《Python编程：从入门到实践》学习笔记（5：类)
目录
9 类
9.1 创建和使用类
9.1.1 创建一个简单类
9.1.2 根据类创建实例
9.2 使用类和实例
9.2.1 创建另一个新的类
9.2.2 给属性指定默认值
9.2.3 修改属性的值
9.3 继承
9.3.1 子类的方法__init__()
9.3.2 Python 2.7中的继承
9.3.3 给子类定义属性和方法
9.3.4 重写父类的方法
9.3.5 将实例用作属性
9.3.6 模拟实物
9.4 导入类
9.4.1 导入单个类
9.4.2 在一个模块中存储多个类
9.4.3 从一个模块中导入多个类
9.4.4 导入整个模块
9.4.5 导入模块中的所有类
9.4.6 在一个模块中导入另一个模块
9.5 Python 标准库
9 类
面向对象编程是最有效的软件编写方法之一。根据类来创建对象被称为 实例化，这让你能够使用类的实例。
9.1 创建和使用类
9.1.1 创建一个简单类
根据Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。赋予了每条小狗蹲下（sit()）和打滚（roll_over()）的能力：
class Dog(): # 定义了一个名为 Dog 的类
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
def __init__(self, name, age):
#方法 __init__() 定义成了包含三个形参： self 、 name 和 age
"""初始化属性name和age"""
self.name = name #定义的两个变量都有前缀 self
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!")1. 方法 __init__()
类中的函数称为方法；开头和末尾各有两个下划线，避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。
def __init__(self, name, age):
#方法 __init__()定义成了包含三个形参：self、name和age在这个方法的定义中，形参 self 必不可少，还必须位于其他形参的前面。Python调用这个 __init__() 方法来创建 Dog 实例时，将自动传入实参 self，因此我们不需要传递它。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参 self ，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。每当我们根据 Dog 类创建实例时，都只需给最后两个形参（ name 和 age ）提供值
以 self 为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，我们还可以通过类的任何实例来访问这些变量。 self.name = name 获取存储在形参 name 中的值，并将其存储到变量 name 中，然后该变量被关联到当前创建的实例。
像这样可通过实例访问的变量称为属性
# Dog类还定义了另外两个方法：sit()和roll_over()
def sit(self):
"""模拟小狗被命令时蹲下"""
def roll_over(self):
"""模拟小狗被命令时打滚"""2. 在Python 2.7中创建类
在Python 2.7中创建类时，需要做细微的修改——在括号内包含单词 object：
class ClassName (object):9.1.2 根据类创建实例
创建一个表示特定小狗的实例：
class Dog():# 如前文创建Dog类所示
snip --
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.")我们通常可以认为首字母大写的名称（如Dog ）指的是类，而小写的名称（如 my_dog ）指的是根据类创建的实例。
1. 访问属性
要访问实例的属性，可使用句点表示法。
my_dog.name2. 调用方法
根据 Dog 类创建实例后，就可以使用句点表示法来调用 Dog 类中定义的任何方法。
3. 创建多个实例
可按需求根据类创建任意数量的实例。如
my_dog = Dog('willie', 6) # 第2个实例
your_dog = Dog('lucy', 3) # 第2个实例9.2 使用类和实例
可以直接修改实例的属性，也可以编写方法以特定的方式进行修改。
9.2.1 创建另一个新的类
#创建另一个新的类
class Car():
"""一次模拟汽车的简单尝试"""
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化描述汽车的属性"""
self.make = make
self.model = model
self.year = year
# 添加一个名为 odometer_reading 的属性，其初始值总是为0。
self.odometer_reading = 0
def get_descriptive_name(self):
"""返回整洁的描述性信息"""
long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
return long_name.title()
# 添加了一个名为read_odometer()的方法，用于读取汽车的里程表
def read_odometer(self):
"""打印一条指出汽车里程的消息"""
print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")
# 下面的示例演示了一个名为 update_odometer() 的方法：
def update_odometer(self, mileage):
"""将里程表读数设置为指定的值"""
self.odometer_reading = mileage
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
#直接通过实例将该属性的值设置为23
my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.update_odometer(23)
my_new_car.read_odometer()
9.2.2 给属性指定默认值
类中的每个属性都必须有初始值。
# 添加一个名为 odometer_reading 的属性，其初始值总是为0。
self.odometer_reading = 0
# 添加了一个名为read_odometer()的方法，用于读取汽车的里程表
def read_odometer(self):
"""打印一条指出汽车里程的消息"""
print("This car has " + str(self.odometer_reading) + "miles on it.")
my_new_car.read_odometer()
9.2.3 修改属性的值
可以以三种不同的方式修改属性的值：直接通过实例进行修改；通过方法进行设置；通过方法进行递增（增加特定的值）。
1. 直接通过实例修改属性的值
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.odometer_reading = 23 #直接通过实例将该属性的值设置为23
my_new_car.read_odometer()
2. 通过方法修改属性的值
class Car():
…….
# 下面的示例演示了一个名为 update_odometer() 的方法：
def update_odometer(self, mileage):
"""
将里程表读数设置为指定的值
禁止将里程表读数往回调
"""
if mileage >= self.odometer_reading:
self.odometer_reading = mileage
else:
print("You can't roll back an odometer!")
# 调用了 update_odometer()，实参23
my_new_car.update_odometer(23)3. 通过方法对属性的值进行递增
class Car():
-- snip - -
def update_odometer(self, mileage):
-- snip -
# 将属性值递增特定的量，而不是将其设置为全新的值
def increment_odometer(self, miles):
"""将里程表读数增加指定的量"""
self.odometer_reading += miles
# 创建了一辆二手车—— my_used_car
my_used_car = Car('subaru', 'outback', 2013)
print(my_used_car.get_descriptive_name())
# 调用方法update_odometer() 并传入23500，将这辆二手车的里程表读数设置为23500
my_used_car.update_odometer(23500)
my_used_car.read_odometer()
# 调用 increment_odometer() 并传入100，以增加从购买到登记期间行驶的100英里
my_used_car.increment_odometer(100)
my_used_car.read_odometer()
9.3 继承
如果你要编写的类是另一个现成类的特殊版本，可使用继承。一个类继承另一个类时，它将自动获得另一个类的所有属性和方法；原有的类称为父类，而新类称为子类。子类继承了其父类的所有属性和方法，同时还可以定义自己的属性和方法。
9.3.1 子类的方法__init__()
创建子类的实例时，首先需要完成的任务是给父类的所有属性赋值。为此，子类的方法 __init__() 需要父类施以援手。
电动汽车是一种特殊的汽车，因此我们可以在前面创建的 Car类的基础上创建新类 ElectricCar，这样我们就只需为电动汽车特有的属性和行为编写代码。
# 电动汽车是一种特殊的汽车，因此我们可以在前面创建的 Car类的基础上创建新类 ElectricCar，
# 这样我们就只需为电动汽车特有的属性和行为编写代码。
# 创建子类时，父类必须包含在当前文件中，且位于子类前面。（见上节代码）
# 定义子类时，必须在括号内指定父类的名称
class ElectricCar(Car):
"""电动汽车的独特之处"""
# 方法__init__()接受创建Car实例所需的信息
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化父类的属性"""
# super()是一个特殊函数，帮助Python将父类和子类关联起来。
super().__init__(make, model, year)
# 添加新属性 self.battery_size ，并设置其初始值（如 70 ）
self.battery_size = 70
# 添加了一个名为describe_battery()的方法，它打印有关电瓶的信息。
def describe_battery(self):
"""打印一条描述电瓶容量的消息"""
print("This car has a" + str(self.battery_size)+"-kWh battery.")
# 创建 ElectricCar 类的一个实例，并将其存储在变量 my_tesla 中
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()
# super()是一个特殊函数，帮助Python将父类和子类关联起来。
super().__init__(make, model, year)
9.3.2 Python 2.7中的继承
class Car(object):
def __init__(self, make, model, year):
-- snip --
class ElectricCar(Car):
def __init__(self, make, model, year):
super(ElectricCar, self).__init__(make, model, year)
-- snip --函数 super() 需要两个实参：子类名和对象 self 。为帮助Python将父类和子类关联起来，这些实参必不可少。另外，在Python 2.7中使用继承时，务必在定义父类时在括号内指定 object。
9.3.3 给子类定义属性和方法
让一个类继承另一个类后，可添加区分子类和父类所需的新属性和方法。
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化父类的属性"""
# super()是一个特殊函数，帮助Python将父类和子类关联起来。
super().__init__(make, model, year)
# 添加新属性 self.battery_size ，并设置其初始值（如 70 ）
self.battery_size = 70
# 添加了一个名为describe_battery()的方法，它打印有关电瓶的信息。
def describe_battery(self):
"""打印一条描述电瓶容量的消息"""
print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")9.3.4 重写父类的方法
对于父类的方法，只要它不符合子类模拟的实物的行为，可对其进行重写。可在子类中定义一个这样的方法，即它与要重写的父类方法同名。这样，Python将只关注你在子类中定义的相应方法。
假设 Car 类有一个名为 fill_gas_tank() 的方法，它对全电动汽车来说毫无意义，因此你可能想重写它。
def ElectricCar(Car):
-- snip --
def fill_gas_tank():
"""电动汽车没有油箱"""
print("This car doesn't need a gas tank!")Python将忽略 Car 类（父类）中的方法fill_gas_tank()，转而运行上述（子类）代码。
9.3.5 将实例用作属性
可以将大型类拆分成多个协同工作的小类。
不断给 ElectricCar 类添加细节时，我们可能会发现其中包含很多专门针对汽车电瓶的属性和方法。在这种情况下，我们可将这些属性和方法提取出来，放到另一个名为 Battery 的类中，并将一个 Battery 实例用作 ElectricCar 类的一个属性。
class Car():
-- snip --
class Battery(): # 定义了一个名为 Battery 的新类，它没有继承任何类
"""一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试"""
def __init__(self, battery_size=70):
"""初始化电瓶的属性"""
self.battery_size = battery_size
def describe_battery(self):
"""打印一条描述电瓶容量的消息"""
print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")
class ElectricCar(Car):
"""电动汽车的独特之处"""
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化父类的属性，再初始化电动汽车特有的属性"""
super().__init__(make, model, year)
self.battery = Battery() # 添加了一个名为self.battery的属性
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
self.battery = Battery() # 添加了一个名为self.battery的属性这行代码让Python创建一个新的 Battery 实例，并将该实例存储在属性self.battery 中。每当方法 __init__() 被调用时，都将执行该操作；因此现在每个 ElectricCar 实例都包含一个自动创建的 Battery 实例。
my_tesla.battery.describe_battery()这行代码让Python在实例 my_tesla 中查找属性 battery ，并对存储在该属性中的 Battery 实例调用方法 describe_battery()。
9.3.6 模拟实物
9.4 导入类
Python允许你将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。
9.4.1 导入单个类
from car import Carimport 语句让Python打开模块 car，并导入其中的 Car 类。
9.4.2 在一个模块中存储多个类
可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。
9.4.3 从一个模块中导入多个类
可根据需要在程序文件中导入任意数量的类。从一个模块中导入多个类时，用逗号分隔了各个类。导入必要的类后，就可根据需要创建每个类的任意数量的实例。
from car import Car, ElectricCar9.4.4 导入整个模块
可以导入整个模块，再使用句点表示法访问需要的类
import car # 导入整个模块
my_beetle = car.Car('volkswagen', 'beetle', 2016) # 句点表示法访问car中的Car类9.4.5 导入模块中的所有类
from module_name import *不推荐使用这种导入方式
需要从一个模块中导入很多类时，最好导入整个模块，并使用 module_name.class_name 语法来访问类。
9.4.6 在一个模块中导入另一个模块
可将类存储在多个模块中时，一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。可在前一个模块分别从每个模块中导入类。
9.5 Python 标准库
Python标准库是一组模块，安装的 Python 都包含它。
使用标准库中的任何函数和类，为此只需在程序开头包含的 import 语句。
如，要创建字典并记录其的键—值对的添加顺序，可使用模块collections中的OrderedDict 类。OrderedDict 实例的行为几乎与字典相同，区别只在于记录了键—值对的添加顺序。
from collections import OrderedDict