面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance)
类是抽象的模板
而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”
每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
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)) Lilei=Student('Lilei',100) Lilei.print_score()
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没有什么区别,所以,你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。
访问限制
如果要让内部属性不被外部访问,可以把属性的名称前加上两个下划线__
,在Python中,实例的变量名如果以__
开头,就变成了一个私有变量(private),只有内部可以访问,外部不能访问,所以,我们把Student类改一改:
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)) Lilei=Student('Lilei',100) print(Lilei.__score)
直接访问会报错
Traceback (most recent call last): File "D:/pyfile/func.py", line 11, in <module> print(Lilei.__score) AttributeError: 'Student' object has no attribute '__score'
可以通过方法调用返回值
需要注意的是,在Python中,变量名类似__xxx__
的,也就是以双下划线开头,并且以双下划线结尾的,是特殊变量,特殊变量是可以直接访问的,不是private变量,所以,不能用__name__
、__score__
这样的变量名。
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)) def get_name(self): return self.__name def get_score(self): return self.__score bart = Student('Bart Simpson', 59) bart.get_name() bart.__name = 'New Name' # 设置__name变量! print(bart.__name) print(bart.get_name())
表面上看,外部代码“成功”地设置了__name
变量,但实际上这个__name
变量和class内部的__name
变量不是一个变量!内部的__name
变量已经被Python解释器自动改成了_Student__name
,而外部代码给bart
新增了一个__name
变量。
继承和多态
继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部功能。
继承的另一个好处:多态。
判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()
class Animal(object): def run(self): print('Animal is running...') class Dog(Animal): def run(self): print('Dog is running...') def eat(self): print('Eating meat...') a = list() # a是list类型 b = Animal() # b是Animal类型 c = Dog() # c是Dog类型 print(isinstance(a, list)) #Ture print(isinstance(b, Animal)) #Ture print(isinstance(c, Dog)) #Ture print(isinstance(c,Animal)) #Ture print(isinstance(b,Dog)) #False
要理解多态的好处,我们还需要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal
类型的变量:
多态的好处就是对于一个变量,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。
静态语言 vs 动态语言
对于静态语言(例如Java)来说,如果需要传入Animal
类型,则传入的对象必须是Animal
类型或者它的子类,否则,将无法调用run()
方法。
对于Python这样的动态语言来说,则不一定需要传入Animal
类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()
方法就可以了:
如上述程序中Dog不继承Animal也可以运行这就是动态语言的“鸭子类型”,它并不要求严格的继承体系,一个对象只要“看起来像鸭子,走起路来像鸭子”,那它就可以被看做是鸭子。Python的“file-like object“就是一种鸭子类型。对真正的文件对象,它有一个read()
方法,返回其内容。但是,许多对象,只要有read()
方法,都被视为“file-like object“。许多函数接收的参数就是“file-like object“,你不一定要传入真正的文件对象,完全可以传入任何实现了read()
方法的对象
使用isinstance()
对于class的继承关系来说,使用type()
就很不方便。我们要判断class的类型,可以使用isinstance()
函数。
使用dir()
如果要获得一个对象的所有属性和方法,可以使用dir()
函数,它返回一个包含字符串的list,比如,获得一个str对象的所有属性和方法:
>>> dir('ABC') ['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']
实例属性和类属性
给实例绑定属性的方法是通过实例变量,__init__方式
但是,如果Student
类本身需要绑定一个属性呢?可以直接在class中定义属性,这种属性是类属性,归Student
类所有:
class Student(object): name = 'Student' s = Student() # 创建实例s print(s.name) # 打印name属性,因为实例并没有name属性,所以会继续查找class的name属性 print(Student.name) # 打印类的name属性 s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性 print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高,因此,它会屏蔽掉类的name属性 print(Student.name) # 但是类属性并未消失,用Student.name仍然可以访问 del s.name # 如果删除实例的name属性 print(s.name) # 再次调用s.name,由于实例的name属性没有找到,类的name属性就显示出来了
从上面的例子可以看出,在编写程序的时候,千万不要对实例属性和类属性使用相同的名字,因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性,但是当你删除实例属性后,再使用相同的名称,访问到的将是类属性