Python面向对象编程《Python编程 从入门到实践》总结三
Python面向对象编程《Python编程 从入门到实践》总结三
- 类
-
- 创建和使用类
- 使用类和实例
- 继承
- 导入类
- Python标准库
- 类代码风格
类
面向对象编程是最有效的软件编写方式之一。根据类来创建对象被称实例化，可以使用类的实例。
创建和使用类
创建Dog类，这个类让Python知道如何创建表示小狗的对象。
- 创建Dog类
根据Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。我们赋予了每条小狗蹲下sit()和打滚roll_over()的能力:
class Dog():
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
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!")
在Python中，首字母答谢的名称指的是类。
代码解读：
- 方法__init__()
类中的函数称为方法，方法__init__()是一个特殊的方法，当Dog类创建新实例时，Python都会自动运行它。在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。
Python调用__init__()方法来创建Dog实例时，将自动传入实参self。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。 - 前缀
self
以self为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，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。 - 另外两个方法
sit()和roll_over()，由于这些方法不需要额外的信息，如名字或年龄，因此它们只有一个形参self。
- 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。
class Dog:
"""此处省略，同上"""
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.")
方法 __init__()并未显式地包含return语句，但Python自动返回一个表示这条小狗的实例。
通常可以认为首字母大写的名称指的是类，而小写的名称(指的是根据类创建的实例。
- 访问属性
my_dog.name
句点表示法在Python中很常用，Python 先找到实例my_dog，再查找与这个实例相关联的属性name。
- 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。
class Dog:
"""此处省略，同上"""
my_dog = Dog('willie', 6)
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()
要调用方法，可指定实例的名称和要调用的方法，并用句点分隔它们。遇到代码my_dog.sit()时，Python在类Dog中查找方法sit()并运行其代码。
- 创建多个实例
可按需求根据类创建任意数量的实例。
class Dog:
"""此处省略，同上"""
my_dog = Dog('willie', 6)
your_dog = Dog('lucy', 3)
每条小狗都是一个独立的实例，有自己的一组属性，能够执行相同的操作。
可按需求根据一个类创建任意数量的实例，条件是将每个实例都存储在不同的变量中，或占用列表或字典的不同位置。
使用类和实例
- Car类
例如：编写一个表示汽车的类：
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
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()
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2020)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
- 给属性指定默认值
类中的每个属性都必须有初始值，哪怕这个值是0或空字符串。在有些情况下，如设置默认值时，在方法__init__()内指定这种初始值是可行的;如果你对某个属性这样做了，就无需包含为它提供初始值的形参。
class Car:
"""此处省略，同上"""
def __init__(self, make, model, year):
"""此处省略，同上"""
self.odometer_reading = 0
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 = Car('audi', 'a4', 2020)
my_new_car.read_odometer()
得到结果：
This car has 0 miles on it.
- 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
要修改属性的值，最简单的方式是通过实例直接访问它。
class Car:
"""此处省略，同上"""
my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()
使用句点表示法直接访问并设置
- 通过方法进行设置
如果有替更新属性的方法，将大有裨益。这样就无需直接访问属性，而可将值传递给一个方法，在内部进行更新。
class Car:
"""此处省略，同上"""
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', 2020)
my_new_car.update_odometer(23)
my_new_car.read_odometer()
在Dog类中添加方法update_odometer()
- 通过方法进行递增(增加特定的值)
有时候需要将属性值递增特定的量，而不是将其设置为全新的值。
class Car:
"""此处省略，同上"""
def increment_odometer(self, miles):
"""将里程表读数增加指定的量"""
self.odometer_reading += miles
my_used_car = Car('subaru', 'outback', 2013)
my_used_car.increment_odometer(100)
my_used_car.read_odometer()
继承
编写类时，并非总是要从空白开始。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。
- 子类的方法__init__()
创建子类的实例时，Python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。
例如，下面来模拟电动汽车。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。
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
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()
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.")
def update_odometer(self, mileage):
"""将里程表读数设置为指定的值"""
self.odometer_reading = mileage
def increment_odometer(self, miles):
"""将里程表读数增加指定的量"""
self.odometer_reading += miles
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"""
super().__init__(make, model, year)
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2020)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
创建子类时，父类必须包含在当前文件中，且位于子类前面。定义子类时，必须在括号内指定父类的名称。
super()是一个特殊函数，帮助Python将父类和子类关联起来。这行代码让Python调用ElectricCar的父类的方法__init__()，让ElectricCar实例包含父类的所有属性。父类也称为超类(superclass)，名称super因此而得名。
- 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。
class Car:
"""此处省略，同上"""
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_size = 70
对于ElectricCar类的特殊化程度没有任何限制。可以根据所需的准确 程度添加任意数量的属性和方法。如果一个属性或方法是任何汽车都有的，而不是电动汽车特有的，就应将其加入到Car类而不是ElectricCar类中。
- 重写父类的方法
对于父类的方法，若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的方法，即它与要重写的父类方法同名。这样，Python将不会考虑这个父类方法，而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，可对其重写：
class ElectricCar(Car):
"""此处省略，同上"""
def fill_gas_tank():
"""电动车没有油箱"""
print("This car doesn't need a gas tank!")
使用继承时，可让子类保留从父类那里继承而来的精华， 并剔除不需要的糟粕。
-
将实例用作属性
使用代码模拟实物时，给类添加的细节越来越多，属性和方法清单以及文件都越来越长。在这种情况下，需要将类的一部分作为一个独立的类提取出来，将大型类拆分成多个协同工作的小类。 -
模拟实物
现实世界的建模方法并没有对错之分。有些方法的效率更高，但要找出效率最高的表示法，
需要经过一定的实践。
导入类
随着不断地给类添加功能，文件可能变得很长，即便你妥善地使用了继承亦如此。为遵循Python的总体理念，应让文件尽可能整洁。Python允许将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。
- 导入单个类
如果将Car类存储在一个名为car.py的模块中，该模块将覆盖前面使用的文件car.py。所以使用该模块的程序都必须使用更具体的文件名，如my_car.py。
"""一个可用于表示汽车的类"""
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
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()
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.")
def update_odometer(self, mileage):
"""将里程表读数设置为指定的值"""
self.odometer_reading = mileage
def increment_odometer(self, miles):
"""将里程表读数增加指定的量"""
self.odometer_reading += miles
应该为创建的每个模块都编写文档字符。
下面来创建另一个文件——my_car.py，在其中导入Car类并创建其实例：
from car import Car
my_new_car = Car(‘audi’, ‘a4’, 2020)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.oddmeter_reading =. 23
my_new_car.read_odometer()
import语句让Python打开模块car，并导入其中的Car类。
导入类是一种有效的编程方式。通过将这个类移到一个模块中，并导入该模块，依然可以使用其所有功能，但主程序文件变得整洁而易于阅读了。这还能将大部分逻辑存储在独立的文件中，而专注于主程序的高级逻辑了。
-
在一个模块中存储多个类
虽然同一个模块中的类之间应存在某种相关性，但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。 -
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。 -
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。由于创建类实例的代码都包含模块名，因此不会与当前文件使用的任何名称发生冲突。
class Car:
"""此处省略，同上"""
class ElectricCar(Car):
"""此处省略，同上"""
import car
my_beetle = car.Car('volkswagen', 'beetle'. 2020)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
my_tesla = car.ElectricCar('tesla', 'roadster', 2020)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
- 导入模块中的所有类
导入模块中的每个类，可使用下面的语法：
from module_name import *
不推荐使用这种导入方式：
- 首先，如果只要看一下文件开头的
import语句，就能清楚地知道程序使用了哪些类，将大有裨益。 - 可能引发名称方面的困惑。不小心导入了一个与程序文件中其他东西同名的类，将引发难以诊断的错误。
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。这样做时，虽然文件开头并没有列出用到的所有类，但你清楚地知道在程序的哪些地 方使用了导入的模块;你还避免了导入模块中的每个类可能引发的名称冲突。
- 在一个模块中导入另一个模块
有时候，需要将类分散到多个模块中，以免模块太大，或在同一个模块中存储不相关的类。 将类存储在多个模块中时，可能会有一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。在这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。
Python标准库
Python标准库是一组模块，安装的Python都包含它。可使用标准库中的任何函数和类，为此只需在程序开 头包含一条简单的import语句。
类代码风格
- 驼峰命名法
将类名中的每个单词的首字母都大写，而不使用下划线。实例名和模块名都采用小写格式，并在单词之间加上下划线。 - 文档字符串
对于每个类，都应紧跟在类定义后面包含一个文档字符串。这种文档字符串简要地描述类的功能，并遵循编写函数的文档字符串时采用的格式约定。每个模块也都应包含一个文档字符串， 对其中的类可用于做什么进行描述。 - 空行
可使用空行来组织代码，但不要滥用。在类中，可使用一个空行来分隔方法;而在模块中， 可使用两个空行来分隔类。 - import
需要同时导入标准库中的模块和你编写的模块时，先编写导入标准库模块的import语句，再添加一个空行，然后编写导入你自己编写的模块的import语句。在包含多条import语句的程序中， 这种做法让人更容易明白程序使用的各个模块都来自何方。