# 创建一个学生类
class Student:
# 定义学生属性,初始化方法
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
# 定义打印学生信息的方法
def show(self):
print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))
student1 = Student("John", 100)
student2 = Student("Lucy", 99)
在这个案例中,Student是类,student1和student2是我们创建的具体的学生对象。当我们输入上述代码时,
Python会自动调用默认的__init__初始构造函数来生成具体的对象。关键字self是个非常重要的参数,代表创建的对象本身。
当你创建具体的对象后,你可以直接通过student1.name和student1.score来分别获取学生的名字和分数,
也可以通过student1.show()来直接打印学生的名字和分数。
class Student:
# number属于类变量,定义在方法外,不属于具体实例
number = 0
# 定义学生属性,初始化方法
# name和score属于实例变量,定义在方法里
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
# 此处有错误
number = number + 1#调用类变量错误
Student.number = Student.number + 1#正确调用类变量
# 定义打印学生信息的方法
def show(self):
print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))
类变量和实例变量的区别很大,访问方式也也不一样。
-
类变量:类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。访问或调用类变量的正确方式是类名.变量名或者self.__class__.变量名。self.__class__自动返回每个对象的类名。
-
实例变量:定义在方法中的变量,属于某个具体的对象。访问或调用实例变量的正确方式是对象名.变量名或者self.变量名.
-
正确的方式是使用Student.number或self.__class__.number访问属于类的变量。
类方法(Class method)
正如同有些变量只属于类,有些方法也只属于类,不属于具体的对象。
你有没有注意到属于对象的方法里面都有一个self参数, 比如__init__(self), show(self)? self是指对象本身。属于类的方法不使用self参数, 而使用参数cls,
代表类本身。另外习惯上对类方法我们会加上@classmethod的修饰符做说明。
同样拿Student为例子,我们不用print函数打印出已创建学生对象的数量,而是自定义一个类方法来打印,我们可以这么做:
class Student:
# number属于类变量,不属于某个具体的学生实例
number = 0
# 定义学生属性,初始化方法
# name和score属于实例变量
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
Student.number = Student.number + 1
# 定义打印学生信息的方法
def show(self):
print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))
# 定义类方法,打印学生的数量
@classmethod
def total(cls):
print("Total: {0}".format(cls.number))
# 实例化,创建对象
student1 = Student("John", 100)
student2 = Student("Lucy", 99)
Student.total() # 打印 Total: 2
类里面的私有属性和私有方法以双下划线__开头。私有属性或方法不能在类的外部被使用或直接访问。我们同样看看学生类这个例子,
把分数score变为私有属性,看看会发生什么。
# 创建一个学生类
class Student:
# 定义学生属性,初始化方法
# name和score属于实例变量, 其中__score属于私有变量
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.__score = score
# 定义打印学生信息的方法
def show(self):
print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.__score))
# 实例化,创建对象
student1 = Student("John", 100)
student1.show() # 打印 Name: John, Score: 100
student1.__score # 打印出错,该属性不能从外部访问。
如果你将score变成__score, 你将不能直接通过student1.__score获取该学生的分数。show()可以正常显示分数,是因为它是类里面的函数,
可以访问私有变量。私有方法是同样的道理。当我们把show()变成,__show()你将不能再通过student1.__show()打印出学生的名字和分数。
值得注意的是私有方法必需含有self这个参数,且把它作为第一个参数。
在面向对象的编程中,通常情况下很少让外部类直接访问类内部的属性和方法,
而是向外部类提供一些按钮,对其内部的成员进行访问,以保证程序的安全性,这就是封装。
@property的用法与神奇之处
在上述案例中用户不能用student1.__score方式访问学生分数,然而用户也就知道了__score是个私有变量。
我们有没有一种方法让用户通过student1.score来访问学生分数而继续保持__score私有变量的属性呢?
这时我们就可以借助python的@property装饰器了。我们可以先定义一个方法score(), 然后利用@property把这个函数伪装成属性。见下面例子:
# 创建一个学生类
class Student:
# 定义学生属性,初始化方法
# name和score属于实例变量, 其中score属于私有变量
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.__score = score
# 利用property装饰器把函数伪装成属性
@property
def score(self):
print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.__score))
# 实例化,创建对象
student1 = Student("John", 100)
student1.score # 打印 Name: John. Score: 100
注意: 一旦给函数加上一个装饰器@property,调用函数的时候不用加括号就可以直接调用函数了
类的继承(Inheritance)
面向对象的编程带来的最大好处之一就是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过继承(Inheritance)。
你可以先定义一个基类(Base class)或父类(Parent class),
再按通过class 子类名(父类名)来创建子类(Child class)。
这样子类就可以从父类那里获得其已有的属性与方法,这种现象叫做类的继承。
我们再看另一个例子,老师和学生同属学校成员,都有姓名和年龄的属性,然而老师有工资这个专有属性,学生有分数这个专有属性。
这时我们就可以定义1一个学校成员父类,2个子类。
# 创建父类学校成员SchoolMember
class SchoolMember:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def tell(self):
# 打印个人信息
print('Name:"{}" Age:"{}"'.format(self.name, self.age), end=" ")
# 创建子类老师 Teacher
class Teacher(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, salary):
SchoolMember.__init__(self, name, age) # 利用父类进行初始化
self.salary = salary
# 方法重写
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('Salary: {}'.format(self.salary))
# 创建子类学生Student
class Student(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, score):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.score = score
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('score: {}'.format(self.score))
teacher1 = Teacher("John", 44, "$60000")
student1 = Student("Mary", 12, 99)
teacher1.tell() # 打印 Name:"John" Age:"44" Salary: $60000
student1.tell() # Name:"Mary" Age:"12" score: 99
上述代码中,你注意到以下几点了吗?
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在创建子类的过程中,你需要手动调用父类的构造函数__init__来完成子类的构造。
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在子类中调用父类的方法时,需要加上父类的类名前缀,且需要带上self参数变量。比如SchoolMember.tell(self),
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这个可以通过使用super关键词简化代码。
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如果子类调用了某个方法(如tell())或属性,Python会先在子类中找,如果找到了会直接调用。如果找不到才会去父类找。
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这为方法重写带来了便利。
实际Python编程过程中,一个子类可以继承多个父类,原理是一样的。第一步总是要手动调用__init__构造函数。
super()关键字调用父类方法
在子类当中可以通过使用super关键字来直接调用父类的中相应的方法,简化代码。在下面例子中,学生子类调用了父类的tell()方法。super().tell()等同于SchoolMember.tell(self)。当你使用Python super()关键字调用父类方法时时,注意去掉括号里self这个参数。
# 创建子类学生Student
class Student(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, score):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.score = score
def tell(self):
super().tell() # 等同于 SchoolMember.tell(self)
print('score: {}'.format(self.score))