Python基础学习(三)面向对象

本篇文章介绍python的类,面向对象的思想。

和其它编程语言相比,Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。

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类相比其他的不同有以下几个特点:
1、self参数作为对象参数,class里面每个函数都会有一个参数self(后面详细介绍)
2、__init__初始化函数,类似于构造函数。
3、多了一些内置的方法,我们都可以给他重构。

#!/usr/bin/python3
 
class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'
 
# 实例化类
x = MyClass()
 
# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为:", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为:", x.f())

类的属性方法

属性就类似于C++中类的成员变量,有私有有共有。python也是一样。
私有属性
私有属性变量前面有两个下划线。例如__count代表一个私有成员。公有属性没有前置下划线。例如count、a。

class People:
	__age = 12#私有成员
	name = "Jack"#公有成员

方法类似于C++中的函数。python的方法需要传入一个self代表某个类,调用的时候A.function1(b,c)其中A就是哪个self无需在括号里传值。如下例子
定义了两个函数一个时getname一个时setname,
getname设置参数为self,调用时直接A.get_name()就能获取到它的年龄,函数体里面改变成员变量用self.name即可。

class People:
	__age = 12#私有成员
	name = "Jack"#公有成员
	def get_name(self):
		return self.name
	def set_name(self,str):
		self.name = str
People A
A.name()

	

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

专用方法
在类中有一系列专用方法,一般的类都会有的方法,也是类特有的方法,一般用到比较多的时构造函数init,在c++中也有,做初始化处理。再有就是打印函数用来打印结果repr。这些函数我们都可以重新构造。

__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
__truediv__: 除运算
__mod__: 求余运算
__pow__: 乘方

继承

继承也是类中的一个重要概念,在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用python也有继承这个规则

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

在子类中可以重写方法,则调用字类时运行字类的新方法。

封装

封装与扩展性
封装在于明确区分内外,使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而外部使用用者只知道一个接口(函数),只要接口(函数)名、参数不变,使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说,只要接口这个基础约定不变,则代码改变不足为虑。

多态

多态指的是一类事物有多种形态

动物有多种形态:人,狗,猪

(附录)面向对象常用术语

抽象/实现

抽象指对现实世界问题和实体的本质表现,行为和特征建模,建立一个相关的子集,可以用于 绘程序结构,从而实现这种模型。抽象不仅包括这种模型的数据属性,还定义了这些数据的接口。

对某种抽象的实现就是对此数据及与之相关接口的现实化(realization)。现实化这个过程对于客户 程序应当是透明而且无关的。

封装/接口

封装描述了对数据/信息进行隐藏的观念,它对数据属性提供接口和访问函数。通过任何客户端直接对数据的访问,无视接口,与封装性都是背道而驰的,除非程序员允许这些操作。作为实现的 一部分,客户端根本就不需要知道在封装之后,数据属性是如何组织的。在Python中,所有的类属性都是公开的,但名字可能被“混淆”了,以阻止未经授权的访问,但仅此而已,再没有其他预防措施了。这就需要在设计时,对数据提供相应的接口,以免客户程序通过不规范的操作来存取封装的数据属性。

注意:封装绝不是等于“把不想让别人看到、以后可能修改的东西用private隐藏起来”

真正的封装是,经过深入的思考,做出良好的抽象,给出“完整且最小”的接口,并使得内部细节可以对外透明

(注意:对外透明的意思是,外部调用者可以顺利的得到自己想要的任何功能,完全意识不到内部细节的存在)

合成

合成扩充了对类的 述,使得多个不同的类合成为一个大的类,来解决现实问题。合成 述了 一个异常复杂的系统,比如一个类由其它类组成,更小的组件也可能是其它的类,数据属性及行为, 所有这些合在一起,彼此是“有一个”的关系。

派生/继承/继承结构

派生描述了子类衍生出新的特性,新类保留已存类类型中所有需要的数据和行为,但允许修改或者其它的自定义操作,都不会修改原类的定义。
继承描述了子类属性从祖先类继承这样一种方式
继承结构表示多“代”派生,可以述成一个“族谱”,连续的子类,与祖先类都有关系。

泛化/特化

基于继承
泛化表示所有子类与其父类及祖先类有一样的特点。
特化描述所有子类的自定义,也就是,什么属性让它与其祖先类不同。

多态与多态性

多态指的是同一种事物的多种状态:水这种事物有多种不同的状态:冰,水蒸气

多态性的概念指出了对象如何通过他们共同的属性和动作来操作及访问,而不需考虑他们具体的类。

冰,水蒸气,都继承于水,它们都有一个同名的方法就是变成云,但是冰.变云(),与水蒸气.变云()是截然不同的过程,虽然调用的方法都一样

自省/反射

自省也称作反射,这个性质展示了某对象是如何在运行期取得自身信息的。如果传一个对象给你,你可以查出它有什么能力,这是一项强大的特性。如果Python不支持某种形式的自省功能,dir和type内建函数,将很难正常工作。还有那些特殊属性,像__dict__,name__及__doc

参考文献

[1]菜鸟教程面向对象http://www.runoob.com/python3/python3-class.html
[2]面向对象介绍https://www.cnblogs.com/wangmo/p/7751199.html

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