Python 面向?qū)ο?/h1>

Python 面向?qū)ο?/h2>

Python 從設(shè)計之初就已經(jīng)是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，正因為如此，在 Python 中創(chuàng)建一個類和對象是很容易的。本章節(jié)我們將詳細(xì)介紹 Python 的面向?qū)ο缶幊獭?

如果你以前沒有接觸過面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，那你可能需要先了解一些面向?qū)ο笳Z言的一些基本特征，在頭腦里頭形成一個基本的面向?qū)ο蟮母拍睿@樣有助于你更容易的學(xué)習(xí) Python 的面向?qū)ο缶幊獭?

接下來我們先來簡單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?

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面向?qū)ο蠹夹g(shù)簡介

• 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
• 類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外。類變量通常不作為實例變量使用。
• 數(shù)據(jù)成員：類變量或者實例變量用于處理類及其實例對象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
• 方法重載：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對其進(jìn)行改寫，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重載。
• 實例變量：定義在方法中的變量，只作用于當(dāng)前實例的類。
• 繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待。例如，有這樣一個設(shè)計：一個 Dog 類型的對象派生自 Animal 類，這是模擬"是一個（is-a）"關(guān)系（例：Dog 是一個 Animal）。
• 實例化：創(chuàng)建一個類的實例，類的具體對象。
• 方法：類中定義的函數(shù)。
• 對象：通過類定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實例。對象包括兩個數(shù)據(jù)成員（類變量和實例變量）和方法。

創(chuàng)建類

使用 class 語句來創(chuàng)建一個新類，class 之后為類的名稱并以冒號結(jié)尾，如下實例:

class ClassName:
   '類的幫助信息'   #類文檔字符串
   class_suite  #類體

類的幫助信息可以通過 ClassName.__doc__查看。

class_suite 由類成員，方法，數(shù)據(jù)屬性組成。

實例

以下是一個簡單的 Python 類實例:

#coding=utf-8
class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

• empCount 變量是一個類變量，它的值將在這個類的所有實例之間共享。你可以在內(nèi)部類或外部類使用 Employee.empCount 訪問。
• 第一種方法 __init__() 方法是一種特殊的方法，被稱為類的構(gòu)造函數(shù)或初始化方法，當(dāng)創(chuàng)建了這個類的實例時就會調(diào)用該方法
• self 代表類的實例，self 在定義類的方法時是必須有的，雖然在調(diào)用時不必傳入相應(yīng)的參數(shù)。

self 代表類的實例，而非類

類的方法與普通的函數(shù)只有一個特別的區(qū)別——它們必須有一個額外的第一個參數(shù)名稱, 按照慣例它的名稱是 self。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
t = Test()
t.prt()

以上實例執(zhí)行結(jié)果為：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

從執(zhí)行結(jié)果可以很明顯的看出，self代表的是類的實例，代表當(dāng)前對象的地址，而 self.class 則指向類。

self 不是 Python 關(guān)鍵字，我們把他換成 w3cschool 也是可以正常執(zhí)行的:

實例：

class Test:
    def prt(w3cschool):
        print(w3cschool)
        print(w3cschool.__class__)
t = Test()
t.prt()

以上實例執(zhí)行結(jié)果為：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

創(chuàng)建實例對象

要創(chuàng)建一個類的實例，你可以使用類的名稱，并通過__init__方法接受參數(shù)。

"創(chuàng)建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創(chuàng)建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

訪問屬性

您可以使用點 (.) 來訪問對象的屬性。使用如下類的名稱訪問類變量:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

完整實例：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"創(chuàng)建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創(chuàng)建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下：

Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

你可以添加，刪除，修改類的屬性，如下所示：

emp1.age = 7  # 添加一個 'age' 屬性
emp1.age = 8  # 修改 'age' 屬性
del emp1.age  # 刪除 'age' 屬性

你也可以使用以下函數(shù)的方式來訪問屬性：

• getattr(obj, name[, default]) : 訪問對象的屬性。
• hasattr(obj,name) : 檢查是否存在一個屬性。
• setattr(obj,name,value) : 設(shè)置一個屬性。如果屬性不存在，會創(chuàng)建一個新屬性。
• delattr(obj, name) : 刪除屬性。

hasattr(emp1, 'age')    # 如果存在 'age' 屬性返回 True。
getattr(emp1, 'age')    # 返回 'age' 屬性的值
setattr(emp1, 'age', 8) # 添加屬性 'age' 值為 8
delattr(empl, 'age')    # 刪除屬性 'age'

Python 內(nèi)置類屬性

• __dict__ : 類的屬性（包含一個字典，由類的數(shù)據(jù)屬性組成）
• __doc__ :類的文檔字符串
• __name__: 類名
• __module__: 類定義所在的模塊（類的全名是'__main__.className'，如果類位于一個導(dǎo)入模塊 mymod 中，那么 className.__module__ 等于 mymod）
• __bases__ : 類的所有父類構(gòu)成元素（包含了以個由所有父類組成的元組）

Python 內(nèi)置類屬性調(diào)用實例如下：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下：

Employee.__doc__: 所有員工的基類
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

Python 對象銷毀(垃圾回收)

同 Java 語言一樣，Python 使用了引用計數(shù)這一簡單技術(shù)來追蹤內(nèi)存中的對象。

在 Python 內(nèi)部記錄著所有使用中的對象各有多少引用。

一個內(nèi)部跟蹤變量，稱為一個引用計數(shù)器。

當(dāng)對象被創(chuàng)建時， 就創(chuàng)建了一個引用計數(shù)， 當(dāng)這個對象不再需要時， 也就是說， 這個對象的引用計數(shù)變?yōu)?0 時， 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的， 由解釋器在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)，將垃圾對象占用的內(nèi)存空間回收。

a = 40      # 創(chuàng)建對象  <40>
b = a       # 增加引用， <40> 的計數(shù)
c = [b]     # 增加引用.  <40> 的計數(shù)

del a       # 減少引用 <40> 的計數(shù)
b = 100     # 減少引用 <40> 的計數(shù)
c[0] = -1   # 減少引用 <40> 的計數(shù)

垃圾回收機(jī)制不僅針對引用計數(shù)為0的對象，同樣也可以處理循環(huán)引用的情況。循環(huán)引用指的是，兩個對象相互引用，但是沒有其他變量引用他們。這種情況下，僅使用引用計數(shù)是不夠的。Python 的垃圾收集器實際上是一個引用計數(shù)器和一個循環(huán)垃圾收集器。作為引用計數(shù)的補充， 垃圾收集器也會留心被分配的總量很大（及未通過引用計數(shù)銷毀的那些）的對象。 在這種情況下， 解釋器會暫停下來， 試圖清理所有未引用的循環(huán)。

實例

析構(gòu)函數(shù) __del__ ，__del__在對象消逝的時候被調(diào)用，當(dāng)對象不再被使用時，__del__方法運行：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Point:
   def __init( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "destroyed"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印對象的id
del pt1
del pt2
del pt3

以上實例運行結(jié)果如下：

3083401324 3083401324 3083401324
Point destroyed

注意：通常你需要在單獨的文件中定義一個類，

類的繼承

面向?qū)ο蟮木幊處淼闹饕锰幹皇谴a的重用，實現(xiàn)這種重用的方法之一是通過繼承機(jī)制。繼承完全可以理解成類之間的類型和子類型關(guān)系。

需要注意的地方：繼承語法 class 派生類名（基類名）：//... 基類名寫作括號里，基本類是在類定義的時候，在元組之中指明的。

在 Python 中繼承中的一些特點：

• 1：在繼承中基類的構(gòu)造（__init__()方法）不會被自動調(diào)用，它需要在其派生類的構(gòu)造中親自專門調(diào)用。
• 2：在調(diào)用基類的方法時，需要加上基類的類名前綴，且需要帶上self參數(shù)變量。區(qū)別于在類中調(diào)用普通函數(shù)時并不需要帶上self參數(shù)
• 3：Python總是首先查找對應(yīng)類型的方法，如果它不能在派生類中找到對應(yīng)的方法，它才開始到基類中逐個查找。（先在本類中查找調(diào)用的方法，找不到才去基類中找）。

如果在繼承元組中列了一個以上的類，那么它就被稱作"多重繼承" 。

語法：

派生類的聲明，與他們的父類類似，繼承的基類列表跟在類名之后，如下所示：

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
   'Optional class documentation string'
   class_suite

實例：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Parent:        # 定義父類
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)"

   def parentMethod(self):
      print '調(diào)用父類方法'

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "父類屬性 :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # 定義子類
   def __init__(self):
      print "調(diào)用子類構(gòu)造方法"

   def childMethod(self):
      print '調(diào)用子類方法 child method'

c = Child()          # 實例化子類
c.childMethod()      # 調(diào)用子類的方法
c.parentMethod()     # 調(diào)用父類方法
c.setAttr(200)       # 再次調(diào)用父類的方法
c.getAttr()          # 再次調(diào)用父類的方法

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下：

調(diào)用子類構(gòu)造方法
調(diào)用子類方法 child method
調(diào)用父類方法
父類屬性 : 200

你可以繼承多個類

class A:        # 定義類 A
.....

class B:         # 定義類 B
.....

class C(A, B):   # 繼承類 A 和 B
.....

你可以使用 issubclass() 或者 isinstance() 方法來檢測。

• issubclass() - 布爾函數(shù)判斷一個類是另一個類的子類或者子孫類，語法：issubclass(sub,sup)
• isinstance(obj, class) 布爾函數(shù)如果obj是Class類的實例對象或者是一個 class 子類的實例對象則返回 true。

方法重寫

如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求，你可以在子類重寫你父類的方法：

實例：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Parent:        # 定義父類
   def myMethod(self):
      print '調(diào)用父類方法'

class Child(Parent): # 定義子類
   def myMethod(self):
      print '調(diào)用子類方法'

c = Child()          # 子類實例
c.myMethod()         # 子類調(diào)用重寫方法

執(zhí)行以上代碼輸出結(jié)果如下：

調(diào)用子類方法

基礎(chǔ)重載方法

下表列出了一些通用的功能，你可以在自己的類重寫：

運算符重載

Python 同樣支持運算符重載，實例如下：

#!/usr/bin/python

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下所示:

Vector(7,8)

類屬性與方法

類的私有屬性

__private_attrs：兩個下劃線開頭，聲明該屬性為私有，不能在類的外部被使用或直接訪問。在類內(nèi)部的方法中使用時 self.__private_attrs。

類的方法

在類地內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數(shù)定義不同，類方法必須包含參數(shù) self，且為第一個參數(shù)

類的私有方法

__private_method：兩個下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，不能在類地外部調(diào)用。在類的內(nèi)部調(diào)用 self.__private_methods

實例

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class JustCounter:
	__secretCount = 0  # 私有變量
	publicCount = 0    # 公開變量

	def count(self):
		self.__secretCount += 1
		self.publicCount += 1
		print self.__secretCount

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print counter.__secretCount  # 報錯，實例不能訪問私有變量

Python 通過改變名稱來包含類名:

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 17, in <module>
    print counter.__secretCount  # 報錯，實例不能訪問私有變量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python不允許實例化的類訪問私有數(shù)據(jù)，但你可以使用 object._className__attrName 訪問屬性，將如下代碼替換以上代碼的最后一行代碼：

.........................
print counter._JustCounter__secretCount

執(zhí)行以上代碼，執(zhí)行結(jié)果如下：

1
2
2
2

單下劃線、雙下劃線、頭尾雙下劃線說明：

• __foo__: 定義的是特殊方法，一般是系統(tǒng)定義名字 ，類似 __init__() 之類的。
• _foo: 以單下劃線開頭的表示的是 protected 類型的變量，即保護(hù)類型只能允許其本身與子類進(jìn)行訪問，不能用于 from module import *
• __foo: 雙下劃線的表示的是私有類型 (private) 的變量, 只能是允許這個類本身進(jìn)行訪問了。