Python 面向?qū)ο?/h1>
- 作者：楊夢鴿
- 校對：翟舒青
Python從設計之初就已經(jīng)是一門面向?qū)ο蟮恼Z言涮帘，正因為如此单寂，在Python中創(chuàng)建一個類和對象是很容易的贬芥。本章節(jié)我們將詳細介紹Python的面向?qū)ο缶幊獭?/p>
如果你以前沒有接觸過面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，那你可能需要先了解一些面向?qū)ο笳Z言的一些基本特征宣决，在頭腦里頭形成一個基本的面向?qū)ο蟮母拍钫号@樣有助于你更容易的學習Python的面向?qū)ο缶幊獭?/p>
接下來我們先來簡單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?/p>
面向?qū)ο蠹夹g簡介
- 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法尊沸。對象是類的實例威沫。
- 類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外洼专。類變量通常不作為實例變量使用棒掠。
- 數(shù)據(jù)成員：類變量或者實例變量, 用于處理類及其實例對象的相關的數(shù)據(jù)。
- 方法重寫：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求屁商，可以對其進行改寫烟很，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重寫棒假。
- 實例變量：定義在方法中的變量溯职，只作用于當前實例的類。
- 繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法帽哑。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待谜酒。例如，有這樣一個設計：一個Dog類型的對象派生自Animal類妻枕，這是模擬"是一個（is-a）"關系（例圖僻族，Dog是一個Animal）。
- 實例化：創(chuàng)建一個類的實例屡谐，類的具體對象述么。
- 方法：類中定義的函數(shù)。
- 對象：通過類定義的數(shù)據(jù)結構實例愕掏。對象包括兩個數(shù)據(jù)成員（類變量和實例變量）和方法度秘。
創(chuàng)建類
使用 class 語句來創(chuàng)建一個新類，class 之后為類的名稱并以冒號結尾:
class ClassName:
'類的幫助信息' #類文檔字符串
class_suite #類體
類的幫助信息可以通過ClassName.doc查看饵撑。
class_suite 由類成員剑梳，方法，數(shù)據(jù)屬性組成滑潘。
實例
以下是一個簡單的 Python 類的例子:
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Employee:
'所有員工的基類'
empCount = 0
def __init__(self, name, salary):
self.name = name
self.salary = salary
Employee.empCount += 1
def displayCount(self):
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
def displayEmployee(self):
print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary
- empCount 變量是一個類變量垢乙，它的值將在這個類的所有實例之間共享。你可以在內(nèi)部類或外部類使用 Employee.empCount 訪問语卤。
- 第一種方法init()方法是一種特殊的方法追逮，被稱為類的構造函數(shù)或初始化方法酪刀，當創(chuàng)建了這個類的實例時就會調(diào)用該方法
- self 代表類的實例，self 在定義類的方法時是必須有的钮孵，雖然在調(diào)用時不必傳入相應的參數(shù)骂倘。
self代表類的實例，而非類
類的方法與普通的函數(shù)只有一個特別的區(qū)別——它們必須有一個額外的第一個參數(shù)名稱, 按照慣例它的名稱是 self油猫。
class Test: def prt(self): print(self) print(self.class) t = Test() t.prt()
以上實例執(zhí)行結果為：
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test
從執(zhí)行結果可以很明顯的看出稠茂，self 代表的是類的實例柠偶，代表當前對象的地址情妖，而 self.class 則指向類。
self 不是 python 關鍵字诱担，我們把他換成 runoob 也是可以正常執(zhí)行的:
實例
class Test: def prt(runoob): print(runoob) print(runoob.class) t = Test() t.prt()
以上實例執(zhí)行結果為：
<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test
創(chuàng)建實例對象
實例化類其他編程語言中一般用關鍵字 new毡证，但是在 Python 中并沒有這個關鍵字，類的實例化類似函數(shù)調(diào)用方式蔫仙。
以下使用類的名稱 Employee 來實例化料睛，并通過 init 方法接收參數(shù)。
"創(chuàng)建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創(chuàng)建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
訪問屬性
您可以使用點號 . 來訪問對象的屬性摇邦。使用如下類的名稱訪問類變量:
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
完整實例：
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Employee:
'所有員工的基類'
empCount = 0
def __init__(self, name, salary):
self.name = name
self.salary = salary
Employee.empCount += 1
def displayCount(self):
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
def displayEmployee(self):
print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary
"創(chuàng)建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創(chuàng)建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
執(zhí)行以上代碼輸出結果如下：
Name : Zara ,Salary: 2000
Name : Manni ,Salary: 5000
Total Employee 2
你可以添加恤煞，刪除，修改類的屬性施籍，如下所示：
emp1.age = 7 # 添加一個 'age' 屬性
emp1.age = 8 # 修改 'age' 屬性
del emp1.age # 刪除 'age' 屬性
你也可以使用以下函數(shù)的方式來訪問屬性：
- getattr(obj, name[, default]) : 訪問對象的屬性居扒。
- hasattr(obj,name) : 檢查是否存在一個屬性。
- setattr(obj,name,value) : 設置一個屬性丑慎。如果屬性不存在喜喂，會創(chuàng)建一個新屬性。
- delattr(obj, name) : 刪除屬性竿裂。
hasattr(emp1, 'age') # 如果存在 'age' 屬性返回 True玉吁。
getattr(emp1, 'age') # 返回 'age' 屬性的值
setattr(emp1, 'age', 8) # 添加屬性 'age' 值為 8
delattr(emp1, 'age') # 刪除屬性 'age'
Python內(nèi)置類屬性
- dict : 類的屬性（包含一個字典，由類的數(shù)據(jù)屬性組成）
- doc :類的文檔字符串
- name: 類名
- module: 類定義所在的模塊（類的全名是'main.className'腻异，如果類位于一個導入模塊mymod中进副，那么className.module 等于 mymod）
- bases : 類的所有父類構成元素（包含了一個由所有父類組成的元組）
Python內(nèi)置類屬性調(diào)用實例如下：
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Employee:
'所有員工的基類'
empCount = 0
def __init__(self, name, salary):
self.name = name
self.salary = salary
Employee.empCount += 1
def displayCount(self):
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
def displayEmployee(self):
print "Name : ", self.name, ", Salary: ", self.salary
print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__
執(zhí)行以上代碼輸出結果如下：
Employee.__doc__: 所有員工的基類
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}
python對象銷毀(垃圾回收)
Python 使用了引用計數(shù)這一簡單技術來跟蹤和回收垃圾。
在 Python 內(nèi)部記錄著所有使用中的對象各有多少引用悔常。
一個內(nèi)部跟蹤變量影斑，稱為一個引用計數(shù)器。
當對象被創(chuàng)建時这嚣， 就創(chuàng)建了一個引用計數(shù)鸥昏， 當這個對象不再需要時， 也就是說姐帚， 這個對象的引用計數(shù)變?yōu)? 時吏垮， 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的， 由解釋器在適當?shù)臅r機膳汪，將垃圾對象占用的內(nèi)存空間回收唯蝶。
a = 40 # 創(chuàng)建對象 <40>
b = a # 增加引用， <40> 的計數(shù)
c = [b] # 增加引用. <40> 的計數(shù)
del a # 減少引用 <40> 的計數(shù)
b = 100 # 減少引用 <40> 的計數(shù)
c[0] = -1 # 減少引用 <40> 的計數(shù)
垃圾回收機制不僅針對引用計數(shù)為0的對象遗嗽，同樣也可以處理循環(huán)引用的情況粘我。循環(huán)引用指的是，兩個對象相互引用痹换，但是沒有其他變量引用他們征字。這種情況下，僅使用引用計數(shù)是不夠的娇豫。Python 的垃圾收集器實際上是一個引用計數(shù)器和一個循環(huán)垃圾收集器匙姜。作為引用計數(shù)的補充， 垃圾收集器也會留心被分配的總量很大（及未通過引用計數(shù)銷毀的那些）的對象冯痢。 在這種情況下氮昧， 解釋器會暫停下來， 試圖清理所有未引用的循環(huán)浦楣。
實例
析構函數(shù) del 袖肥，del在對象銷毀的時候被調(diào)用，當對象不再被使用時振劳，del方法運行：
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Point:
def __init__( self, x=0, y=0):
self.x = x
self.y = y
def __del__(self):
class_name = self.__class__.__name__
print class_name, "銷毀"
pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印對象的id
del pt1
del pt2
del pt3
以上實例運行結果如下：
3083401324 3083401324 3083401324
Point 銷毀
注意：通常你需要在單獨的文件中定義一個類椎组，
類的繼承
面向?qū)ο蟮木幊處淼闹饕锰幹皇谴a的重用，實現(xiàn)這種重用的方法之一是通過繼承機制澎迎。
通過繼承創(chuàng)建的新類稱為子類或派生類庐杨，被繼承的類稱為基類、父類或超類夹供。
繼承語法
class 派生類名(基類名)
...
在python中繼承中的一些特點：
- 1灵份、如果在子類中需要父類的構造方法就需要顯示的調(diào)用父類的構造方法，或者不重寫父類的構造方法哮洽。詳細說明可查看：python 子類繼承父類構造函數(shù)說明填渠。
- 2、在調(diào)用基類的方法時鸟辅，需要加上基類的類名前綴氛什，且需要帶上 self 參數(shù)變量。區(qū)別在于類中調(diào)用普通函數(shù)時并不需要帶上 self 參數(shù)
- 3匪凉、Python 總是首先查找對應類型的方法枪眉，如果它不能在派生類中找到對應的方法，它才開始到基類中逐個查找再层。（先在本類中查找調(diào)用的方法贸铜，找不到才去基類中找）堡纬。
如果在繼承元組中列了一個以上的類，那么它就被稱作"多重繼承" 蒿秦。
語法：
派生類的聲明烤镐，與他們的父類類似，繼承的基類列表跟在類名之后棍鳖，如下所示：
class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
...
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Parent: # 定義父類
parentAttr = 100
def __init__(self):
print "調(diào)用父類構造函數(shù)"
def parentMethod(self):
print '調(diào)用父類方法'
def setAttr(self, attr):
Parent.parentAttr = attr
def getAttr(self):
print "父類屬性 :", Parent.parentAttr
class Child(Parent): # 定義子類
def __init__(self):
print "調(diào)用子類構造方法"
def childMethod(self):
print '調(diào)用子類方法'
c = Child() # 實例化子類
c.childMethod() # 調(diào)用子類的方法
c.parentMethod() # 調(diào)用父類方法
c.setAttr(200) # 再次調(diào)用父類的方法 - 設置屬性值
c.getAttr() # 再次調(diào)用父類的方法 - 獲取屬性值
以上代碼執(zhí)行結果如下：
調(diào)用子類構造方法
調(diào)用子類方法
調(diào)用父類方法
父類屬性 : 200
你可以繼承多個類
class A: # 定義類 A
.....
class B: # 定義類 B
.....
class C(A, B): # 繼承類 A 和 B
.....
你可以使用issubclass()或者isinstance()方法來檢測炮叶。
- issubclass() - 布爾函數(shù)判斷一個類是另一個類的子類或者子孫類，語法：issubclass(sub,sup)
- isinstance(obj, Class) 布爾函數(shù)如果obj是Class類的實例對象或者是一個Class子類的實例對象則返回true渡处。
方法重寫
如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求镜悉，你可以在子類重寫你父類的方法：
實例：
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Parent: # 定義父類
def myMethod(self):
print '調(diào)用父類方法'
class Child(Parent): # 定義子類
def myMethod(self):
print '調(diào)用子類方法'
c = Child() # 子類實例
c.myMethod() # 子類調(diào)用重寫方法
執(zhí)行以上代碼輸出結果如下：
調(diào)用子類方法
基礎重載方法
下表列出了一些通用的功能，你可以在自己的類重寫：
| 序號 | 方法, 描述 & 簡單的調(diào)用 |
|---|---|
| 1 | init ( self [,args...] ) 構造函數(shù) 簡單的調(diào)用方法: obj = className(args) |
| 2 | del( self ) 析構方法, 刪除一個對象 簡單的調(diào)用方法 : del obj |
| 3 | repr( self ) 轉化為供解釋器讀取的形式 簡單的調(diào)用方法 : repr(obj) |
| 4 | str( self ) 用于將值轉化為適于人閱讀的形式 簡單的調(diào)用方法 : str(obj) |
| 5 | cmp ( self, x ) 對象比較 簡單的調(diào)用方法 : cmp(obj, x) |
運算符重載
Python同樣支持運算符重載骂蓖，實例如下：
實例
#!/usr/bin/python
class Vector:
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 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2
以上代碼執(zhí)行結果如下所示:
Vector(7,8)
類屬性與方法
類的私有屬性
__private_attrs：兩個下劃線開頭积瞒，聲明該屬性為私有，不能在類的外部被使用或直接訪問登下。在類內(nèi)部的方法中使用時 self.__private_attrs。
類的方法
在類的內(nèi)部叮喳，使用 def 關鍵字可以為類定義一個方法被芳，與一般函數(shù)定義不同，類方法必須包含參數(shù) self,且為第一個參數(shù)
類的私有方法
__private_method：兩個下劃線開頭馍悟，聲明該方法為私有方法畔濒，不能在類的外部調(diào)用。在類的內(nèi)部調(diào)用 self.__private_methods
實例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有變量
publicCount = 0 # 公開變量
def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print self.__secretCount
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print counter.__secretCount # 報錯锣咒，實例不能訪問私有變量
Python 通過改變名稱來包含類名:
1
2
2
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 17, in <module>
print counter.__secretCount # 報錯侵状，實例不能訪問私有變量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'
Python不允許實例化的類訪問私有數(shù)據(jù)，但你可以使用 object.className__attrName（ **對象名.類名__私有屬性名** ）訪問屬性毅整，參考以下實例：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
class Runoob:
__site = "www.runoob.com"
runoob = Runoob()
print runoob._Runoob__site
執(zhí)行以上代碼趣兄，執(zhí)行結果如下：
www.runoob.com
單下劃線、雙下劃線悼嫉、頭尾雙下劃線說明：
- foo: 定義的是特殊方法艇潭，一般是系統(tǒng)定義名字 ，類似 init() 之類的戏蔑。
- _foo: 以單下劃線開頭的表示的是 protected 類型的變量蹋凝，即保護類型只能允許其本身與子類進行訪問，不能用于 from module import *
- __foo: 雙下劃線的表示的是私有類型(private)的變量, 只能是允許這個類本身進行訪問了总棵。
