Python-面向对象编程总结（类、对象、派生、继承、方法、内置函数等）
目录
上篇文章思考题
一些概念
面向对象编程
类与对象
python中一切皆对象！！！
类
创建
变量
自带变量
自定义变量
方法
自带方法
构造器
静态方法
类方法
私有方法
其他方法
对象/实例
自带变量
添加变量
实例变量VS类变量
子类与派生
继承与多态
覆盖方法
多（重）继承
多态
定制类
特殊方法
限制实例变量
打印（类似Java toString）
迭代
下标获取
属性的获取与设置（类似于Java的getter和setter）
自定义函数
__getattr__与__setattr__
调用
枚举类
内置函数
打印
判断是否可调用
属性
判断是否可哈希
帮助
标识值
判断对象的类
返回迭代器对象
其他
上篇文章思考题
Python-命名空间和变量作用域详解（global、nonlocal）
结果分别为：
56
1
1
1
一些概念
面向对象编程
面向对象编程（Object Oriented Programming，简称OOP）是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。
类与对象
- 类(Class): 用来描述具有相同的变量和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的变量和方法。对象是类的实例。
- 方法：类中定义的函数。
- 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
- 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
- 方法覆盖/重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
- 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
- 实例变量：在类的声明中，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
- 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。
- 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
- 对象/实例：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
一句话：类是对象的抽象化，对象是类的实例化。对象=变量+方法。
python中一切皆对象！！！
怎么理解这句话呢？拿出神器type试一下。
>>> b = True
>>> x = 5
>>> y = 8.9
>>> s = "lady_killer9"
>>> l = [x,y]
>>> t = (b,x)
>>> d = {x:y}
>>> type(b)
>>> type(x)
>>> type(y)
>>> type(s)
>>> type(l)
>>> type(t)
>>> type(d)
>>> type(lambda x:x**2)
>>> type(int)
Amazing！！！之前学的数字、字符串、序列、集合、函数竟然都是类的实例化——对象。甚至连类int等竟然也是type类的对象，突然有这么多对象，是不是很兴奋懵逼呢？
那么问题来了？连类也是type类的对象，那么type是谁的对象呢？
>>> type(type)
type的对象就是它自己。即类是 type 类的实例，type 是自身的实例。
类
创建
使用关键字class创建，pass是关键字，替代了应该写的一些变量、方法。
class ClassName:
"""Description of class"""
pass例如：
class Girl:
"""A Class——Girl"""
pass变量
自带变量
使用dir函数来查看
print(dir(Girl))结果：
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
其实，自带变量是父类的变量，默认继承了object类。继承下面再讲。
| 变量 | 作用 |
|---|---|
| __class__ | 说明对象处于哪一个模块中的哪一个类 |
| __dict__ |
Class.__dict__：打印类的所有属性与方法(包括继承自基类的变量和方法) Object.__dict__：打印对象的所有变量（私有和公有） |
| __doc__ | 类的注释 |
| __module__ | 对象所在模块 |
| __name__ | 类的名字 |
自定义变量
class Girl:
"""A Class——Girl"""
name = "Girl"
print(Girl.name)
print(Girl.__name__)结果：
Girl
Girl
私有变量，即不可以在外部访问的变量。
名字前使用__
class Girl:
"""A Class——Girl"""
name = "Girl"
__private_name = "XiuJie"结果：
Traceback (most recent call last):
File "learnoop.py", line 20, in
print(Girl.__private_name)
AttributeError: type object 'Girl' has no attribute '__private_name'
方法
自带方法
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| __new__ | 在__init__函数之前执行，创建并返回一个新的对象。利用这个方法和类属性的特性可以实现设计模式中的单例模式。 |
| __str__ | 在使用print语句时被调用。 |
| __call__ | 将实例对象作为函数调用。 |
| __getitem__,__setitem__,__delitem__ | 将类封装成一个字典的形式。 |
构造器
__init__()
方法的第一个参数为self关键字，类似于C++语言的this
当然，可以没有，那么这个方法建议你放到外面，作为函数，因为它和这个类没有太大关系。
def __init__(self):
self.name = 'WangXiuJie'girl = Girl()
print(girl.name)结果：
WangXiuJie
__new__()
实现单例模式
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Girl,'instance'):
cls.instance = object.__new__(cls)
return cls.instancegirl = Girl()
girl2 = Girl()
girl.name = 'ZhouDongYu'
print(girl2.name)结果：
ZhouDongYu
即girl与girl2是同一个人。类似于小名/别名，但它们其实是一个。我们有一个对象就好了，不要三心二意。
解构器
__del__()
python有垃圾回收机制，不怎么用这个方法，不写了。
静态方法
使用修饰符@staticmethod
对于静态方法，不需要self，能够通过类对象访问
@staticmethod
def get_name():
return Girl.__name__print(Girl.get_name())Girl
类方法
使用修饰符@classmethod
对于类⽅法，第⼀个参数必须是类对象cls，能够通过实例对象和类对象去访问。
@classmethod
def set_name(cls, newName):
cls.name = newNamegirl.set_name('Baby')
print(Girl.name)Baby
私有方法
方法名前为__，不能从外部调用。
def __private_hobby(self):
print(f'我是{self.name}，一名腐女，爱看男男~~')girl.__private_hobby()结果：
Traceback (most recent call last):
File "learnoop.py", line 56, in
girl.__private_hobby()
AttributeError: 'Girl' object has no attribute '__private_hobby'
其他方法
def hobby(self):
print(f'我是{self.name}，一名腐女，爱看男男（划掉）学习~~')girl.hobby()我是WangXiuJie，一名腐女，爱看男男（划掉）学习~~
对象/实例
在类后面加()，就可以得到类的一个实例——对象了，前面已经展示过了。
自带变量
这里指的是类变量，以及__init__()方法绑定到实例的属性。
print(dir(girl))
['_Girl__private_hobby', '_Girl__private_name', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '_
_init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
'__weakref__', 'get_name', 'hobby', 'instance', 'name', 'set_name']
可以看到name
print(girl.name)结果：
WangXiuJie
在类那一节讲私有方法时提到了不能通过对象访问私有方法，那么_Girl__private_hobby是什么呢？
girl._Girl__private_hobby()结果：
我是WangXiuJie，一名腐女，爱看男男~~
可以看到Python只是把私有方法换了一个名字，私有方法前加上了_ClassName，不建议大家这么使用，这又涉及反序列化和安全问题，不再深究。
添加变量
girl.age = 19
print(girl.age)结果：
19
实例变量VS类变量
类属性具有持久性，我们添加两个变量age和hobby。
class Girl:
"""A Class——Girl"""
name = "Girl"
age = 18
like = ['动漫']
__private_name = "XiuJie"Girl.age = 20
print(girl.age)
girl.age = 24
print(Girl.age)
print(girl.age)
del girl.age
print(girl.age)
Girl.like.append("音乐")
print(girl.like)
girl.like = ["斗罗大陆", "狐妖小红娘"]
print(Girl.like)
print(girl.like)
del girl.like
print(girl.like)结果：
20
20
24
20
['动漫', '音乐']
['动漫', '音乐']
['斗罗大陆', '狐妖小红娘']
['动漫', '音乐']
类的变量只能通过 Class.变量名修改
实例的变量与类的变量不同名，则会显示Class.变量名 的值。
同名时，隐藏类属性，即使用 Object.变量名 时显示对象的变量值，删除对象的变量后再使用 Object.变量名 时会再显示 Class.变量名 的值。
子类与派生
类似数据结构的树，父节点有子节点，父类（祖先类、超类、基类）也有子类。当你设计相似的类但有一些不同的功能时可以考虑派生，即从父类派生出子类。
OOP的更强大功能之一就是能够使用一个已经定义好的类，扩展它或者对其进行修改，而不会影响系统中使用现存类的其他代码片段。至少从一个父类派生，不写时默认从Object派生。
class SubClassName(ParentClass1[,ParentClass2]):
"""Description of class"""
pass例如：
class GirlFriend(Girl):
passgf = GirlFriend()
print(GirlFriend.get_name())
gf.hobby()子类调用了父类的方法，结果：
Girl
我是WangXiuJie，一名腐女，爱看男男（划掉）学习~~
继承与多态
子类继承了父类的遗产（变量和方法）
覆盖方法
添加与父类同名的方法时，称为覆盖，子类的对象调用方法时将调用子类的。
class GirlFriend(Girl):
boyfriend = 'Frank Yu'
def hobby(self):
print(f'我是{self.name}，我是{self.boyfriend}的女朋友，爱看动漫~~')结果：
我是WangXiuJie，我是Frank Yu的女朋友，爱看动漫~~
多（重）继承
如果需要继承多个父类，我们就称之为多继承。按照之前的思路，生物->人->女孩->女朋友是单个分支，如果混入其他的分支，比如社会角色等，我们一般添加MinIn来表示另一分支混入的。
class StudentMinIn:
def __init__(self):
self.grade = 90
class AnotherGirlFriend(Girl, StudentMinIn):
passagf = AnotherGirlFriend() print(agf.get_name()) print(agf.grade)
结果：
Girl
90
多态
继承自同一个父类的一些子类。
class femaleFriend(Girl):
friend = 'Frank Yu'
def hobby(self):
print(f'我是{self.name}，我是{self.friend}的朋友，爱编程~~')
ff = femaleFriend()
ff.name = 'XiaoBing'
print(isinstance(gf, Girl))
print(isinstance(ff, Girl))结果：
True
True
利用多态可以实现不同类的对象执行同样的操作。
我是WangXiuJie，我是Frank Yu的女朋友，爱看动漫~~
我是XiaoBing，我是Frank Yu的朋友，爱编程~~
类似地，你可以写一个FileLike代表像文件一样可以读的类，有一个方法read，由它派生一些类Word、PPT、Program、Music、List、Tuple等，哪怕不是文件也可以覆盖read方法，这样写一个函数参数为FileLike，调用read就可以把他们的对象作为参数传过去。
定制类
特殊方法
以下图片来自《python核心编程》
接下来就介绍几个常用的
限制实例变量
在实例/对象的添加变量一节中，我们随意添加了实例的一个变量，这体现了动态语言的特性。如果我们不想让实例随意添加变量呢？我们可以使用__slots__属性，类似于白名单。
class StudentMinIn:
__slots__ = ('grade',)
def __init__(self):
self.grade = 90
def get_grade(self):
return self.grade
s = StudentMinIn()
s.grade = 90
s.weight = 77
print(s.weight)结果：
Traceback (most recent call last):
File "learnoop.py", line 123, in
s.weight = 77
AttributeError: 'StudentMinIn' object has no attribute 'weight'
注意：要想一个类的属性受__slots__限制，那么这个类的所有父类必须得写__slots__。
打印（类似Java toString）
__str__()与__repr__()，类似于Java中的toString方法
print(s)结果：
<__main__.StudentMinIn object at 0x000002183A859A38>
这是不是有点难看呀？作为一个干净卫生的小仙男，我们拒绝！！！
def __str__(self):
return f'StudengMinIn grade:{self.grade}'结果：
StudengMinIn grade:90
__repr__()是调试时用的，一般与__str__一样。直接赋值就好：
__repr__ = __str__迭代
__iter__()与__next__()
如果你想要你的类的实例可以像List,Tuple这样类的实例一样可迭代，就可以使用这两个函数。
class Fib(object):
def __init__(self):
self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a，b
def __iter__(self):
return self # 实例本身就是迭代对象，故返回自己
def __next__(self):
self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
if self.a > 10: # 退出循环的条件
raise StopIteration()
return self.a # 返回下一个值
f = Fib()
for i in f:
print(i)结果：
1
1
2
3
5
8
下标获取
如果你想要你的类的对象可以像List、Tuple的对象一样，通过[]获取。那么你可以实现__getitem__()
def __getitem__(self, n):
a, b = 1, 1
for x in range(n):
a, b = b, a + b
return aprint(f[5])结果：
8
属性的获取与设置（类似于Java的getter和setter）
自定义函数
我们可以定义get和set方法来进行属性的获取与设置。例如：
def get_grade(self):
return self.grade
def set_grade(self, grade):
self.grade = grade__getattr__与__setattr__
当属性没有找到时，会报AttributeError。因为Python没有从__getattr__()中找到，我们可以覆盖这个方法。与之对应的是使用__setattr__()来进行赋值。
def __getattr__(self, attr):
if attr == 'age':
return 25
raise AttributeError(f"'StudentMinIn' object has no attribute {attr}")结果：
25
Traceback (most recent call last):
File "learnoop.py", line 135, in
print(s.weight)
File "learnoop.py", line 125, in __getattr__
raise AttributeError(f"'StudentMinIn' object has no attribute {attr}")
AttributeError: 'StudentMinIn' object has no attribute weight
所以，属性白名单除了__slot__里面的，还有__getattr__函数中的。
def __setattr__(self, key, value):
if value < 60:
self.__dict__[key] = '不及格'
else:
self.__dict__[key] = '及格's.grade = 59
print(s.grade)
注意，你需要修改或注释掉__slots__和__getattr__，否则会报AttributeError，因为我们使用了属性__dict__
结果：
不及格
调用
一个对象也可以被调用，我们需要覆盖方法__call__
def __call__(self, *args, **kwargs):
print(f'老师给我打分：{self.grade} ')s.grade = 59
print(callable(s))
s()结果：
True
老师给我打分：不及格
枚举类
我们定义常量时，通常使用大写变量来进行定义，例如：
MONDAY = 1
TUESDAY = 2
WEDNESDAY = 3
THURSDAY = 4
FRIDAY = 5
SATURDAY = 6
SUNDAY = 7但他们都是变量，需要一个个的去写，不利于使用 . 来访问，降低了编程效率。
from enum import Enum, unique
@unique
class Weekdays(Enum):
MONDAY = 1
TUESDAY = 2
WEDNESDAY = 3
THURSDAY = 4
FRIDAY = 5
SATURDAY = 6
SUNDAY = 7
print(Weekdays.SATURDAY.value)
print(Weekdays(3).value)
four = Weekdays.THURSDAY
print(four == Weekdays.THURSDAY)结果：
6
3
True
内置函数
打印
ascii(object)
就像函数repr()，返回一个对象可打印的字符串，但是repr()返回的字符串中非 ASCII 编码的字符，会使用 \x、\u 和 \U 来转义。
print(ascii(s))StudengMinIn grade:\u4e0d\u53ca\u683c
str(object)
返回一个str版本的 object 。
print(str(s))StudengMinIn grade:不及格
repr(object)
print(repr(s))结果同上，因为我们定义了__str__和__repr__以及__setattr__
判断是否可调用
callable(object)
如果参数 object 是可调用的就返回True，否则返回False。
print(callable(s))True
因为我们定义了__call__函数。
属性
getattr(object, name[, default])
返回对象命名属性的值。name 必须是字符串。如果该字符串是对象的属性之一，则返回该属性的值。
print(getattr(s, 'grade'))
59
setattr(object, name, value)
其参数为一个对象、一个字符串和一个任意值。 字符串指定一个现有属性或者新增属性。 函数会将值赋给该属性，只要对象允许这种操作。
setattr(s, 'grade', 90)
print(getattr(s, 'grade'))及格
因为我们写了__setattr__函数
delattr(object, name)
实参是一个对象和一个字符串。该字符串必须是对象的某个属性。如果对象允许，该函数将删除指定的属性。
delattr(s, 'grade')
setattr(s, 'grade', 90)
print(getattr(s, 'grade'))及格
因为我们没写__delattr__函数，即不允许删除属性。
hasattr(object, name)
该实参是一个对象和一个字符串。如果字符串是对象的属性之一的名称，则返回 True，否则返回 False。
print(hasattr(s, 'grade'))
print(hasattr(s, 'age'))True
False
判断是否可哈希
hash(object)
返回该对象的哈希值（如果它有的话）。哈希值是整数。它们在字典查找元素时用来快速比较字典的键。
print(hash(s))-9223371947353374688
帮助
help([object])
启动内置的帮助系统（此函数主要在交互式中使用）。
print(help(s))class StudentMinIn(builtins.object)
| Methods defined here:
|
| __call__(self, *args, **kwargs)
| Call self as a function.
|
| __init__(self)
| Initialize self. See help(type(self)) for accurate signature.
|
| __repr__ = __str__(self)
|
| __setattr__(self, key, value)
| Implement setattr(self, name, value).
上面只是截取了部分。
标识值
id(object)
返回对象的“标识值”。该值是一个整数，在此对象的生命周期中保证是唯一且恒定的。
print(id(s))2289774363272
判断对象的类
isinstance(object, classinfo)
如果参数 object 是参数 classinfo 的实例或者是其 (直接、间接或虚拟) 子类则返回 True，否则False。
print(isinstance(s, StudentMinIn))True
issubclass(class, classinfo)
如果 class 是 classinfo 的 (直接、间接或虚拟) 子类则返回 True，否则返回False。 类会被视作其自身的子类。
print(isinstance(s, object))True
返回迭代器对象
iter(object[, sentinel])
返回一个iterator对象。根据是否存在第二个实参，第一个实参的解释是非常不同的。如果没有第二个实参，object 必须是支持迭代协议（有__iter__()方法）的集合对象，或必须支持序列协议（有__getitem__()方法，且数字参数从 0 开始）。如果它不支持这些协议，会触发TypeError 。如果有第二个实参 sentinel，那么 object 必须是可调用的对象。这种情况下生成的迭代器，每次迭代调用它的__next__()方法时都会不带实参地调用 object；如果返回的结果是 sentinel 则触发StopIteration，否则返回调用结果。
print(type(iter(s)))Traceback (most recent call last):
File "learnoop.py", line 162, in
print(type(iter(s)))
TypeError: 'StudentMinIn' object is not iterable
因为我们没有实现__iter__()，试试Fib类：
print(type(iter(f)))其他
super([type[, object-or-type]])
返回一个代理对象，它会将方法调用委托给 type 指定的父类或兄弟类。
super 有两个典型用例。 在具有单继承的类层级结构中，super 可用来引用父类而不必显式地指定它们的名称，从而令代码更易维护。 这种用法与其他编程语言中 super 的用法非常相似。
第二个用例是在动态执行环境中支持协作多重继承。
vars([object])
返回模块、类、实例或任何其它具有__dict__属性的对象的__dict__属性。
print(vars(s)){'grade': '不及格'}
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