python 类相关概念理解

目录
  • 什么是类,对象,实例,类## 标题变量(类属性),实例变量(实例属性)
  • 类变量和类属性的分类
  • 类调用实例方法
  • 类的封装(enclosure),继承和多态
  • 迭代,迭代器(iterator),可迭代对象(iterable object),生成器(generator)
  • 总结

什么是类,对象,实例,类## 标题变量(类属性),实例变量(实例属性)

面向对象编程(Object-oriented Programming,简称 OOP),是一种封装代码的方法。比如说,将乱七八糟的数据扔进列表中,这就是一种简单的封装,是数据层面的封装;把常用的代码块打包成一个函数,这也是一种封装,是语句层面的封装。面向对象编程,也是一种封装的思想,把描述特征的数据和代码块(函数)封装到一起。

面向对象中,常用术语包括类,对象,属性,方法:

:可以理解是一个模板,通过它可以创建出无数个具体实例(又称对象)。
对象(实例):类并不能直接使用,通过类创建出的实例才能使用。
属性:类中的所有变量称为属性。
方法:类中的所有函数通常称为方法。不过,和函数所有不同的是,类方法至少要包含一个 self 参数。类方法无法单独使用,只能和类的对象一起使用。

类变量和类属性的分类

无论是类属性还是类方法,都无法像普通变量或者函数那样,在类的外部直接使用它们。我们可以将类看做一个独立的空间,则类属性其实就是在类体中定义的变量,类方法是在类体中定义的函数。

在类体中,根据变量定义的位置不同,以及定义的方式不同,类属性又可细分为以下 3 种类型:

类体中、所有函数之外:此范围定义的变量,称为类属性或类变量;
类体中,所有函数内部:以“self.变量名”的方式定义的变量,称为实例属性或实例变量;
类体中,所有函数内部:以“变量名=变量值”的方式定义的变量,称为局部变量。

和类属性一样,类方法也可以进行更细致的划分,具体可分为类方法、实例方法和静态方法。在实际编程中,几乎不会用到类方法和静态方法,因为我们完全可以使用函数代替它们实现想要的功能,但在一些特殊的场景中(例如工厂模式中),使用类方法和静态方法也是很不错的选择。

和类属性的分类不同:
类方法:采用 @classmethod 修饰的方法
静态方法:采用 @staticmethod> 修饰的方法
实例方法:不用任何修改的方法

构造方法:在创建类时,我们可以手动添加一个 init() 方法,该方法是一个特殊的类实例方法,称为构造方法(或构造函数)。构造方法用于创建对象时使用,每当创建一个类的实例对象时,Python 解释器都会自动调用它。

类调用实例方法

实例方法的调用方式其实有 2 种,既可以采用类对象调用,也可以直接通过类名调用。

class CLanguage :
    # 下面定义了2个类变量
    name = "python语言"
    add = "http://c.biancheng.net.python"
    # __init__是构造方法,也属于实例方法
    def __init__(self,name,add):
        #下面定义 2 个实例变量
        self.name = name
        self.add = add
        print(name,"网址为:",add)
    # 下面定义了一个say实例方法
    def say(self, content):
        print(content)
    #下面定义了一个count实例方法
    def count(self,money):
    #下面定义了一个局部变量sale
        sale = 0.8*money
        print("优惠后的价格为:",sale)
    #下面定义了一个类方法
    @classmethod
    def info(cls):
        print("正在调用类方法",cls)
    #下面定义了一个静态方法
    @staticmethod
    def info(name,add):
        print(name,add)
# 将该CLanguage对象赋给clanguage变量
# 通过类名直接调用实例方法
# CLanguage.say("通过类名直接调用实例方法")会报错,必须手动将 clang 这个类对象传给self 参数
clang = CLanguage("C语言中文网1","http://c.biancheng.net")#传入的参数要和init的一样
CLanguage.say(clang, "通过类名直接调用实例方法")
# 通过类对象直接调用实例方法
clang2 = CLanguage("C语言中文网2","http://c.biancheng.net")
clang2.say("通过类对象直接调用实例方法")
#输出
C语言中文网1 网址为: http://c.biancheng.net
通过类名直接调用实例方法
C语言中文网2 网址为: http://c.biancheng.net
通过类对象直接调用实例方法

类的封装(enclosure),继承和多态

1.封装

简单的理解封装(Encapsulation),即在设计类时,刻意地将一些属性和方法隐藏在类的内部,这样在使用此类时,将无法直接以“类对象.属性名”(或者“类对象.方法名(参数)”)的形式调用这些属性(或方法),而只能用未隐藏的类方法间接操作这些隐藏的属性和方法。

Python 类如何进行封装?

和其它面向对象的编程语言(如 C++、Java)不同,Python 类中的变量和函数,不是公有的(类似 public 属性),就是私有的(类似 private),这 2 种属性的区别如下:

public:公有属性的类变量和类函数,在类的外部、类内部以及子类(后续讲继承特性时会做详细介绍)中,都可以正常访问;

private:私有属性的类变量和类函数,只能在本类内部使用,类的外部以及子类都无法使用。

Python 并没有提供 public、private 这些修饰符。为了实现类的封装,Python 采取了下面的方法:
默认情况下,Python 类中的变量和方法都是公有(public)的,它们的名称前都没有下划线(_);
如果类中的变量和函数,其名称以双下划线“”开头,但是没有以双下划线“”结尾,则该变量(函数)为私有变量(私有函数),其属性等同于
private。

封装的具体细节参考

2.继承和多态

在OOP(Object Oriented Programming)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)。

继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。

使用 class subclass_name(baseclass_name) 来表示继承

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):                            # Child 继承 Person
    pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)    # 子类继承父类方法及属性
May.print_title()
Peter.print_title()
#输出
May female Peter male
woman
man

isinstance() 及 issubclass()

Python 与其他语言不同点在于,当我们定义一个 class 的时候,我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型,比如str、list、dict没什么两样。

Python 有两个判断继承的函数:isinstance() 用于检查实例类型;issubclass() 用于检查类继承。参见下方示例:

class Person(object):
    pass
class Child(Person):                 # Child 继承 Person
    pass
May = Child()
Peter = Person()
print(isinstance(May,Child))         # True
print(isinstance(May,Person))        # True
print(isinstance(Peter,Child))       # False
print(isinstance(Peter,Person))      # True
print(issubclass(Child,Person))      # True

在说明多态是什么之前,我们在 Child 类中重写 print_title() 方法:若为male,print boy;若为female,print girl

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):                # Child 继承 Person
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("boy")
        elif self.sex == "female":
            print("girl")
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()

当子类和父类都存在相同的 print_title()方法时,子类的 print_title() 覆盖了父类的 print_title(),在代码运行时,会调用子类的 print_title()

这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态。

多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增 Teenagers、Grownups 等时,我们只需要继承 Person 类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著名的**“开闭”原则**:

对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数

子类重写构造函数

子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类 Child 中新增两个属性变量:mother 和 father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
class Child(Person):                          # Child 继承 Person
    def __init__(self,name,sex,mother,father):
        Person.__init__(self,name,sex)        # 子类对父类的构造方法的调用
        self.mother = mother
        self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)

多重继承

多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类 baby 继承 Child , 可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):
    pass
class Baby(Child):
    pass
May = Baby("May","female")        # 继承上上层父类的属性
print(May.name,May.sex)         # May female
May.print_title()                 #woman 可使用上上层父类的方法

class Child(Person):
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("boy")
        elif self.sex == "female":
            print("girl")
class Baby(Child):
    pass
May = Baby("May","female")
May.print_title()                # girl 优先使用上层类的方法

迭代,迭代器(iterator),可迭代对象(iterable object),生成器(generator)

迭代:是访问集合元素的一种方式。如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称为迭代(Iteration)。

迭代对象: 如果类中定义了__iter__方法,且返回了一个迭代器对象, 那么称这个创建的对象为可迭代对象

字符串,列表,元祖,字典,集合等等,都是可迭代对象。
(没有__next__)
可迭代对象,则可用for循环

# 字符串,列表,元祖,字典,集合等等,都是可迭代对象
for i in [1, 2, 3]:
    print(i)
obj = {"a": 123, "b": 456}
for k in obj:
    print(k)

创建可迭代对象

class foo(object):
	def __iter__(self):
		return 迭代器对象(生成器对象)
obj = foo() #obj是可迭代对象
#创建迭代器
class IT(object):
	def __init__(self):
		self.counter = 0
	def __iter__(self):
		return self
	def __next__(self):
		self.counter += 1
		if self.counter == 3:
			raise StopIteration()
#创建可迭代器对象
class foo(object):
	def __iter__(self):
		return IT()
obj = foo() #obj是可迭代对象
for item in obj:   #循环可迭代对象时,内部先执行obj.__iter__()并获取迭代器对象,然后再不断的执行迭代器对象的__next__方法
	print(item)

迭代器:迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象

类中定义了__iter__和__next__两个方法
__iter__返回对象本身,即self
__next__返回下一个数据,如果没有,就返回一个stopiteration 的异常。
迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。
迭代器有两个基本的方法(内置函数):iter() 和 next() ;内置函数 iter() 将可迭代对象转化为迭代器. 通过 next() 方法逐一读取下一个元素

创建一个迭代器

创建迭代器共有3种方法如下:

通过python内置函数iter()将可迭代对象转换为迭代器
自己创建一个迭代器, 满足(1)类中定义了__iter__和__next__两个方法(2)__next__返回下一个数据,如果没有,就返回一个stopiteration> 的异常 2个条件
通过生成器(generator)创建

# 方法1: iter()将可迭代对象转换为迭代器
list=[1, 2, 3, 4]
it = iter(list)    # 创建迭代器对象
#使用next()遍历数据
print (next(it))  #1
print (next(it))  #2
#使用for循环遍历数据,for循环由于简洁,更常用
#for循环会执行迭代器的iter并获得返回的对象,一直反复的去执行next(对象)
for x in it:
    print (x, end=" ")   # 3 4
print (next(it))   #StopIteration
# 方法2: 创建一个迭代器
class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
  def __next__(self):
    if self.a <= 20:
      x = self.a
      self.a += 1
      return x
    else:
      raise StopIteration
#通过iter()和next()访问
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
for x in myiter:
  print(x)
print(next(myiter))

#输出
StopIteration
1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Process finished with exit code 1

生成器:使用了 yield 的 函数 被称为生成器(generator)

具体细节参考https://www.jb51.net/article/63929.htm

相比迭代器,生成器最明显的优势就是节省内存空间,即它不会一次性生成所有的数据,而是什么时候需要,什么时候生成。

创建一个生成器

定义一个以 yield 关键字标识返回值的函数;

调用刚刚创建的函数,即可创建一个生成器

要想使生成器函数得以执行,或者想使执行完 yield 语句立即暂停的程序得以继续执行,有以下 2 种方式:

通过生成器(上面程序中的 num)调用 next() 内置函数或者 next() 方法;

通过 for 循环遍历生成器。

#创建了一个 num 生成器对象。显然,和普通函数不同,intNum() 函数的返回值用的是 yield 关键字,而不是 return 关键字,此类函数又成为生成器函数。
#创建生成器函数
def intNum():
    print("开始执行")
    for i in range(5):
        yield i
        print("继续执行")
#创建生成器对象num
num = intNum()
#调用 next() 内置函数
print(next(num))  #0
#调用 __next__() 方法
print(num.__next__())  #1
#通过for循环遍历生成器
for i in num:  #2 , 3, 4
    print(i)

#输出
开始执行
0
继续执行
1
继续执行
2
继续执行
3
继续执行
4
继续执行

Process finished with exit code 0

除此之外,还可以使用 list() 函数和 tuple() 函数,直接将生成器能生成的所有值存储成列表或者元组的形式

num = intNum()
print(list(num))
num = intNum()
print(tuple(num)

#输出
开始执行
继续执行
继续执行
继续执行
继续执行
继续执行
[0, 1, 2, 3, 4]
开始执行
继续执行
继续执行
继续执行
继续执行
继续执行
(0, 1, 2, 3, 4)

Process finished with exit code 0

参考:

1. C语言中文网

2.Python生成器(Generator)详解

3.Python迭代用法实例教程

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内容!

时间: 2021-09-13

Python类的继承super相关原理解析

看了网上许多关于super.mro.C3的介绍感觉没有一份很容易初学者理解的文档,直接看C3算法的话,比较难理解,也没必要,如果掌握一套规律的话,会轻松许多.我将网上这些博主的文章进行一个梳理总结,最后形成一套实用的关于super.mro.C3的理解介绍. 1.super super()是一种将子类与父类联系起来的一种方法,子类通过继承父类,可以使用父类的方法和属性,也可以自己定义属于自己的方法和属性.super方法主要用在多继承中,在单继承时直接调用父类方法即可 下面这个是SGD源码的一部分,

Python类class参数self原理解析

1.self只有在类的方法中才会有,其他函数或方法是不必带self的. 2.在调用时不必传入相应的参数. 3.在类的方法中(如__init__),第一参数永远是self,表示创建的类实例本身,而不是类本身. 4.可以把对象的各种属性绑定到self. 5.self代表当前对象的地址.self能避免非限定调用造成的全局变量. 6.self不是python的关键字,也可以用其他名称命名,但是为了规范和便于读者理解,推荐使用self. python中的self等价于C++中的self指针和Java.C#

Python入门变量的定义及类型理解

变量的定义 在程序中,有时我们需要对2个数据进行求和,那么该怎样做呢? 大家类比一下现实生活中,比如去超市买东西,往往咱们需要一个菜篮子,用来进行存储物品,等到所有的物品都购买完成后,在收银台进行结账即可. 如果在程序中,需要把2个数据,或者多个数据进行求和的话,那么就需要把这些数据先存储起来,然后把它们累加起来即可. 在Python中,存储一个数据,需要一个叫做 变量 的东西,如下示例: num1 = 100 #num1就是一个变量,就像一个小菜篮子 num2 = 87 #num2也是一个变量

Python Request类源码实现方法及原理解析

通过APIView进入找到Request的源码 可以看见一堆属性和方法,其中request.data其实是一个方法,被包装成一个属性 继续看__getattr__和query_params方法: 代码总结: Request其实就是原生request对象被包装后的Request,即重写了__getattr__,return getattr(self._request, attr) 比如:print(request.GET)就当于print(request.query_params) 以上就是本文的

Python类super()及私有属性原理解析

super()有参数写法: # 1.定义父类 class A(object): def __init__(self): self.num = 1 def info_print(self): print(self.num) class C(A): def __init__(self): self.num = 2 def info_print(self): print(self.num) super(C, self).__init__() super(C, self).info_print() #

Python类及获取对象属性方法解析

1.类外面添加对象属性 class Washer(): def wash(self): print('do some laundry stuff') haier1 = Washer() #添加属性,对象名.属性名 = 值 haier1.width = 400 haier1.height = 500 对象属性既可以在类外面添加和获取,也可以在类里面添加和获取 在类外面获取对象属性: 在上方代码上添加: print(f'洗衣机宽度为{haier1.width}') print(f'洗衣机高度为{ha

谈谈Python:为什么类中的私有属性可以在外部赋值并访问

Python:为什么类中的私有属性可以在外部赋值并访问? 问题引入 在慕课网上学习Python**类中的私有属性**的时候,看到了一个同学的提问: 将count改为__count,为什么实例变量在外部仍然可以修改__count?这里print p1.__count可以打印出100 class Person(object): __count = 0 def __init__(self, name): Person.__count = Person.__count + 1 self.name = n

python @propert装饰器使用方法原理解析

这篇文章主要介绍了python @propert装饰器使用方法原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 首先,@propert的作用是把类中的方法『变成』了属性,方便通过实例访问.propert可以有两种用法:可以把一个方法变成只读属性:可以对一些属性进行过滤. 想象这样一个场景,在实例化一个类之后,需要对类的一个属性进行赋值,这时候是没有对属性属性被赋予的值进行判断的,如果属性被赋予了一个不合适的值,那么代码在后面执行的时候就会

Python面向对象程序设计之私有属性及私有方法示例

本文实例讲述了Python面向对象程序设计之私有属性及私有方法.分享给大家供大家参考,具体如下: 如果有一个对象,当需要对其进行修改属性时,有2种方法: (1)对象名.属性名=数据---->直接修改 (2)对象名.方法名()----->间接修改 为了更好的保障属性安全,不能随意修改,一般处理方式为: (1)将属性定义为私有属性 (2)添加一个可以调用的方法,供调用,也就是间接调用属性 首先我讲解下私有属性的例子: 1.下面这个是一个错误的例子: class People(object): de

Python中使用gflags实例及原理解析

这篇文章主要介绍了Python中使用gflags实例及原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 安装命令pip install python-gflags 使用示例: import gflags FLAGS = gflags.FLAGS gflags.DEFINE_string('name', 'ming', 'this is a value') gflags.DEFINE_integer('qps', 0, 'test qps'

python通过opencv实现图片裁剪原理解析

这篇文章主要介绍了python通过opencv实现图片裁剪原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 图像裁剪的基本概念 : 图像裁剪是指将图像中我们想要的研究区以外的区域去除,经常是按照行政区划或研究区域的边界对图像进行裁剪.例如,一张500×400的图像,我们只想要中间的250×200的区域,就可以使用图像裁剪将四周的区域去除. 在实际开发工作中,我们经常需要对图像进行分幅裁剪,按照ERDAS实际图像分幅裁剪的过程,可以将图像分

微信小程序button标签open-type属性原理解析

这篇文章主要介绍了微信小程序button标签open-type属性原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 open-type (微信开放能力):合法值中的其中之一: getUserInfo说明:引导用户授权 而获取用户信息,可以从bindgetuserinfo回调中获取到用户信息 而按钮的bindgetuserinfo属性 说明:用户点击该按钮时,会返回获取到的用户信息,回调的detail数据与wx.getUserInfo返回的

Python类如何定义私有变量

这篇文章主要介绍了Python类如何定义私有变量,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 前言 在java 的类中,如果你要定义一个私有变量,可以用修饰词 private,那么在Python 的类中呢,Python中没public private之类的修饰词,那Python 是如何定义私有变量的呢? 私有变量 在Python 类中定义私有变量,只要在变量前加 __ (两个下划线) ,那么该类的实例就不能引用了,看下面实例 >>>

python 上下文管理器及自定义原理解析

这篇文章主要介绍了python 上下文管理器原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 Python 提供了 with 语法用于简化资源操作的后续清除操作,是 try/finally 的替代方法,实现原理建立在上下文管理器之上. Python 提供了一个 contextmanager 装饰器,更进一步简化上下管理器的实现方式. 上下文管理器是Python2.5之后才出现的概念.上下文管理器规定了某个对象的使用范围,当进入或者离开了使