Python 基礎(chǔ)入門(mén)前四篇：
- Python 基礎(chǔ)入門(mén)--簡(jiǎn)介和環(huán)境配置
- Python基礎(chǔ)入門(mén)_2基礎(chǔ)語(yǔ)法和變量類(lèi)型
- Python基礎(chǔ)入門(mén)_3條件語(yǔ)句和迭代循環(huán)
- Python基礎(chǔ)入門(mén)_4函數(shù)
第五篇主要介紹 Python 的面向?qū)ο蠡A(chǔ)知識(shí)圈膏，也就是類(lèi)的介紹绘搞，包括類(lèi)方法和屬性晌纫、構(gòu)造方法锌雀、方法重寫(xiě)、繼承等翰绊，最后給出兩道簡(jiǎn)單的練習(xí)題佩谷。
5.面向?qū)ο?/h3>
5.1 簡(jiǎn)介
先簡(jiǎn)單介紹一些名詞概念。
- 類(lèi)：用來(lái)描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合监嗜。它定義了該集合中每個(gè)對(duì)象所共有的屬性和方法谐檀。對(duì)象是類(lèi)的實(shí)例。
- 類(lèi)方法：類(lèi)中定義的函數(shù)秤茅。
- 類(lèi)變量：類(lèi)變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的稚补。類(lèi)變量定義在類(lèi)中且在函數(shù)體之外童叠。類(lèi)變量通常不作為實(shí)例變量使用框喳。
- 數(shù)據(jù)成員：類(lèi)變量或者實(shí)例變量用于處理類(lèi)及其實(shí)例對(duì)象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
- 方法重寫(xiě)：如果從父類(lèi)繼承的方法不能滿(mǎn)足子類(lèi)的需求厦坛，可以對(duì)其進(jìn)行改寫(xiě)五垮，這個(gè)過(guò)程叫方法的覆蓋（override），也稱(chēng)為方法的重寫(xiě)杜秸。
- 局部變量：定義在方法中的變量放仗，只作用于當(dāng)前實(shí)例的類(lèi)。
- 實(shí)例變量：在類(lèi)的聲明中撬碟，屬性是用變量來(lái)表示的诞挨。這種變量就稱(chēng)為實(shí)例變量，是在類(lèi)聲明的內(nèi)部但是在類(lèi)的其他成員方法之外聲明的呢蛤。
- 繼承：即一個(gè)派生類(lèi)（derived class）繼承基類(lèi)（base class）的字段和方法惶傻。繼承也允許把一個(gè)派生類(lèi)的對(duì)象作為一個(gè)基類(lèi)對(duì)象對(duì)待。例如其障，有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)：一個(gè) Dog 類(lèi)型的對(duì)象派生自 Animal 類(lèi)银室，這是模擬"是一個(gè)（is-a）"關(guān)系（例圖，Dog 是一個(gè) Animal）励翼。
- 實(shí)例化：創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例蜈敢，類(lèi)的具體對(duì)象。
- 對(duì)象：通過(guò)類(lèi)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例汽抚。對(duì)象包括兩個(gè)數(shù)據(jù)成員（類(lèi)變量和實(shí)例變量）和方法抓狭。
Python中的類(lèi)提供了面向?qū)ο缶幊痰乃谢竟δ埽?strong>類(lèi)的繼承機(jī)制允許多個(gè)基類(lèi)，派生類(lèi)可以覆蓋基類(lèi)中的任何方法造烁，方法中可以調(diào)用基類(lèi)中的同名方法否过。
對(duì)象可以包含任意數(shù)量和類(lèi)型的數(shù)據(jù)狱从。
5.2 類(lèi)定義
下面是簡(jiǎn)單定義一個(gè)類(lèi)：
# 定義一個(gè)動(dòng)物類(lèi)別
class Animal(object):
# 類(lèi)變量
eat = True
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
# 類(lèi)方法
def run(self):
return 'Animal run!'
# 實(shí)例化類(lèi)
anm = Animal('animal', 'male')
# 訪問(wèn)類(lèi)的屬性和方法
print("Animal 類(lèi)的屬性 eat 為：", anm.eat)
print("Animal 類(lèi)的方法 run 輸出為：", anm.run())
輸出結(jié)果：
Animal 類(lèi)的屬性 eat 為： True
Animal 類(lèi)的方法 run 輸出為： Animal run!
上述是一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)的定義，通常一個(gè)類(lèi)需要有關(guān)鍵字 class 叠纹，然后接一個(gè)類(lèi)的名字季研，然后如果是 python2.7 是需要如例子所示加上圓括號(hào)和 object ，但在 python3 版本中誉察，其實(shí)可以直接如下所示：
class Animal:
構(gòu)造方法和特殊參數(shù) self 的表示
然后 __init__ 是構(gòu)造方法与涡，即在進(jìn)行類(lèi)實(shí)例化的時(shí)候會(huì)調(diào)用該方法，也就是 anm = Animal('animal', 'male')持偏。
此外驼卖，對(duì)于類(lèi)的方法，第一個(gè)參數(shù)也是必須帶上的參數(shù)鸿秆，按照慣例名稱(chēng)是 self 酌畜，它代表的是類(lèi)的實(shí)例，也就是指向?qū)嵗旧淼囊们溥矗寣?shí)例本身可以訪問(wèn)類(lèi)中的屬性和方法桥胞。如下代碼所示：
class Test:
def prt(self):
print(self)
print(self.__class__)
t = Test()
t.prt()
輸出結(jié)果：
<__main__.Test object at 0x000002A262E2BA20>
<class '__main__.Test'>
可以看到 print(self) 的結(jié)果是輸出當(dāng)前對(duì)象的地址，而 self.__class__ 表示的就是類(lèi)考婴。
剛剛說(shuō)了 self 只是慣例取的名稱(chēng)贩虾，換成其他名稱(chēng)也可以，如下所示：
# 不用 self 名稱(chēng)
class Test2:
def prt(sss):
print(sss)
print(sss.__class__)
t2 = Test2()
t2.prt()
輸出結(jié)果是一樣的沥阱，類(lèi)實(shí)例的地址改變了而已缎罢。
<__main__.Test2 object at 0x000001FB7644BBA8>
<class '__main__.Test2'>
類(lèi)方法
類(lèi)方法和構(gòu)造方法一樣，首先是關(guān)鍵字 def 考杉，接著就是參數(shù)第一個(gè)必須是 self 策精，表示類(lèi)實(shí)例的參數(shù)。
#類(lèi)定義
class people:
#定義基本屬性
name = ''
age = 0
#定義私有屬性,私有屬性在類(lèi)外部無(wú)法直接進(jìn)行訪問(wèn)
__weight = 0
#定義構(gòu)造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print("%s 說(shuō): 我 %d 歲崇棠。" %(self.name,self.age))
# 實(shí)例化類(lèi)
p = people('runoob',10,30)
p.speak()
輸出結(jié)果
runoob 說(shuō): 我 10 歲咽袜。
5.3 繼承
繼承的語(yǔ)法定義如下：
class DerivedClassName(BaseClassName1,BaseClassName2,...):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>
需要注意：
- 圓括號(hào)中基類(lèi)的順序，當(dāng)基類(lèi)含有相同方法名易茬，子類(lèi)沒(méi)有指定(即類(lèi)似
BaseClass1.method1()）酬蹋，python 會(huì)從左到右搜索繼承的基類(lèi)是否包含該方法； - 基類(lèi)和子類(lèi)必須定義在一個(gè)作用域內(nèi)抽莱；
下面給出一個(gè)代碼例子范抓，基類(lèi)定義還是上一節(jié)中的 people 類(lèi)別，這次定義一個(gè)子類(lèi) student
# 單繼承示例
class student(people):
grade = ''
def __init__(self, n, a, w, g):
# 調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造方法
people.__init__(self, n, a, w)
self.grade = g
# 覆寫(xiě)父類(lèi)的方法
def speak(self):
print("%s 說(shuō): 我 %d 歲了食铐，我在讀 %d 年級(jí)" % (self.name, self.age, self.grade))
s = student('ken', 10, 60, 3)
s.speak()
輸出結(jié)果
ken 說(shuō): 我 10 歲了匕垫，我在讀 3 年級(jí)
這是一個(gè)單繼承，即繼承一個(gè)基類(lèi)的示例虐呻，子類(lèi)的構(gòu)造方法必須先調(diào)用基類(lèi)(父類(lèi))的構(gòu)造方法：
# 調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造方法
people.__init__(self, n, a, w)
另一種調(diào)用基類(lèi)的構(gòu)造方法象泵，利用 super() 函數(shù)：
super.__init__(self, n, a, w)
方法重寫(xiě)
上述例子還重寫(xiě)了基類(lèi)的方法 speak()寞秃。
方法重寫(xiě)是在基類(lèi)的方法無(wú)法滿(mǎn)足子類(lèi)的需求時(shí)，在子類(lèi)重寫(xiě)父類(lèi)的方法偶惠。
多繼承
python 也支持多繼承春寿，下面是一個(gè)例子，繼續(xù)沿用剛剛定義的一個(gè)類(lèi) student 忽孽，然后再重新定義一個(gè)基類(lèi) speaker
#另一個(gè)類(lèi)绑改，多重繼承之前的準(zhǔn)備
class speaker():
topic = ''
name = ''
def __init__(self,n,t):
self.name = n
self.topic = t
def speak(self):
print("我叫 %s，我是一個(gè)演說(shuō)家兄一，我演講的主題是 %s"%(self.name,self.topic))
#多重繼承
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("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak() #方法名同厘线，默認(rèn)調(diào)用的是在括號(hào)中排前地父類(lèi)的方法
輸出結(jié)果：
我叫 Tim，我是一個(gè)演說(shuō)家出革，我演講的主題是 Python
而如果想指定任意父類(lèi)的方法造壮，可以添加下面這段代碼：
# 顯示調(diào)用 student 父類(lèi)的 speak 方法
def speak(self):
super(student, self).speak()
上面介紹過(guò)了， super() 函數(shù)是調(diào)用父類(lèi)的一個(gè)方法骂束，可以直接 super().method() 耳璧，但如果是多繼承并且指定父類(lèi)的話(huà)，就如上述所示栖雾，添加父類(lèi)名字以及 self 來(lái)表示類(lèi)實(shí)例楞抡。
另外伟众，python2.7 調(diào)用 super() 方法析藕，也需要傳入父類(lèi)名字和 self 兩個(gè)參數(shù)。
5.4 類(lèi)屬性與方法
屬性和方法的訪問(wèn)權(quán)限凳厢，即可見(jiàn)性账胧，有三種，公開(kāi)先紫、受保護(hù)以及私有治泥，私有方法和私有屬性如下定義：
類(lèi)的私有屬性：兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭，聲明該屬性私有遮精，不能在類(lèi)的外部被使用或直接訪問(wèn)居夹，而在類(lèi)內(nèi)部的方法中使用時(shí)：
self.__private_attrs類(lèi)的私有方法：兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭，聲明該方法為私有方法本冲，只能在類(lèi)的內(nèi)部調(diào)用 准脂，不能在類(lèi)的外部調(diào)用。self.__private_methods檬洞。
而如果是受保護(hù)的屬性或者方法狸膏，則是一個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭，例如 _protected_attr 添怔。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：
class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有變量
publicCount = 0 # 公開(kāi)變量
def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print(self.__secretCount)
self.__count()
def __count(self):
print('私有方法')
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print(counter.publicCount)
print(counter.__secretCount) # 報(bào)錯(cuò)湾戳，實(shí)例不能訪問(wèn)私有變量
print(counter.__count())
輸出結(jié)果
1
私有方法
2
私有方法
2
調(diào)用私有屬性會(huì)報(bào)錯(cuò)：
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
調(diào)用私有方法會(huì)報(bào)錯(cuò)：
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__count'
類(lèi)的屬性不僅可以是變量贤旷，也可以是類(lèi)實(shí)例作為一個(gè)屬性，例子如下所示：
class TimeCounter:
def __init__(self):
print('timer')
class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有變量
publicCount = 0 # 公開(kāi)變量
def __init__(self):
self.timer = TimeCounter()
def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print(self.__secretCount)
self.__count()
def __count(self):
print('私有方法')
counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print(counter.publicCount)
同樣繼續(xù)采用 JustCounter 類(lèi)砾脑，只是新定義 TimeCounter 幼驶，并在 JustCounter 調(diào)用構(gòu)造方法，實(shí)例化一個(gè) TimeCounter 類(lèi)韧衣，輸出結(jié)果：
timer
1
私有方法
2
私有方法
2
5.5 練習(xí)
最后是來(lái)自 Python-100-Days--Day08面向?qū)ο蠡A(chǔ) 的兩道練習(xí)題：
定義一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘
這個(gè)例子將采用受保護(hù)的屬性县遣，即屬性名字以單下劃線(xiàn)開(kāi)頭，所以初始化的構(gòu)造方法如下：
from time import sleep
class Clock(object):
"""數(shù)字時(shí)鐘"""
def __init__(self, hour=0, minute=0, second=0):
'''
初始化三個(gè)基本屬性汹族，時(shí)萧求，分，秒
:param hour:
:param minute:
:param second:
'''
self._hour = hour
self._minute = minute
self._second = second
然后是模擬時(shí)鐘的運(yùn)行顶瞒，這里只需要注意時(shí)鐘運(yùn)行過(guò)程邊界問(wèn)題夸政，即秒和分都是每到 60 需要置零，并讓分或者時(shí)加 1榴徐，而時(shí)是每隔 24 需要進(jìn)行這樣的操作
def run(self):
'''
模擬時(shí)鐘的運(yùn)行
:return:
'''
self._second += 1
if self._second == 60:
self._second = 0
self._minute += 1
if self._minute == 60:
self._minute = 0
self._hour += 1
if self._hour == 24:
self._hour = 0
最后是顯示時(shí)間守问，需要注意時(shí)、分和秒三個(gè)屬性都是整數(shù)坑资，如果采用 % 進(jìn)行格式化耗帕，需要調(diào)用 str() 方法顯示將它們從整數(shù)變成字符串類(lèi)型，而如果用 format() 方法袱贮，就不需要仿便。
def show(self):
'''
顯示時(shí)間
:return:
'''
print("{:02d}:{:02d}:{:02d}".format(self._hour, self._minute, self._second))
簡(jiǎn)單的運(yùn)用例子，這里調(diào)用 time.sleep() 方法攒巍，每顯示一次時(shí)間休眠一秒嗽仪，然后運(yùn)行，設(shè)置循環(huán)次數(shù)是 5 次柒莉。
# 簡(jiǎn)單時(shí)鐘例子
clock = Clock(23, 59, 57)
i = 0
while i < 5:
clock.show()
sleep(1)
clock.run()
i += 1
輸出結(jié)果：
23:59:57
23:59:58
23:59:59
00:00:00
00:00:01
定義一個(gè)類(lèi)描述點(diǎn)之間的移動(dòng)和距離
第二個(gè)練習(xí)是定義一個(gè)類(lèi)构蹬，描述平面上點(diǎn)之間的移動(dòng)和距離計(jì)算
首先是基本的構(gòu)造方法定義德频，這里作為平面上的點(diǎn)技竟，需要定義的屬性就是點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)：
# 定義描述平面上點(diǎn)之間的移動(dòng)和計(jì)算距離的類(lèi)
class Point(object):
def __init__(self, x=0, y=0):
'''
初始的坐標(biāo)
:param x:橫坐標(biāo)
:param y:縱坐標(biāo)
'''
self._x = x
self._y = y
接著睬捶，點(diǎn)的移動(dòng)，可以有兩種實(shí)現(xiàn)跨蟹，第一種直接說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)：
def move_to(self, new_x, new_y):
'''
移動(dòng)到新的坐標(biāo)
:param new_x:新的橫坐標(biāo)
:param new_y:新的縱坐標(biāo)
:return:
'''
self._x = new_x
self._y = new_y
第二種則是只告訴分別在橫雳殊、縱兩個(gè)方向移動(dòng)的距離：
def move_by(self, dx, dy):
'''
移動(dòng)指定的增量
:param dx:橫坐標(biāo)的增量
:param dy:縱坐標(biāo)的增量
:return:
'''
self._x += dx
self._y += dy
然后計(jì)算點(diǎn)之間的距離方法，這里就需要用到剛剛從 math 庫(kù)導(dǎo)入的方法 sqrt 喷市，即求取平方根：
def distance(self, other):
'''
計(jì)算與另一個(gè)點(diǎn)的距離
:param other:
:return:
'''
x_dist = self._x - other._x
y_dist = self._y - other._y
return sqrt(x_dist ** 2 + y_dist ** 2)
最后當(dāng)然就是打印當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)信息了：
def __str__(self):
'''
顯示當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)
:return:
'''
return '({},{})'.format(self._x, self._y)
簡(jiǎn)單的應(yīng)用例子
p1 = Point(10, 20)
p2 = Point(30, 5)
print('point1:', p1)
print('point2:', p2)
p1.move_to(15, 25)
print('after move to (15, 25), point1:', p1)
p1.move_by(20, 10)
print('move by (20, 10), point1:', p1)
dist = p1.distance(p2)
print('distance between p1 and p2: ', dist)
輸出結(jié)果：
point1: (10,20)
point2: (30,5)
after move to (15, 25), point1: (15,25)
move by (20, 10), point1: (35,35)
distance between p1 and p2: 30.4138126514911
參考：
- 《Python 編程從入門(mén)到實(shí)踐》
- Python3 面向?qū)ο?/a>
- Python-100-Days--Day08面向?qū)ο蠡A(chǔ)
小結(jié)
本文簡(jiǎn)單介紹 Python 面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)內(nèi)容相种，主要是類(lèi)的定義、方法和屬性介紹，繼承和方法重寫(xiě)寝并，這些是比較基礎(chǔ)的內(nèi)容箫措，后續(xù)計(jì)劃的進(jìn)階內(nèi)容關(guān)于面向?qū)ο蟛糠郑€會(huì)繼續(xù)介紹如多態(tài)衬潦、裝飾器等內(nèi)容斤蔓。
此外，本文的代碼都上傳到我的 github 上了：
https://github.com/ccc013/Python_Notes/blob/master/Practise/class_example.py
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