__init__(name)
        self.email=email

我们应当使用super()来让父类完成其应当做的事情。并且，如果父类的定义以后发生改变，使用super()可以保证这些改变会自动反映到子类上，而不需要手动修改。

8、self参数作用

以下句代码举例：

>>>t1.exclaim()

• 查找t1对象所属的类Car
• 把t1对象作为self参数传给Car类所包含的exclaim()方法

相当于：

>>>Car.exclaim(t1)

9、使用property属性访问

property(fget,fset,fdel,doc)

class Duck():
    def __init__(self,iname):
        self.hidden_name=iname
    def get_name(self):
        return self.hidden_name
    def set_name(self,iname):
        self.hidden_name=iname
    name=property(get_name,set_name)

最后一行将get_name,set_name定义为name属性。当访问name时，get_name()会被自动调用。当对name执行赋值操作时，set_name()方法会被调用。

tt=Duck('Howard')
>>>tt.name
'Howard'
>>>tt.name='Tom'
>>>tt.name
'Tom'

也可以通过装饰器方式定义property。

• @property，用于指定getter方法
• @name.setter，用于指定setter方法

class Duck():
    def __init__(self,iname):
        self.hidden_name=iname
    @property
    def name(self):
        return self.hidden_name
    @name.setter
    def name(self,iname):
        self.hidden_name=iname

property除指向类中存储的某一属性（如hidden_name），也可以指向计算结果值。

class Circle():
    def __init__(self,radius):
        self.radius=radius
    @property
    def diameter(self):
        return 2*self.radius
c=Circle(5)
>>>c.radius
5
>>>c.diameter
10
>>>c.radius=7
>>>c.diameter
14

如果没有指定property的setter，将无法从类的外部对它的值进行设置。

与直接访问属性相比，如果改变某一属性的定义，只需要在类定义中修改代码，不需要在每一处调用修改。

10、使用__保护私有属性

把hidden_name改为__name:

class Duck():
    def __init__(self,iname):
        self.__name=iname
    @property
    def name(self):
        return self.__name
    @name.setter
    def name(self,iname):
        self.__name=iname

ff=Duck('Tom')
>>>ff.name
'Tom'
>>>ff.name='Do'
>>>ff.name
'Do'

此时name能够正常使用，但是如果试图使用ff.__name则会报错，无法从外部直接访问。

但是这种方法没有本质上将其变为私有，只是将其名称重整，通过以下方法仍可从外部访问：

>>>ff._Duck__name
'Do'

11、方法类型

• 以self作为第一个参数的方法都是实例方法
• 类方法则作用于整个类，对类作出的任何改变都会对它的所有实例对象产生影响。用装饰器@classmethod指定。类方法第一个参数为类本身，写作cls
• 静态方法用@staticmethod修饰，不需要self参数和cls参数。出现在类的定义中只是为了方便

12、多态与鸭子类型（duck typing）

python对多态要求宽松，可以对不同对象调用同名方法，甚至不用管对象的类型。

多态：

class Quote():
    def __init__(self,person,words):
        self.person=person
        self.words=words
    def who(self):
        return self.person
    def says(self):
        return self.words+'.'
class Question(Quote):
    def says(self):
        return self.words+'?'
class Exclamation(Quote):
    def says(self):
        return self.words+'!'
t1=Quote('Tom','doc')
t2=Question('BB','doc')
t3=Exclamation('JJ','doc')
>>>print(t1.who(),'says:',t1.says())
Tom says: doc.
>>>print(t2.who(),'says:',t2.says())
BB says: doc?
>>>print(t3.who(),'says:',t3.says())
JJ says: doc!

鸭子类型：

class Brook():
    def who(self):
        return 'Brook'
    def says(self):
        return 'Babble'
brook=Brook()
def who_says(obj):
    print(obj.who(),'says:',obj.says())
>>>who_says(t1)
Tom says: doc.
>>>who_says(t2)
BB says: doc?
>>>who_says(t3)
JJ says: doc!
>>>who_says(brook)
Brook says: Babble

13、特殊方法：__

建立一个普通的判断字符串相等的类：

class Word():
    def __init__(self,text):
        self.text=text
    def equals(self,word2):
        rreturn self.text.lower()==word2.text.lower()
first=Word('ha')
second=Word('HA')
third=Word('eh')
>>>first.equals(second)
True
>>>first.equals(third)
False

如果通过first==second判断是不是更加简洁？现在把方法equals()改为__eq__()：

class Word():
    def __init__(self,text):
        self.text=text
    def __eq__(self,word2):
        rreturn self.text.lower()==word2.text.lower()
first=Word('ha')
second=Word('HA')
third=Word('eh')
>>>first==second
True
>>>first==third
False

相当于重载运算符==.

• __eq__(self,other)  self==other
• __ne__(self,other)  self!=other
• __lt__(self,other)  self<other
• __gt__(self,other) self>other
• __le__(self,other) self<=other
• __ge__(self,other) self>=other
• __add__(self,other) self+other
• __sub__(self,other) self-other
• __mul__(self,other) self * other
• __floordiv__(self,other)  self // other
• __truediv__(self,other) self / other
• __mod__(self,other)  self % other
• __pow__(self,other) self ** other
• __str__(self)  str(self)
• __repr__(self)  repr(self)
• __len__(self)  len(self)
• __init__()  根据类的定义以及传入的参数对新创建的对象进行初始化

14、类组合

class A():
    def __init__(self,des):
        self.des=des
class B():
    def __init__(self,des):
        self.des=des
class C():
    def __init__(self,a,b):
        self.a=a
        self.b=b
    def about(self):
        print('A:',self.a.des,',B: ',self.b.des)
t1=A('a')
t2=B('b')
t3=C(t1,t2)
>>>t3.about()
A: a ,B: b

15、何时使用类

• 需要许多具有相似行为但不同状态的实例时，使用类和对象
• 类支持继承，模块不支持
• 如果想要保证实例的唯一性，使用模块
• 如果有一系列包含多个值的变量，并且能作为参数传入不同的函数，最好封装到类
• 用最简单的方法解决问题。使用字典、列表、元组等比使用模块更加简单。使用类更加复杂