基于python3 类的属性、方法、封装、继承实例讲解

2024-02-21 10:56:51

Python 类

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以包含任意数量和类型的数据。

python类与c++类相似，提供了类的封装，继承、多继承，构造函数、析构函数。

在python3中，所有类最顶层父类都是object类，与java类似，如果定义类的时候没有写出父类，则object类就是其直接父类。

类定义

类定义语法格式如下：

class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>

类对象：创建一个类之后，可以通过类名访问、改变其属性、方法

实例对象：类实例化后，可以使用其属性，可以动态的为实例对象添加属性(类似javascript)而不影响类对象。

类的属性

可以使用点(.)来访问对象的属性

也可以使用以下函数的方式来访问属性：

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

hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性

setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在，会创建一个新属性

delattr(obj, name) : 删除属性

Python内置类属性

__dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）

__doc__ :类的文档字符串

__name__: 类名

__module__: 类定义所在的模块（类的全名是'__main__.className'，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）

__bases__ : 类的所有父类构成元素（包含了以个由所有父类组成的元组）

class Person:
  "Person类"
  def __init__(self, name, age, gender):
    print('进入Person的初始化')
    self.name = name
    self.age = age
    self.gender = gender
    print('离开Person的初始化')
  def getName(self):
    print(self.name)
p = Person('ice', 18, '男')
print(p.name) # ice
print(p.age) # 18
print(p.gender) # 男
print(hasattr(p, 'weight')) # False
# 为p添加weight属性
p.weight = '70kg'
print(hasattr(p, 'weight')) # True
print(getattr(p, 'name')) # ice
print(p.__dict__) # {'age': 18, 'gender': '男', 'name': 'ice'}
print(Person.__name__) # Person
print(Person.__doc__) # Person类
print(Person.__dict__) # {'__doc__': 'Person类', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>, '__init__': <function Person.__init__ at 0x000000000284E950>, 'getName': <function Person.getName at 0x000000000284EA60>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__module__': '__main__'}
print(Person.__mro__) # (<class '__main__.Person'>, <class 'object'>)
print(Person.__bases__) # (<class 'object'>,)
print(Person.__module__) # __main__

类的方法

在类地内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数self，且为第一个参数。

类的专有方法：

__init__ 构造函数，在生成对象时调用

__del__ 析构函数，释放对象时使用

__repr__ 打印，转换

__setitem__按照索引赋值

__getitem__按照索引获取值

__len__获得长度

__cmp__比较运算

__call__函数调用

__add__加运算

__sub__减运算

__mul__乘运算

__div__除运算

__mod__求余运算

__pow__称方

__init__()方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法，与c++中构造函数类似。只需在自定义的类中重写__init__()方法即可。

class Person:
  def __init__(self, name, age, gender):
    print('进入Person的初始化')
    self.name = name
    self.age = age
    self.gender = gender
    print('离开Person的初始化')
  def getName(self):
    print(self.name)
# Person实例对象
p = Person('ice', 18, '男')
print(p.name)
print(p.age)
print(p.gender)
p.getName()
# 进入Person的初始化
# 离开Person的初始化
# ice
# 18
# 男
# ice

析构函数 __del__ ，__del__在对象消逝的时候被调用，当对象不再被使用时，__del__方法运行：

方法

实例方法：只能通过实例调用，实例方法第一个定义的参数只能是实例本身引用

class Myclass:
  def foo(self):
    print(id(self),'foo')

a=Myclass()#既然是实例对象，那就要创建实例
a.foo()#输出类里的函数地址
print(id(a))#输出类对象的地址

#结果地址一样

类方法：定义类方法，要使用装饰器@classmethod,定义的第一个参数是能是类对象的引用，可以通过类或者实例直用

class Myclass:
@classmethod#类装饰器
  def foo2(cls):
    print(id(cls),'foo2')
  #类对象，直接可以调用，不需要实例化
print(id(Myclass),'yy')
Myclass.foo2()#直接可以调用

静态方法:定义静态方法使用装饰器@staticmethod,没有默认的必须参数，通过类和实例直接调用

class Myclass:
@staticmethod#静态方法
  def foo3():
    print('foo3')

Myclass.foo3()#没有参数
a.foo3()
#结果foo3

类的封装

python通过变量名命名来区分属性和方法的访问权限，默认权限相当于c++和java中的public

类的私有属性： __private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。

类的私有方法：__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods

虽然python不允许实例化的类访问私有数据，但可以使用 object._className__attrName 访问属性。其实python内部私有化的实现只是将attrName属性变为了_className__attrName而已

class Demo:
  __id = 123456
  def getId(self):
    return self.__id
temp = Demo()
# print(temp.__id) # 报错 AttributeError: 'Demo' object has no attribute '__id'
print(temp.getId()) # 123456
print(temp._Demo__id) # 123456

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

需要注意的地方：继承语法 class 派生类名（基类名）：//... 基类名写作括号里，基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

在python中继承中的一些特点：

1：在继承中基类的构造（__init__()方法）不会被自动调用，它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。使用super().__init__()或parentClassName.__init__()

2：在调用基类的方法时，需要加上基类的类名前缀，且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数

3：Python总是首先查找对应类型的方法，如果它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。

如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作"多重继承" 。

语法：

派生类的声明，与他们的父类类似，继承的基类列表跟在类名之后。

多态

如果父类方法的功能不能满足需求，可以在子类重写父类的方法。实例对象调用方法时会调用其对应子类的重写后的方法

python3.3 类与继承小例

hon中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

class Base:
  def __init__(self):
    self.data=[]
  def add(self,x):
    self.data.append(x)
  def addtwice(self,x):
    self.add(x)
    self.add(x)

# child extends base
class Child(Base):
  def plus(self,a,b):
    return a+b

oChild=Child()
oChild.add("str1")
oChild.add(999)
oChild.addtwice(4)
print(oChild.data)
print(oChild.plus(2,3))