[Python][華為云Python編程創(chuàng)造營(yíng)][學(xué)習(xí)筆記](méi)[06_類(lèi)與對(duì)象]

1，面向?qū)ο?/a>和面向過(guò)程

1.1，兩種思維方式

面向?qū)ο?/a>和面向過(guò)程是程序中兩種常見(jiàn)的思維方式。

1.1.1，面向過(guò)程

- 面向過(guò)程：把計(jì)算機(jī)程序視為一系列的命令集合，即一組函數(shù)的順序執(zhí)行。為了簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，面向過(guò)程把函數(shù)繼續(xù)切分為子函數(shù)，即把大塊函數(shù)通過(guò)切割成小塊函數(shù)來(lái)降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。

- 優(yōu)點(diǎn)：將復(fù)雜的問(wèn)題流程化，進(jìn)而簡(jiǎn)單化。

- 缺點(diǎn)：擴(kuò)展性差。

1.1.2，面向?qū)ο蟾攀?/p>

- 面向?qū)ο缶幊?/a>-Object Oriented Programming，簡(jiǎn)稱(chēng)OOP，是一種程序設(shè)計(jì)思想。OOP把對(duì)象作為程序的基本單元，一個(gè)對(duì)象包含了數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)。

- 面向過(guò)程：把計(jì)算機(jī)程序視為一系列的命令集合，即一組函數(shù)的順序執(zhí)行。為了簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，面向過(guò)程把函數(shù)繼續(xù)切分為子函數(shù)，即把大塊函數(shù)通過(guò)切割成小塊函數(shù)來(lái)降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。

- Python中，所有數(shù)據(jù)類(lèi)型都可以視為對(duì)象，當(dāng)然也可以自定義對(duì)象。自定義的對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型就是面向?qū)ο笾械念?lèi)（Class）概念。

- 面向?qū)ο螅汉诵氖菍?duì)象二字，特征和技能的結(jié)合體。

- 優(yōu)點(diǎn)：可拓展性高。

- 缺點(diǎn)：編程復(fù)雜度高。

- 應(yīng)用場(chǎng)景：用戶需求經(jīng)常變化，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，游戲，企業(yè)內(nèi)應(yīng)用等。

1.1.3，把大象裝進(jìn)冰箱

2，類(lèi)和對(duì)象

- 類(lèi)：類(lèi)作為設(shè)計(jì)藍(lán)圖來(lái)創(chuàng)建對(duì)象的代碼段，它描述了對(duì)象的特征，該對(duì)象具有什么樣的屬性，怎樣使用對(duì)象完成一些任務(wù)，它對(duì)事件進(jìn)行怎樣的響應(yīng)等。

- 對(duì)象：對(duì)象是類(lèi)的一個(gè)實(shí)例，通常通過(guò)調(diào)用類(lèi)的一個(gè)構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建它。

3，面向?qū)ο笾械男g(shù)語(yǔ)

- 封裝：封裝是一個(gè)概念，它的含義是把方法、屬性、事件集中到一個(gè)統(tǒng)一的類(lèi)中，并對(duì)使用者屏蔽其中的細(xì)節(jié)。

- 繼承：繼承是一種創(chuàng)建類(lèi)的方法，在現(xiàn)有類(lèi)（被繼承的類(lèi)）基礎(chǔ)上，進(jìn)行拓展生成新的類(lèi)，被稱(chēng)為子類(lèi)。被繼承的類(lèi)成為父類(lèi)、基類(lèi)、超類(lèi)。

- 多態(tài)：一個(gè)同樣的函數(shù)對(duì)于不同的對(duì)象可以具有不同的實(shí)現(xiàn)。

4，Python中的面向?qū)ο?/p>

- Python是一門(mén)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，語(yǔ)言中內(nèi)建了面向?qū)ο蟮奶卣?。在Python中萬(wàn)物皆對(duì)象。

- Python支持多繼承。

- Python創(chuàng)建類(lèi)的方式如下：

class 類(lèi)名(父類(lèi)): ?# class關(guān)鍵字聲明類(lèi)，父類(lèi)可以是多個(gè)，默認(rèn)繼承object

'''類(lèi)說(shuō)明文檔'''

...類(lèi)體...

4.1，繼承（1）

- 編寫(xiě)了一個(gè)名為Animal的class，有一個(gè)run()方法可以直接打印：

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

- 當(dāng)我們需要編寫(xiě)Dog和Cat類(lèi)時(shí)，就可以直接從Animal類(lèi)繼承：

class Dog(Animal): pass class Cat(Animal): pass dog=Dog() dog.run() # Animal is running... cat=Cat() cat.run() # Animal is running...

對(duì)于Dog來(lái)說(shuō)，Animal就是它的父類(lèi)，對(duì)于Animal而言，Dog就是它的子類(lèi)，Cat和Dog類(lèi)似。

4.2，繼承（2）

- 繼承還可以一級(jí)一級(jí)地繼承下來(lái)

4.3，多態(tài)性：子類(lèi)中定義新方法

- 事實(shí)上，Python的多態(tài)性就體現(xiàn)在通過(guò)覆蓋父類(lèi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)傳遞的對(duì)象引用，來(lái)調(diào)用相應(yīng)的方法。Python默認(rèn)是多態(tài)的。

class Animal: def run(): raise AttributeError("子類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法") class People(Animal): def run(self): print("人正在走") # 人正在走 class Dog(Animal): def run(self): print("狗在走") # 狗在走 class Cat(Animal): def run(self): print("貓?jiān)谧?) # 貓?jiān)谧?p=People() p.run() d=Dog() d.run() c=Cat() c.run()

4.4，私有化

- 默認(rèn)情況下，屬性在Python中都是"public"，類(lèi)所在模塊和導(dǎo)入了類(lèi)所在模塊的其他模塊都可以訪問(wèn)到。如果類(lèi)中的某些屬性不想被外界訪問(wèn)或者繼承可以對(duì)其私有化。

- 模塊級(jí)的私有化：在屬性或方法前加上一個(gè)下劃線即可。防止模塊的屬性用"from mymodule import *"來(lái)加載，它只可以在本模塊中使用。

- 完全私有化：只能自己訪問(wèn)。在方法或?qū)傩郧凹与p下劃線。（Python中的完全私有化是一個(gè)假的私有化。它的作用其實(shí)是將之前的屬性或方法名改為了'_類(lèi)名._屬性/方法'）。

4.5，Python對(duì)于封裝性的看法

- 設(shè)計(jì)封裝的邏輯往往要耗費(fèi)一定的精力，并且會(huì)導(dǎo)致代碼更加長(zhǎng)不易讀等等。

- Python的語(yǔ)言風(fēng)格沒(méi)有特別強(qiáng)調(diào)封裝性。它主張程序員自己通過(guò)更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞浇M織程序以避免出錯(cuò)，而不是通過(guò)在語(yǔ)言層面實(shí)現(xiàn)封裝達(dá)到這一點(diǎn)。

- 但是，在Python中仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的（非嚴(yán)格意義上的）封裝。

4.6，對(duì)象的封裝性（1）

- 例如在High_school_student類(lèi)中，雖然數(shù)據(jù)已經(jīng)被封裝在類(lèi)里面，但是我們還是可以通過(guò)外部訪問(wèn)其中的變量。我們可以在外部對(duì)age進(jìn)行修改。

class High_school_student(): def __init__(self): self.age=18.0 self.sex='M' student_a=High_school_student() print(student_a.age) # 18.0 student_a.age=28.0 print(student_a.age) # 28.0

4.7，對(duì)象的封裝性（2）

- 如果我們希望某些內(nèi)部屬性不被外部訪問(wèn)，我們可以在屬性名稱(chēng)前加上兩個(gè)下劃線"__"，表示將該屬性成員私有化，該成員在內(nèi)部可以被訪問(wèn)，但是在外部是不能夠訪問(wèn)的。

class High_school_student(): def __init__(self): self.__age=18.0 self.__sex='M' student_a=High_school_student() print(student_a.__age) # AttributeError: 'High_school_student' object has no attribute '__age'

4.8，對(duì)象的封裝性（3）

- 成員私有化并不是代表完全不能夠從外部訪問(wèn)成員，而是提高了訪問(wèn)的門(mén)檻，防止意外或者隨意改變成員，引發(fā)錯(cuò)誤。我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)_類(lèi)名+私有變量，對(duì)變量進(jìn)行訪問(wèn)。

class High_school_student(): def __init__(self): self.__age=18.0 self.__sex='M' student_a=High_school_student() student_a.__age=18.8 print(student_a._High_school_student__age) # 18.0 print(student_a.__age) # 18.8

4.9，對(duì)象的封裝性（4）

- 成員私有化不僅包括屬性的私有化，也包括了方法的私有化，在方法名稱(chēng)前加上__（兩下劃線）也可以使得函數(shù)只能被內(nèi)部訪問(wèn)，不能夠被外部訪問(wèn)：

class High_school_student(): def __init__(self): self.age=18.0 self.sex='M' def __missing_detecting(self): if self.age=='': print("This is a missing value!") else: print("This is not a missing value!") student_a=High_school_student() student_a.__missing_detecting()

5.0，給對(duì)象添加不存在的屬性和方法

- 在Python中實(shí)例化對(duì)象以后，動(dòng)態(tài)的添加類(lèi)的屬性和方法同樣會(huì)影響對(duì)象。

- 動(dòng)態(tài)的屬性和方法也可以直接添加在對(duì)象上。添加在對(duì)象上不會(huì)反過(guò)來(lái)影響類(lèi)。

class Person(object): def __init__(self,age,name): self.age=age self.name=name p1=Person(18,'zhangsan') def eat(self): print("%s吃%s"%(self.name,self.food)) Person.food="雞蛋" Person.eat=eat p1.eat()

5.1，面向?qū)ο?函數(shù)與方法

- 函數(shù)：函數(shù)是封裝了一些獨(dú)立的功能，可以直接調(diào)用，能將一些數(shù)據(jù)（參數(shù)）傳遞進(jìn)去進(jìn)行處理，然后返回一些數(shù)據(jù)（返回值），也可以沒(méi)有返回值?？梢灾苯釉谀K中進(jìn)行定義使用。

- 方法：方法和函數(shù)類(lèi)似，同樣封裝了獨(dú)立的功能，但是方法是只能依靠類(lèi)或者對(duì)象來(lái)調(diào)用的，表示針對(duì)性的操作。

- 區(qū)別：函數(shù)在Python中獨(dú)立存在，可直接使用的，而方法是必須被別人調(diào)用才能實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)方法除外（與類(lèi)和對(duì)象無(wú)關(guān)，通過(guò)類(lèi)名和對(duì)象名均可被調(diào)用，屬函數(shù)）。

5.2，實(shí)例方法、靜態(tài)方法與類(lèi)方法

- 實(shí)例方法，第一個(gè)參數(shù)為self，調(diào)用時(shí)需要傳遞實(shí)例給self。

- 靜態(tài)方法，和類(lèi)有關(guān)，但是在使用時(shí)并不需要類(lèi)或者實(shí)例本身（和函數(shù)類(lèi)似）。

通過(guò)@staticmethod實(shí)現(xiàn)

class C(): @staticmethod def f(): print("HuaweiCloud") C.f() # HuaweiCloud，靜態(tài)方法無(wú)需實(shí)例化 hw=C() hw.f() # HuaweiCloud，實(shí)例化后調(diào)用也可以

- 類(lèi)方法，第一個(gè)參數(shù)cls，調(diào)用時(shí)需要傳遞類(lèi)型給類(lèi)方法。對(duì)應(yīng)的函數(shù)不需要實(shí)例化，不需要self參數(shù)，但第一個(gè)參數(shù)需要是表示自身類(lèi)的cls參數(shù)，可以用來(lái)調(diào)用類(lèi)的屬性。

通過(guò)@classmethod實(shí)現(xiàn)

class A(): bar = 1 def func1(self): print("huawei") @classmethod def func2(cls): print("huawei-classmethod") print(cls.bar) cls().func1() A.func2() # 輸出結(jié)果 # huawei-classmethod # 1 # huawei

5，魔法方法

魔法方法是指Python內(nèi)部已經(jīng)包含的，被雙下劃線所包圍的方法（__init__），在面向?qū)ο蟮腜ython中，這些方法適用范圍廣泛，且功能強(qiáng)大。

5.1，常用魔法方法（1）

- __new__(cls[,...])：創(chuàng)建實(shí)例時(shí)首先調(diào)用的方法（構(gòu)造方法）。

- __init__(self[,...])：對(duì)象初始化方法（new方法返回對(duì)象后，調(diào)用init方法進(jìn)行屬性的初始化）。

new相較于init使用較少。

new可用于單例模式。

class Employee: def __new__(cls): print("__new__ magic method is called") inst=object.__new__(cls) return inst def __init__(self): print("__init__ magic method is called") self.name="Satya" emp=Employee() print(emp) # 輸出結(jié)果 # __new__ magic method is called # __init__ magic method is called

5.2，常用魔法方法（2）

- __del__(self)：析構(gòu)方法，當(dāng)實(shí)例化對(duì)象被徹底銷(xiāo)毀時(shí)調(diào)用（實(shí)例化對(duì)象的所有指針都被銷(xiāo)毀時(shí)被調(diào)用）。

- __len__(self)：定義當(dāng)被len()調(diào)用時(shí)的操作。

- len(obj)

- __bool__(self)：定義當(dāng)被bool()調(diào)用時(shí)的行為，應(yīng)該返回True或者False。

l=[1,2,3,4] print(l.__len__()) # 4 r=1>2 print(r.__bool__()) # False

5.3，常用魔法方法（3）

- __str__(self)：定義當(dāng)被str()調(diào)用時(shí)的操作。

默認(rèn)返回對(duì)象信息。

print對(duì)象時(shí)會(huì)被執(zhí)行。

str()用于將值轉(zhuǎn)化為適合人們閱讀的形式。

- __repr(self)：定義當(dāng)被repr()調(diào)用時(shí)的行為。

repr()用于將值轉(zhuǎn)化為供解釋器讀取的形式。

class myclass: def __init__(self): self.name="Raj" self.age=21 def __str__(self): return "name : {} age : {}".format(self.name, self.age) def __repr__(self): return {"name":self.name, "age":self.age} obj = myclass() print(obj.__str__()) # name : Raj age : 21 print(obj.__repr__()) # {'name': 'Raj', 'age': 21}

5.4，常用魔法方法（4）

- __getattr__(self,name)：定義當(dāng)用戶試圖獲取一個(gè)不存在的屬性時(shí)的行為。

- __setattr__(self,name,value)：定義當(dāng)一個(gè)屬性被設(shè)置時(shí)的行為。

- __getattribute__(self,name)：定義當(dāng)該類(lèi)的屬性被訪問(wèn)時(shí)的行為。

訪問(wèn)對(duì)象屬性或者方法時(shí)，首先被調(diào)用的方法。

# getattr() class A(): a = 5 def __init__(self,x): self.x = x def hello(self): return "hello func" a = A(10) print(getattr(a,"x")) # a.x，10 print(getattr(a,"y",18)) # a.y，當(dāng)不存在時(shí)返回第三個(gè)參數(shù)作為默認(rèn)值，18 print(getattr(a,"hello")()) # a.hello()，hello func print(getattr(A,"a")) # A.a，5 # __getattr()__與__getattribute()__ class A(object): ''' 從輸出結(jié)果得知，在獲取對(duì)象屬性時(shí)， __getattribute()__ 一定被調(diào)用，不管屬性存不存在， 首先都會(huì)調(diào)用。如果碰到 a.y 這種不存在對(duì)象時(shí)， __getattribute()__ 會(huì)找不到，這時(shí)再 調(diào)用 __getattr()__ ，可以通過(guò)這個(gè)方法設(shè)置屬性不存在時(shí)的默認(rèn)值。 ''' def __init__(self,x): self.x=x def hello(self): return "hello func" def __getattr__(self,item): print("in __getattr__") return 100 def __getattribute__(self, item): print("in __getattribute__") return super(A,self).__getattribute__(item) a = A(10) print(a.x) print(a.y) # 輸出結(jié)果 # in __getattribute__ # 10 # in __getattribute__ # in __getattr__ # 100

5.5，Python類(lèi)中的內(nèi)置屬性

- __dict__：類(lèi)的屬性（包含一個(gè)字典，由類(lèi)的數(shù)據(jù)屬性組成）。

- __doc__：類(lèi)的文檔字符串。

- __name__：類(lèi)名。

- __module__：類(lèi)定義所在的模塊

類(lèi)的全名是'__main__.className'，如果類(lèi)位于一個(gè)導(dǎo)入模塊mymod中，那么className.__module__等于mymod。

- __bases__：類(lèi)的所有父類(lèi)構(gòu)成元素（包含了一個(gè)由所有父類(lèi)組成的元組）。

# __dict__ class A: a = 1 b = 2 def __init__(self): self.s = "hello world" print(A.__dict__) # 輸出結(jié)果 # {'__module__': '__main__', 'a': 1, 'b': 2, # '__init__': , # '__dict__': , # '__weakref__': , # '__doc__': None} # __doc__ import string print(string.__all__) # ['ascii_letters', 'ascii_lowercase', 'ascii_uppercase', # 'capwords', 'digits', 'hexdigits', 'octdigits', 'printable', # 'punctuation', 'whitespace', 'Formatter', 'Template']

Python

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