面向对象编程——Object Oriented Programming,简称OOP,是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。(可以分别称为属性以及方法)
面向对象
面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合,即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计,面向过程把函数继续切分为子函数,即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。
而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合,而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息,并处理这些消息,计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。
在Python中,所有数据类型都可以视为对象,当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类(Class)的概念。
如果我们要处理一些人的信息数据,比如年龄,那么面向过程的实现方式是:
#!/usr/bin/env python # -- coding: utf-8 -- __author__ = 'EchoRep' #使用字典定义两个人的年龄 man1 = {"name":"alex","age":18} man2 = {"name":"echo","age":16} #定义函数输出姓名,年龄 def printAge(man): print "%s is %s" %(man["name"],man["age"]) #调用函数 printAge(man1) printAge(man2)
在面向对象中就换了一种思路了:
#!/usr/bin/env python # -- coding: utf-8 -- __author__ = 'EchoRep' """ 采用面向对象的程序设计思想,我们首先思考的不是程序的执行流程,而是 Man 这种数据类型应该被视为一个对象,这个对象拥有 name,age 这两个属性(Property)。如果要打印一个人的成绩,首先必须创建出这个人对应的对象,然后,给对象发一个 printName的 消息,让对象自己把自己打印出来。 """ #创建对象的模板 也就是类 class Man(object): def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age def printName(self): print "%s is %s" %(self.name,self.age) #把类实例化称为实例 alex = Man("Alse",18) echo = Man("echo",16) #调用对象的函数 alex.printName() echo.printName()
所以,面向对象的设计思想是先通过抽象出类,然后根据类实例化为实例。
实例没有方法,但是有属性。
类有属性有方法,但是属性不是真实存在的。
类既包含数据又包含操作数据的方法,所以面向对象的抽象程度比函数要高。
数据封装,继承和多态是面向对象的三大特点。
类和实例
面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),必须牢记类是抽象的模板,比如 Man 类,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,(把类转换为实例的过程称为实例化)每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
用刚才的例子来说明,在Pythong里面,定义类是通过 class 关键字来实现的:
class Man(object): pass
class 后面紧接的是类名,也就是 Man ,类名通常是大写开头的单词,然后紧接着是(object),表示这个类是从哪个类继承下来的,通常如果没有合适的继承类,就使用 object 类, 这是所有类最终都会继承的类。
定义好了 Man 类,就可以根据 Man 类 创建出 Man 的实例,创建实例就是通过类名 + () 实现的:
可以自由地给一个实例变量绑定属性,比如给 echo 绑定一个 name 属性:
echo.name = "echo Rep" echo.printName() echo Rep is 16
在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的__init__方法,在创建实例的时候,就把name,age等属性绑上去:
class Man(object): def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age
需要注意,__init__方法的第一个参数永远是 self ,表示创建的实例本身,因此,在__init__方法内部,就可以把各种属性绑定到 self ,因为 self 就指向创建的实例本身。
有了__init__方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与__init__方法匹配的参数,但 self 不需要传,Python解释器自己会把实例变量传进去:
echo.name = "echo Rep" echo.age = 17 echo Rep is 17
和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量 self , 并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数就没有什么区别,所以,仍然可以用默认参数,可变参数,关键字参数和命名关键字参数。
数据封装
面向对象的一个重要特点就是数据封装。之前的 Man 类里面,每个实例就有各自的name 和 age 这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据,例如打印一个人的年龄:
def printName(self): print "%s is %s" %(self.name,self.age) ....... echo.printName() echo Rep is 17
既然 Man 类本身就有这些数据,要访问这些数据,就没有必要从外面的函数去访问,可以直接在 Man 类的内部定义访问数据的函数,这样就把“数据”给封装起来了。这些封装的数据的函数是和 Man 类本身是关联起来的,我们称为类的方法:
#创建对象的模板 也就是类 class Man(object): def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age def printName(self): print "%s is %s" %(self.name,self.age)
要定义一个方法,除了第一个参数是self 外,其他和普通函数一样。要调用一个方法,只需要在实例变量上直接调用,除了self不用传递,其他参数正常传入:
如此,在外部看 Man 类,只需要知道,创建实例需要给出 name 和 age ,而如何打印都在 Man 类内部定义,这些数据和逻辑被“封装”起来,调用很容易,但是不知道内部的细节。
封装的另外一个好处就是可以给 Man 类加入新的方法。
总之,类是创建实例的模板,而实例是一个一个具体的对象,各个实例都拥有的数据都互相独立,互不影响;方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不同,方法可以直接访问实例的数据;通过在实例上调用方法,我们就直接操作了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。