一、定义
1.面向对象编程(OOP)
面向对象编程(Object-oriented Programming,简称OOP)是一种编程范例,它提供了一种结构化程序的方法,以便将属性和行为捆绑到单个对象中。
例如,对象可以表示具有姓名属性,年龄,地址等的人,具有行走,说话,呼吸和跑步等行为。或者包含收件人列表,主题,正文等属性的电子邮件,以及添加附件和发送等行为。
换句话说,面向对象编程是一种, 可以为具体现实世界的事物建模的方法,如汽车以及公司和员工,学生和教师等事物之间的关系. OOP将现实世界的实体建模为软件对象,以及与之相关的数据,并可以执行某些功能。
另一种常见的编程范例是函数式编程,其构造类似于顺序执行的程序,因为它以函数和代码块的形式提供一组执行步骤,这些步骤一步步执行以完成任务。
关键的一点是,对象是面向对象编程范例的核心,不仅在函数编程中表示数据,而且在程序的整体结构中也是如此。
注意:由于Python是一种多范式编程语言(也就是说面向对象或者函数式编程都是可以的),您可以选择最适合手头问题的范例,在一个程序中混合使用不同的范例,和/或随着程序的发展从一种范例切换到另一种范例。
2.Python中的类
首先关注数据,每个事物或对象都是某个类的实例。
Python中可用的原始数据结构(如数字,字符串和列表)旨在分别表示简单的事物,例如某事物的成本,诗歌的名称和您喜欢的颜色。
如果你想代表更复杂的东西怎么办?
例如,假设您想跟踪许多不同的动物。如果您使用了列表,则第一个元素可以是动物的名称,而第二个元素可以表示其年龄。
你怎么知道哪个元素应该是哪个?如果你有100种不同的动物怎么办?你确定每只动物都有名字和年龄,等等吗?如果你想为这些动物添加其他属性怎么办?这就是为什么我们需要一个"类"(Class)。
类可以用来创建新的用户定义的数据结构,其中包含有关内容的任意信息。对于动物,我们可以创建一个Animal( )类来跟踪关于Animal的属性,如名称和年龄。
注意, 一个类只提供结构 - 它是应该如何定义某个东西的蓝图,但它实际上并不提供任何真实的内容. Animal( )类可以指定名称和年龄, 是定义动物所必需的,但它实际上不会包含特定动物的名字或年龄。
可以将"类"视为"某事物的定义".
3.Python实例(对象)
虽然类是蓝图,但实例是具有实际值的类的副本,字面上是属于特定类的对象。这不再是一个想法;它是一只真正的动物,就像一只名叫罗杰的狗,已经八岁了。
换句话说,类就像一个表格或问卷。它定义了所需的信息。填写表格后,您的特定副本就是该类的一个实例;它包含与您相关的实际信息。
您可以填写多个副本以创建许多不同的实例,但如果没有表单作为指导,您将会彻底迷失,不知道需要哪些信息。因此,在创建对象的单个实例之前,我们必须首先通过定义类来指定所需的内容。
二、创建和使用类
1.创建类
使用类几乎可以模拟任何东西。下面来编写一个表示小狗的简单类Dog——它表示的不是特
定的小狗,而是任何小狗。对于大多数宠物狗,我们都知道些什么呢?它们都有名字和年龄;我
们还知道,大多数小狗还会蹲下和打滚。由于大多数小狗都具备上述两项信息(名字和年龄)和
两种行为(蹲下和打滚),我们的Dog类将包含它们。这个类让Python知道如何创建表示小狗的对
象。编写这个类后,我们将使用它来创建表示特定小狗的实例。
dog.py
class Dog():
def __init__(self, name, age):
#初始化属性name和age
self.name = name
self.age = age
def sit(self):
#模拟小狗被命令时蹲下
print(self.name.title() + " is now sitting.")
def roll_over(self):
#模拟小狗被命令时打滚#
print(self.name.title() + " rolled over!")
2.根据类创建实例
可将类视为有关如何创建实例的说明。 Dog类是一系列说明,让Python知道如何创建表示特
定小狗的实例。
下面来创建一个表示特定小狗的实例:
my_dog = Dog('willie', 6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.")
My dog’s name is Willie.
My dog is 6 years old.
PS:遇到 object() takes no parameters,说明 init 写错了,因为是左右都是2个下划线。是左边两个,右边也是两个!!!
1. 访问属性
my_dog.name
my_dog.name.title()将my_dog的属性name的值’willie’改为首字母大写的; 在第2条print语句中,
str(my_dog.age)将my_dog的属性age的值6转换为字符串
2. 调用方法
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()
3. 创建多个实例
my_dog = Dog('willie', 6)
your_dog = Dog('lucy', 3)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.")
my_dog.sit()
print("\nYour dog's name is " + your_dog.name.title() + ".")
print("Your dog is " + str(your_dog.age) + " years old.")
your_dog.sit()
My dog’s name is Willie.
My dog is 6 years old.
Willie is now sitting.
Your dog’s name is Lucy.
Your dog is 3 years old.
Lucy is now sitting.
3.使用类和实例
3.1.给属性指定默认值
class Dog():
def __init__(self, name, age):
#初始化属性name和age
self.name = name
self.age = age
#给狗狗叫声属性指定默认值为“wangwang”
self.speek="wangwang"
def get_speek(self):
print("This dog bark:"+str(self.speek) + ".")
my_dog = Dog('willie', 6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
my_dog.get_speek()
My dog’s name is Willie.
This dog bark:wangwang.
3.2.修改属性的值
3.2.1 直接修改属性的值
要修改属性的值,最简单的方式是通过实例直接访问它。下面的代码直接将狗狗叫声设置为“wawu~”
my_dog.speek="wawu~"
my_dog.get_speek()
This dog bark:wawu~
3.2.2 通过方法修改属性的值
如果有替你更新属性的方法,将大有裨益。这样,你就无需直接访问属性,而可将值传递给一个方法,由它在内部进行更新。
下面的示例演示了一个名为update_speek()的方法:
class Dog():
--snip-- #为节省篇幅,不多加重复前面描述过的方法
def update_speek(self,speek):
self.speek=speek
my_dog.update_speek("aowu~")
my_dog.get_speek()
This dog bark:aowu~
注意!!!
--snip--只是为了笔记的简洁
例如:
class Dog():
--snip-- #为节省篇幅,不多加重复前面描述过的方法
你在需要运行编译的代码里面得补充完整
class Dog():
def __init__(self, name, age):
#初始化属性name和age
self.name = name
self.age = age
#给狗狗叫声属性指定默认值为“wangwang”
self.speek="wangwang"
def get_speek(self):
print("This dog bark:"+str(self.speek) + ".")
4.继承
继承是一个类采用另一个类的属性和方法的过程。新形成的类称为子类,子类派生的类称为父类。
重要的是要注意子类覆盖或扩展父类的功能(例如,属性和行为)。换句话说,子类继承了父项的所有属性和行为,但也可以添加不同行为。最基本的类是一个对象,通常所有其他类都继承为它们的父对象。
4.1 继承
狗公园示例
让我们假装我们在一个狗公园。有多个Dog对象, 发起不同的Dog行为,每个对象都有不同的属性。一般来说,这意味着有些狗正在跑步,而有些正在伸展,有些正在盯着其他狗。此外,每只狗都由它的主人命名,并且由于每只狗都是活生生的, 各个年龄段的都有。
将一只狗与另一只狗区分开来的另一种方法是什么?狗的品种怎么样:
class Dog:
def __init__(self, breed):
self.breed = breed
spencer = Dog("German Shepard")
print(spencer.breed)
sara = Dog("Boston Terrier")
print(sara.breed)
German Shepard
Boston Terrier
每种犬的行为略有不同。考虑到这些因素,让我们为每个品种创建单独的类。这些是父类Dog的子类。
4.2扩展父类的功能
运行下方代码:
class Dog:
# Class attribute
species = 'mammal'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def description(self):
return "{} is {} years old".format(self.name, self.age)
def speak(self, sound):
return "{} says {}".format(self.name, sound)
# Child class (inherits from Dog() class)
class RussellTerrier(Dog):
def run(self, speed):
return "{} runs {}".format(self.name, speed)
# Child class (inherits from Dog class)
class Bulldog(Dog):
def run(self, speed):
return "{} runs {}".format(self.name, speed)
# Child classes inherit attributes and
# behaviors from the parent class
jim = Bulldog("Jim", 12)
print(jim.description())
# Child classes have specific attributes
# and behaviors as well
print(jim.run("slowly"))
Jim is 12 years old
Jim runs slowly
您完成此程序时,请仔细阅读代码, 以搞清其中的原理,然后在运行程序之前,先在大脑中预测一下输出结果, 然后和真正的输出结果比对一下, 看看是否一致.
我们没有添加任何特殊属性或方法来区分RussellTerrier和Bulldog,但由于它们现在是两个不同的类,我们可以为它们添加一个速度的类属性。
4.3 确定是否父类
isinstance()函数用于确定实例是否也是某个父类的实例。
# Parent class
class Dog:
# Class attribute
species = 'mammal'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def description(self):
return "{} is {} years old".format(self.name, self.age)
def speak(self, sound):
return "{} says {}".format(self.name, sound)
# Child class (inherits from Dog() class)
class RussellTerrier(Dog):
def run(self, speed):
return "{} runs {}".format(self.name, speed)
# Child class (inherits from Dog() class)
class Bulldog(Dog):
def run(self, speed):
return "{} runs {}".format(self.name, speed)
# Child classes inherit attributes and
# behaviors from the parent class
jim = Bulldog("Jim", 12)
print(jim.description())
# Child classes have specific attributes
# and behaviors as well
print(jim.run("slowly"))
# Is jim an instance of Dog()?
print(isinstance(jim, Dog))
# Is julie an instance of Dog()?
julie = Dog("Julie", 100)
print(isinstance(julie, Dog))
# Is johnny walker an instance of Bulldog()
johnnywalker = RussellTerrier("Johnny Walker", 4)
print(isinstance(johnnywalker, Bulldog))
# Is julie and instance of jim?
print(isinstance(julie, jim))
Jim is 12 years old
Jim runs slowly
True
True
False
TypeError Traceback (most recent call last)
in ()
51 # Is julie and instance of jim?
----> 52 print(isinstance(julie, jim))
TypeError: isinstance() arg 2 must be a type or tuple of types
jim和julie都是Dog()类的实例,而johnnywalker不是Bulldog()类的实例。然后作为一个完整性检查,我们测试了julie是否是jim的实例,这是不可能的,因为jim是类的实例而不是类本身 - 因此是TypeError的原因。
4.4 覆盖父类的功能
请记住,子类也可以覆盖父类的属性和行为。举些例子:
class Dog:
species = 'mammal'
class SomeBreed(Dog):
--snip--
class SomeOtherBreed(Dog):
species = 'reptile'
frank = SomeBreed()
print(frank.species)
beans = SomeOtherBreed()
print(beans.species)
mammal
reptile
SomeBreed()类从父类继承物种,而SomeOtherBreed()类覆盖物种,将其设置为爬行动物
PS:上述代码适合python3,python2版本需要稍加修改
定义新类时,Python 3隐式使用object作为父类。所以以下两个定义是等价的:
class Dog(object):
pass
# In Python 3, this is the same as:
class Dog:
pass
注意:在Python 2.x中,新风格类和旧风格类之间存在区别。不在这里详细介绍,但是通常希望您将对象指定为父类,以确保在编写Python 2 OOP代码时定义新样式类。