Python面向对象

Python从第一天开始就是面向对象的语言。正因为如此，创建和使用类和对象是非常地容易。本章将帮助您在使用Python面向对象编程的技术方面所有提高。

如果没有任何以往面向对象(OO)的编程的经验，那么可能要了解一些基本的入门课程就可以了，或者至少某种形式的教程，让你有了解基本概念。

但是，这里会比较少地介绍面向对象编程(OOP)：

OOP术语概述

• 类: 用户定义的原型对象，它定义了一套描述类的任何对象的属性。属性是数据成员(类变量和实例变量)和方法，通过点符号访问。

• 类变量：这是一个类的所有实例共享的变量。类变量在类，但外面的任何类的方法定义。类变量不被用作经常作为实例变量。

• 数据成员：保存与类和对象关联的数据的类变量或实例变量。

• 函数重载：一个以上的行为特定功能的分配。执行的操作所涉及的对象(自变量)的类型不同而不同。

• 实例变量：所定义的方法内，只属于一个类的当前实例的变量。

• 继承：类的特点，即都是由它派生其他类的转移。

• 实例：某一类的一个单独对象。属于类Circle一个obj对象，例如，是类Circle的一个实例。

• 实例化：创建一个类的实例。

• Method : 一种特殊的函数，函数在类定义中定义。

• 对象：这是由它的类中定义的数据结构的唯一实例。一个对象包括两个数据成员(类变量和实例变量)和方法。

• 运算符重载：一个以上的函数功能，特定的操作符分配。

创建类：

类语句将创建一个新的类定义。类的名称紧跟在关键字class后跟一个冒号，如下所示：

class ClassName: 'Optional class documentation string' class_suite

• 类有一个文档字符串，它可以通过类名.__ doc__访问。

• class_suite由所有定义的类成员，数据属性与函数组件的语句。

例子

下面是一个简单的Python类的例子：

class Employee: 'Common base class for all employees' 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是一个类变量，其值将是这个类的所有实例共享。这可以从类中或外部进行访问，访问形式为 Employee.empCount。

• 第一个方法__init__()是一种特殊的方法，这就是所谓的类构造函数或当创建该类的一个新实例Python调用的初始化方法。

• 声明就像正常函数中一样，不同的是第一个参数到每个方法是类的方法。 Python增加了self参数列表;不需要把调用的方法都它列入。

创建实例对象：

要创建一个类的实例，调用类名并传递任何参数给__init__方法接收。

"This would create first object of Employee class" emp1 = Employee("Zara", 2000) "This would create second object of Employee class" emp2 = Employee("Manni", 5000)

访问属性：

可以访问使用点运算符来访问对象的属性。而类变量使用类名来访问，如下所示：

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

现在，把所有的概念放在一起：

#!/usr/bin/python class Employee: 'Common base class for all employees' 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 "This would create first object of Employee class" emp1 = Employee("Zara", 2000) "This would create second object of Employee class" emp2 = Employee("Manni", 5000) emp1.displayEmployee() emp2.displayEmployee() print "Total Employee %d" % Employee.empCount

当执行上面的代码，产生以下结果：

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

在任何时候可以添加，删除或修改类和对象的属性：

emp1.age = 7 # Add an 'age' attribute. emp1.age = 8 # Modify 'age' attribute. del emp1.age # Delete 'age' attribute.

除了使用正常的语句来访问属性，可以使用以下函数：

• getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。

• hasattr(obj,name) : 检查一个属性是否存在。

• setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在，那么它将被创建。

• delattr(obj, name) : 要删除一个属性。

hasattr(emp1, 'age') # Returns true if 'age' attribute exists getattr(emp1, 'age') # Returns value of 'age' attribute setattr(emp1, 'age', 8) # Set attribute 'age' at 8 delattr(empl, 'age') # Delete attribute 'age'

内置的类属性：

每个Python类会继续并带有内置属性，他们可以使用点运算符像任何其他属性一样来访问：

• __dict__ : 字典包含类的命名空间。

• __doc__ : 类的文档字符串，或None如果没有定义。

• __name__: 类名称。

• __module__: 在类中定义的模块名称。此属性是在交互模式其值为“__main__”。

• __bases__ : 一个可能是空的元组包含了基类，其在基类列表出现的顺序。

对于上面的类，尝试访问这些属性：

#!/usr/bin/python class Employee: 'Common base class for all employees' 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__

当执行上面的代码，产生以下结果：

Employee.__doc__: Common base class for all employees
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount':
<function displayCount at 0xb7c84994>, 'empCount': 2, 
'displayEmployee': <function displayEmployee at 0xb7c8441c>, 
'__doc__': 'Common base class for all employees', 
'__init__': <function __init__ at 0xb7c846bc>}

销毁对象（垃圾回收）：

Python的删除不需要的对象（内建类型或类的实例），自动释放内存空间。由Python定期回收的内存块不再使用的过程被称为垃圾收集。

Python的垃圾回收器在程序执行过程中运行，当一个对象的引用计数为零时触发。一个对象的引用计数改变为指向它改变别名的数量。

当它分配一个新的名字或放置在容器（列表，元组或字典）的对象的引用计数增加。当对象的引用计数减少使用 del 删除，其基准被重新分配，或者它的引用超出范围。当一个对象的引用计数变为零，Python会自动地收集它。

a = 40 # Create object <40> b = a # Increase ref. count  of <40>  c = [b] # Increase ref. count  of <40>  del a # Decrease ref. count  of <40> b = 100 # Decrease ref. count  of <40>  c[0] = -1 # Decrease ref. count  of <40> 

当垃圾回收器销毁孤立的实例，并回收其空间一般不会注意到。但是，一个类可以实现特殊方法__del__()，称为析构函数被调用时，该实例将被摧毁。这个方法可以用于清理所用的一个实例的任何非内存资源。

例子：

__del__()析构函数打印实例，它即将被销毁的类名：

#!/usr/bin/python class Yiibai: 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 = Yiibai() pt2 = pt1
pt3 = pt1 print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # prints the ids of the obejcts del pt1 del pt2 del pt3

当执行上面的代码，它产生以下结果：

3083401324 3083401324 3083401324
Yiibai destroyed 

注意：理想情况下，应该定义类的单独的文件，那么应该使用import语句将其导入主程序文件。详细请查看Python- 模块章节，导入模块和类的更多细节。

类继承：

不用从头开始，可以通过上面列出的括号父类的新类名后，从一个已经存在的类派生它创建一个类。

子类继承父类的属性，可以使用父类的这些属性，就好像它们是在子类中定义的一样。子类也可以覆盖父类的数据成员和方法。

语法

派生类的声明很像它们的父类; 从基类的列表后给出类名继承：

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

例子

#!/usr/bin/python class Parent: # define parent class parentAttr = 100 def __init__(self): print "Calling parent constructor" def parentMethod(self): print 'Calling parent method' def setAttr(self, attr): Parent.parentAttr = attr def getAttr(self): print "Parent attribute :", Parent.parentAttr class Child(Parent): # define child class def __init__(self): print "Calling child constructor" def childMethod(self): print 'Calling child method' c = Child() # instance of child c.childMethod() # child calls its method c.parentMethod() # calls parent's method c.setAttr(200) # again call parent's method c.getAttr() # again call parent's method

当执行上面的代码，产生以下结果：

Calling child constructor Calling child method Calling parent method Parent attribute : 200

类似的方式，可以按如下继承多个父类的类：

class A: # define your class A ..... class B: # define your calss B ..... class C(A, B): # subclass of A and B .....

可以使用issubclass()或isinstance()函数来检查两个类和实例的关系。

• issubclass(sub, sup) 如果给定的子类子确实是超sup的子类布尔函数返回true。

• isinstance(obj, Class) 如果obj是Class类的实例，或者是类的一个子类的实例布尔函数返回true

重写方法：

可以覆盖父类的方法。原因之一重写父的方法，因为可能想在子类特殊或实现不同的功能。

例子

#!/usr/bin/python class Parent: # define parent class def myMethod(self): print 'Calling parent method' class Child(Parent): # define child class def myMethod(self): print 'Calling child method' c = Child() # instance of child c.myMethod() # child calls overridden method

当执行上面的代码，产生以下结果：

Calling child method

基础重载方法：

下表列出了一些通用的功能，可以在类重写中：

SN	方法，说明与调用示例
1	__init__ ( self [,args...] ) 构造函数（任何可选参数） 简单调用 : obj = className(args)
2	__del__( self ) 析构函数，删除一个对象 简单调用 : del obj
3	__repr__( self ) 可求值的字符串表示形式 简单调用 : repr(obj)
4	__str__( self ) 可打印字符串表示形式 简单调用 : str(obj)
5	__cmp__ ( self, x ) 对象比较 简单调用 : cmp(obj, x)

重载运算符：

假设要创建了一个Vector类来表示二维向量，当使用加运算符来增加他们发生了什么？最有可能是Python会屌你。

可以，但是定义__add__方法在类中进行矢量相加，再加上操作符的行为会按预期：

例子：

#!/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

当执行上面的代码，产生以下结果：

Vector(7,8)

数据隐藏：

对象的属性可以是或可以不在类定义外部可见。对于这些情况，可以命名以双下划线前缀属性，这些属性将无法直接让外部可视。

例子：

#!/usr/bin/python class JustCounter: __secretCount = 0 def count(self): self.__secretCount += 1 print self.__secretCount

counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print counter.__secretCount

当执行上面的代码，产生以下结果：

1
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 12, in <module>
    print counter.__secretCount
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python的保护成员通过内部更改名称以包含类名。可以访问这些属性通过object._className__attrName。如果想更换最后一行，那么它会工作如下：

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