python3 面向对象（一）

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以Student类为例，定义类通过 class 关键字

class Student(object):
    pass

class 后面紧接着是类名，即 Student，类名通常是大写开头的单词，紧接着是 (object)，表示该类是从哪个类继承下来的

>>> stu = Student()
>>> stu
<__main__.Student object at 0x10a67a590>
>>> Student
<class '__main__.Student'>

stu 指向的是Student的object

给 stu 绑定一个 name 属性

>>> stu.name = "Alex"
>>> stu.name
'Alex'

由于类可以起到模板的作用，因此，可以在创建实例的时候，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，score等属性绑上去：

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

__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

>>> stu = Student('Alex', 59)
>>> stu.name
'Alex'
>>> stu.score
59

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封装

• 创建实例需要给出name和score，而如何打印，都是在Student类的内部定义的，这些数据和逻辑被“封装”起来了

• 封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法，比如get_grade

class Student(object):
    ...

    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

>>> stu.get_grade()
'C'

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私有属性

• __sex代表私有属性，只能在实例的内部各函数（方法）中调用，外部可以通过函数访问，但是不能修改

• 隐藏一些功能的实现细节，之给外部暴露调用接口

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def print_score(self):
        print '%s: %s' % (self.__name, self.__score)

改完后，对于外部代码来说，没什么变动，但是已经无法从外部访问实例变量.__name和实例变量.__score了：

>>> stu = Student('Bart Simpson', 98)
>>> stu.__name
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'

如果外部代码要获取name和score怎么办？可以给Student类增加get_name和get_score这样的方法：

class Student(object):
    ...

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

如果又要允许外部代码修改score怎么办？可以给Student类增加set_score方法：

class Student(object):
    ...

    def set_score(self, score):
        self.__score = score

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继承

在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

比如，我们已经编写了一个名为Animal的class，有一个run()方法可以直接打印：

class Animal(object):
    def run(self):
        print 'Animal is running...'

当我们需要编写Dog和Cat类时，就可以直接从Animal类继承：

class Dog(Animal):
    def run(self):
        print 'Dog is running...'

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print 'Cat is running...'

>>> dog = Dog()
>>> dog.run()
>>> cat = Dog()
>>> cat.run()

Dog is running...
Cat is running...

继承还可以一级一级地继承下来，最终都可以追溯到根类A

 

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多态

新增一个Animal的子类，不必对run_twice()做任何修改，实际上，任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行，原因就在于多态

def run_twice(animal):
    animal.run()
    animal.run()

当我们传入Animal的实例时，run_twice()就打印出：

>>> run_twice(Animal())
Animal is running...
Animal is running...

当我们传入Dog的实例时，run_twice()就打印出：

>>> run_twice(Dog())
Dog is running...
Dog is running...

当我们传入Cat的实例时，run_twice()就打印出：

>>> run_twice(Cat())
Cat is running...
Cat is running...

多态的好处就是，当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时，我们只需要接收Animal类型就可以了，因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型，然后，按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法，因此，传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思：

对于一个变量，我们只需要知道它是Animal类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心地调用run()方法，而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat还是Tortoise对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Animal的子类时，只要确保run()方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则

• 对扩展开放：允许新增Animal子类；

• 对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。