面向对象编程（Python版详解）

python版，面向对象编程分三篇给大家介绍，这是第一篇，欢迎阅读学习，一起进步

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• Python专栏请参考：人生苦短-我学python

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一.面向对象编程介绍

• 如今主流的软件开发思想有两种：一个是面向过程，另一个是面向对象。面向过程出现得较早，典型代表为C语言，开发中小型项目的效率很高，但是很难适用于如今主流的大中型项目开发场景。面向对象则出现得更晚一些，典型代表为Java或C++等语言，更加适合用于大型开发场景。两种开发思想各有长短。
• 对于面向过程的思想： 需要实现一个功能的时候,看重的是开发的步骤和过程,每一个步骤都需要自己亲力亲为,需要自己编写代码(自己来做)
• 对于面向对象的思想：当需要实现一个功能的时候,看重的并不是过程和步骤,而是关心谁帮我做这件事(偷懒,找人帮我做)
• 面向对象的三大特征有：封装性、继承性、多态性。

生活举例

• 洗衣服

• 面向过程（手洗）：脱衣服、找一个盆、加水、加洗衣粉、浸泡30分钟、搓洗、拧衣服、倒掉水、再加水、漂洗、拧衣服、倒掉水、晾衣服。

• 面向对象（机洗）：脱衣服、放入洗衣机、按下开关、拿出衣服晾晒。

• 买电脑

• 面向过程（自己买）：需要电脑、查询参数信息、横向比较机型、了解打折信息、与店家讨价还价、下单、收快递、开机验货、确认收货。

• 面向对象（找人买）：需要电脑、找秘书帮我买、收电脑。

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二.类和对象

面向对象编程的2个非常重要的概念：类和对象

• 对象是面向对象编程的核心，在使用对象的过程中，为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义，提出了另外一个新的概念——类
• 面向对象的语言当中，“类”就是用来模拟现实事物的。
• 类：抽象的，是一张“手机设计图”。
• 对象：具体的，是一个“真正的手机实例”。

• 小结：类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在。一个类可以找到多个对象。

人以类聚 物以群分。
具有相似内部状态和运动规律的实体的集合(或统称为抽象)。
具有相同属性和行为事物的统称

• 类就相当于制造飞机时的图纸，用它来进行创建的飞机就相当于对象 类是一类事物，对象即是这类事物实现

• 类中也有属性、行为两个组成部分，而“对象”是类的具体实例
• 属性：事物的特征描述信息，用于描述某个特征“是什么”。
• 行为：事物的能力行动方案，用于说明事物“能做什么”。

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三.类的构成

• 类(Class) 由3个部分构成

类的名称:类名
类的属性:一组数据
类的方法:允许对进行操作的方法 (行为)

• 案例

1）人类设计:

事物名称(类名):人(Person)
属性:身高(height)、年龄(age)
方法(行为/功能):跑(run)、打架(fight)

2）狗类的设计

类名:狗(Dog)
属性:品种 、毛色、性别、名字、 腿儿的数量
方法(行为/功能):叫 、跑、咬人、吃、摇尾巴

• 类的抽象
• 如何把日常生活中的事物抽象成程序中的类?
• 拥有相同(或者类似)属性和行为的对象都可以抽像出一个类
• 方法:一般名词都是类(名词提炼法)

案例：坦克发射3颗炮弹轰掉了2架飞机

• 坦克—可以抽象成类
• 炮弹—以抽象成类
• 飞机—可以抽象成类

案例：如下植物大战僵尸可以抽象为几个类

向日葵
类名: xrk
属性: 颜色
行为: 放阳光

豌豆
类名: wd
属性: 颜色 、发型,血量
行为:发炮, 摇头

坚果:
类名:jg
属性:血量 类型
行为:阻挡;

僵尸:
类名:js
属性:颜色、血量、 类型、速度
行为:走 跑跳 吃 死

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四.定义类 和 创建对象

• 定义一个类，格式如下：

class 类名:
    方法列表

• demo：定义一个Hero类

# class Hero:  # 经典类（旧式类）定义形式
# class Hero():

class Hero(object):  # 新式类定义形式
    def info(self):
        print("英雄各有见，何必问出处。")

• 说明：
• ①定义类时有2种形式：新式类和经典类，上面代码中的Hero为新式类，前两行注释部分则为经典类；
• ②object 是Python 里所有类的最顶级父类；
• ③类名 的命名规则按照"大驼峰命名法"；
• ④info 是一个实例方法，第一个参数一般是self，表示实例对象本身，当然了可以将self换为其它的名字，其作用是一个变量这个变量指向了实例对象

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• python中，可以根据已经定义的类去创建出一个或多个对象。
• 创建对象的格式为:

对象名1 = 类名()
对象名2 = 类名()
对象名3 = 类名()

• 创建对象demo:

class Hero(object):  # 新式类定义形式
    """info 是一个实例方法，类对象可以调用实例方法，实例方法的第一个参数一定是self"""
    def info(self):
        """当对象调用实例方法时，Python会自动将对象本身的引用做为参数，
            传递到实例方法的第一个参数self里"""
        print(self) 
        print("self各不同，对象是出处。")


# Hero这个类 实例化了一个对象  taidamier(泰达米尔)
taidamier = Hero()

# 对象调用实例方法info()，执行info()里的代码
# . 表示选择属性或者方法
taidamier.info()

print(taidamier)  # 打印对象，则默认打印对象在内存的地址，结果等同于info里的print(self)
print(id(taidamier))  # id(taidamier) 则是内存地址的十进制形式表示

<__main__.Hero object at 0x036EB0D0>
self各不同，对象是出处。
<__main__.Hero object at 0x036EB0D0>
57585872

• 小结：当创建一个对象时，就是用一个模子，来制造一个实物

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五.对象属性获取

对象既然有实例方法，是否也可以有自己的属性?

• 添加和获取对象的属性

class Hero(object):
    """定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""
    def move(self):
        """实例方法"""
        print("正在前往事发地点...")

    def attack(self):
        """实例方法"""
        print("发出了一招强力的普通攻击...")

# 实例化了一个英雄对象 泰达米尔
taidamier = Hero()

# 给对象添加属性，以及对应的属性值
taidamier.name = "泰达米尔"  # 姓名
taidamier.hp = 2600  # 生命值
taidamier.atk = 450  # 攻击力
taidamier.armor = 200  # 护甲值

# 通过.成员选择运算符，获取对象的属性值
print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (taidamier.name, taidamier.hp))
print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (taidamier.name, taidamier.atk))
print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (taidamier.name, taidamier.armor))

# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.move()
taidamier.attack()

英雄 泰达米尔 的生命值 :2600
英雄 泰达米尔 的攻击力 :450
英雄 泰达米尔 的护甲值 :200
正在前往事发地点...
发出了一招强力的普通攻击...

对象创建并添加属性后，能否在类的实例方法里获取这些属性呢？如果可以的话，应该通过什么方式？

• 在方法内通过self获取对象属性

class Hero(object):
    """定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""
    def move(self):
        """实例方法"""
        print("正在前往事发地点...")

    def attack(self):
        """实例方法"""
        print("发出了一招强力的普通攻击...")

    def info(self):
        """在类的实例方法中，通过self获取该对象的属性"""
        print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))
        print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))
        print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))


# 实例化了一个英雄对象 泰达米尔
taidamier = Hero()

# 给对象添加属性，以及对应的属性值
taidamier.name = "泰达米尔"  # 姓名
taidamier.hp = 2600  # 生命值
taidamier.atk = 450  # 攻击力
taidamier.armor = 200  # 护甲值

# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.info()  # 只需要调用实例方法info()，即可获取英雄的属性
taidamier.move()
taidamier.attack()

英雄 泰达米尔 的生命值 :2600
英雄 泰达米尔 的攻击力 :450
英雄 泰达米尔 的护甲值 :200
正在前往事发地点...
发出了一招强力的普通攻击...

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六.魔法方法__init__()

创建对象后再去添加属性有点不合适，有没有简单的办法，可以在创建对象的时候，就已经拥有这些属性？

class Hero(object):
    """定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""
    # Python 的类里提供的，两个下划线开始，两个下划线结束的方法，就是魔法方法，__init__()就是一个魔法方法，通常用来做属性初始化 或 赋值 操作。
    # 如果类面没有写__init__方法，Python会自动创建，但是不执行任何操作，
    # 如果为了能够在完成自己想要的功能，可以自己定义__init__方法，
    # 所以一个类里无论自己是否编写__init__方法 一定有__init__方法。

    def __init__(self):
        """ 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作，在类实例化对象的时候，会被自动调用"""
        self.name = "泰达米尔" # 姓名
        self.hp = 2600 # 生命值
        self.atk = 450  # 攻击力
        self.armor = 200  # 护甲值

    def info(self):
        """在类的实例方法中，通过self获取该对象的属性"""
        print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))
        print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))
        print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))

    def move(self):
        """实例方法"""
        print("正在前往事发地点...")

    def attack(self):
        """实例方法"""
        print("发出了一招强力的普通攻击...")


# 实例化了一个英雄对象，并自动调用__init__()方法
taidamier = Hero()

# 通过.成员选择运算符，获取对象的实例方法
taidamier.info() # 只需要调用实例方法info()，即可获取英雄的属性
taidamier.move()
taidamier.attack()

英雄 泰达米尔 的生命值 :2600
英雄 泰达米尔 的攻击力 :450
英雄 泰达米尔 的护甲值 :200
正在前往事发地点...
发出了一招强力的普通攻击...

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• 有参数的__init__()方法

class Hero(object):
    """定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""

    def __init__(self, name, skill, hp, atk, armor):
        """ __init__() 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作"""
        # 英雄名
        self.name = name
        # 技能
        self.skill = skill
        # 生命值：
        self.hp = hp
        # 攻击力
        self.atk = atk
        # 护甲值
        self.armor = armor

    def move(self):
        """实例方法"""
        print("%s 正在前往事发地点..." % self.name)

    def attack(self):
        """实例方法"""
        print("发出了一招强力的%s..." % self.skill)

    def info(self):
        print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))
        print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))
        print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))


# 实例化英雄对象时，参数会传递到对象的__init__()方法里
taidamier = Hero("泰达米尔", "旋风斩", 2600, 450, 200)
gailun = Hero("盖伦", "大宝剑", 4200, 260, 400)

# 直接输出对象即为地址
print(gailun)
# <__main__.Hero object at 0x0318B100>
print(taidamier)
# <__main__.Hero object at 0x0318B0D0>

# 不同对象的属性值的单独保存
print(id(taidamier.name))
print(id(gailun.name))

# 同一个类的不同对象，实例方法共享
print(id(taidamier.move()))
# 泰达米尔 正在前往事发地点...
# 2045877480
print(id(gailun.move()))
# 盖伦 正在前往事发地点...
# 2045877480

• 输出结果

<__main__.Hero object at 0x0318B100>
<__main__.Hero object at 0x0318B0D0>
51928864
51928912
泰达米尔 正在前往事发地点...
2045877480
盖伦 正在前往事发地点...
2045877480

• 如果是属性则直接输出其地址值，如果是方法则先执行方法在输出地址值
• 通过一个类，可以创建多个对象，就好比通过一个模具创建多个实体一样
• init(self)中，默认有1个参数名字为self，如果在创建对象时传递了2个实参，那么__init__(self)中出了self作为第一个形参外还需要2个形参，例如__init__(self,x,y)

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• 注意：
• ①在类内部获取 属性 和 实例方法，通过self获取；
• ②在类外部获取 属性 和 实例方法，通过对象名获取。
• ③如果一个类有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有各自独立的地址；
• ④但是实例方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间。类会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法。

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七.魔法方法__str__()

• 当使用print输出对象的时候，默认打印对象的内存地址。如果类定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中 return 的数据

class Hero(object):
    """定义了一个英雄类，可以移动和攻击"""

    def __init__(self, name, skill, hp, atk, armor):
        """ __init__() 方法，用来做变量初始化 或 赋值 操作"""
        # 英雄名
        self.name = name  # 实例变量
        # 技能
        self.skill = skill
        # 生命值：
        self.hp = hp   # 实例变量
        # 攻击力
        self.atk = atk
        # 护甲值
        self.armor = armor

    def move(self):
        """实例方法"""
        print("%s 正在前往事发地点..." % self.name)

    def attack(self):
        """实例方法"""
        print("发出了一招强力的%s..." % self.skill)

    # def info(self):
    #     print("英雄 %s 的生命值 :%d" % (self.name, self.hp))
    #     print("英雄 %s 的攻击力 :%d" % (self.name, self.atk))
    #     print("英雄 %s 的护甲值 :%d" % (self.name, self.armor))


    def __str__(self):
        """
            这个方法是一个魔法方法 (Magic Method) ，用来显示信息
            该方法需要 return 一个数据，并且只有self一个参数，当在类的外部 print(对象) 则打印这个数据
        """
        return "英雄 <%s> 数据： 生命值 %d, 攻击力 %d, 护甲值 %d" % (self.name, self.hp, self.atk, self.armor)


taidamier = Hero("泰达米尔", "旋风斩", 2600, 450, 200)
gailun = Hero("盖伦", "大宝剑", 4200, 260, 400)

# 如果没有__str__ 则默认打印 对象在内存的地址。
# 当类的实例化对象 拥有 __str__ 方法后，那么打印对象则打印 __str__ 的返回值。
print(taidamier)
print(gailun)

# 查看类的文档说明，也就是类的注释
print(Hero.__doc__)

英雄 <泰达米尔> 数据： 生命值 2600, 攻击力 450, 护甲值 200
英雄 <盖伦> 数据： 生命值 4200, 攻击力 260, 护甲值 400
定义了一个英雄类，可以移动和攻击

• ①在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法
• ②__str__方法通常返回一个字符串，作为这个对象的描述信息

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八.魔法方法__del__()

• 创建对象后，python解释器默认调用__init__()方法；
• 当删除对象时，python解释器也会默认调用一个方法，这个方法为__del__()方法

class Hero(object):

    # 初始化方法
    # 创建完对象后会自动被调用
    def __init__(self, name):
        print('__init__方法被调用')
        self.name = name

    # 当对象被删除时，会自动被调用
    def __del__(self):
        print("__del__方法被调用")
        print("%s 被 GM 干掉了..." % self.name)


# 创建对象
taidamier = Hero("泰达米尔")

# 删除对象
print("%d 被删除1次" % id(taidamier))
del(taidamier)


print("--" * 10)


gailun = Hero("盖伦")
gailun1 = gailun
gailun2 = gailun

print("%d 被删除1次" % id(gailun))
del(gailun)

print("%d 被删除1次" % id(gailun1))
del(gailun1)

print("%d 被删除1次" % id(gailun2))
del(gailun2)

• 运行结果

__init__方法被调用
54112464 被删除1次
__del__方法被调用
泰达米尔 被 GM 干掉了...
--------------------
__init__方法被调用
54112464 被删除1次
54112464 被删除1次
__del__方法被调用
盖伦 被 GM 干掉了...

• 当有变量保存了一个对象的引用时，此对象的引用计数就会加1；
• 当使用del() 删除变量指向的对象时，则会减少对象的引用计数。如果对象的引用计数不为1，那么会让这个对象的引用计数减1，当对象的引用计数为0的时候，则对象才会被真正删除（内存被回收）。

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• 2020.04.03 记录辰兮的第46篇博客