Python语言面向对象概念之实例、类对象、类属性、类方法、静态方法

实用主义学Python（小白也容易上手的Python实用案例）

一、实例

1. 使用面向对象方式进行程序开发，首先是设计类；
2. 其次是使用**类名()**创建对象，而创建对象又分为两步：
   （1）使用__new__()方法在内存中为对象分配空间；
   （2）调用初始化方法__init__()为对象初始化；
3. 对象创建后，内存中就有了一个对象的实实在在的存在，即实例。

因此，通常也会把：

1. 创建出来的对象叫做类的实例；
2. 创建对象的动作叫做实例化；
3. 对象的属性叫做实例属性；
4. 对象调用的方法叫做实例方法。

结论：

• 每一个对象都有自己独立的内存空间，保存各自不同的实例属性；
• 多个对象的方法，在内存中只有一份，在调用实例方法时，需要把对象的引用传递给实例方法。

二、类对象

1. 概念简介

在Python中，一切皆对象：

• class AAA:语法定义的类为类对象；
• obj = AAA()语法创建实例对象。
• 程序运行时，类同样会被加载到内存中；
• 程序运行时，类对象在内存中只有一份，使用一个类可以创建出多个实例对象，且所有实例对象共用保存在类对象中的一份实例方法；
• 类对象可以拥有自己的属性和方法：
  • 类属性
  • 类方法
• 通过类名.的方式可以访问类的属性或者调用类的方法。

2. 定义使用

• 类属性是给类对象定义的属性；
• 类属性用来记录与这个类相关的特征；
• 类属性不会用于记录具体对象的特征。

如下面代码实现这样的需求：

• 定义一个工具类；
• 每件工具都有name实例属性；
• 需要知道通过这个类创建了多少个工具对象。

class Tool(object):

    # 使用赋值语句定义类属性，记录所有工具对象的数量
    count = 0

    def __init__(self, name):
        self.name = name

        # 让类属性的值+1
        Tool.count += 1


# 1. 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("水桶")

# 2.输出工具对象的总数
print(Tool.count)

对于Python中提供的用于访问类属性的机制，需要注意的是：

• 可以通过两种方式访问类属性：
  • 类名.类属性
  • 对象.类属性（这涉及所谓Python中的属性获取向上查找机制，即通过对象.属性未找到实例属性时，解释器会查到是否有同名类属性，但不推荐使用这种方式，原因如下）。
• 如果使用对象.类属性 = 值这样的语句，只会给对象添加一个属性，而不会影响到类属性的值。

三、类方法

1. 概念简介

• 类方法就是针对类对象定义的方法。在类方法内部可以直接访问类属性或者调用其他的类方法；
• 定义类方法需要使用装饰器@classmethod来标识，用以告诉解释器这是一个类方法；
• 类方法的第一个参数应该是cls，由哪一个类来调用类方法，方法内的cls就是哪一个类的引用，这个参数和实例方法中的第一个参数self类似。

2. 定义使用

class Tool(object):

    # 使用赋值语句定义类属性，记录所有工具对象的数量
    count = 0

    @classmethod
    def show_tool_count(cls):

        print("工具对象的数量%d" % cls.count)

    def __init__(self, name):
        self.name = name

        # 让类属性的值+1
        Tool.count += 1


# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")

# 调用类方法
Tool.show_tool_count()

四、静态方法

1. 概念简介

如果需要在类中封装一个方法，但是这个方法，既不需要访问实例属性或者调用实例方法，又不需要访问类属性或者调用类方法，这个时候，可以把这个方法封装成一个静态方法。

定义静态方法需要通过装饰器@staticmethod来进行标识，且定义时既不需要指定self参数、也不需要指定cls参数，通过类名.静态方法名来调用静态方法。

2. 定义使用

class Dog(object):

    @staticmethod
    def run():
        # 不访问实例属性/类属性
        print("小狗要跑...")


# 通过类名.调用静态方法 - 不需要创建对象
Dog.run()

五、方法综合案例

1. 案例需求

• 设计一个Game类；
• Game类的属性情况为：
  • 定义一个类属性top_score记录历史最高分；
  • 定义一个实例属性player_name记录当前游戏的玩家姓名；
• Game类的方法情况为：
  • 静态方法show_help用来显示游戏帮助信息；
  • 类方法show_top_score显示历史最高分；
  • 实例方法start_game开始当前玩家的游戏。
• 主程序的步骤为：
  • 查看帮助信息；
  • 查看历史最高分；
  • 创建游戏对象，开始游戏。

2. 代码实现

对照下列类图，有如下代码：

class Game(object):

    # 类属性 - 历史最高分
    top_score = 0

    # 实例属性 - 玩家姓名
    def __init__(self, player_name):
        self.player_name = player_name

    # 静态方法 - 显示游戏帮助信息
    @staticmethod
    def show_help():
        print("帮助信息：让僵尸进入大门！")

    # 类方法 - 显示历史最高分
    @classmethod
    def show_top_score(cls):
        print("历史记录%d" % cls.top_score)

    # 实例方法 - 开始游戏
    def start_game(self):
        print("%s开始游戏啦！" % self.player_name)


# 1.查看游戏帮助信息
Game.show_help()

# 2.查看历史最高分
Game.show_top_score()

# 3.创建游戏对象
gamer = Game("小明")
gamer.start_game()

五、参考资料

本文主要参考网络教程。