Python 面向对象

摘自：https://www.runoob.com/python3/python3-class.html

1. 面向对象技术简介

• 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。定义该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
• 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。
• 实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 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。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，素以Dog也是一个Animal。
• 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
• 方法：类中定义的函数。
• 对象：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。

>> 简而言之
(1) 类: 是一个模板，包含多个属性（指对象的特征，一组数据）和方法（允许对象进行操作的方法 (行为/功能)），是一群具有相同特征或行为的事物的一个统称，类是抽象的，不能直接使用。
(2) 对象: 是根据模板创建的实例（具体存在），通过实例对象可以执行类中的函数。
(3) 类和对象的关系: 一个类可以有多个对象(一张设计图纸可以造出多个飞机)

2. 类(class)

2.1 类的简单实例

# -*- coding: utf-8 -*-

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):  # “__init__”前后分别有两个下划线
        self.name = name
        self.score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.name, self.score))

    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

• 特殊的init方法： 把一些必须绑定的属性强制填写进去
• **类的方法: ** 数据封装，第一个参数是self，类的方法可直接在实例变量上调用，不需要知道内部实现细节，方法可以直接访问实例的数据
• 实例化

# 对象实例
ming = Student('ming', 99) # 实例化对象
wang = Student('wang', 59) # 实例化对象
ming.print_score() # 调用类的方法，方法可以直接访问实例的数据
print(wang.name, wang.get_grade()) # 调用类的属性和方法

3. 访问限制

摘自：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017496679217440

• 在Class内部有属性和方法，而外部代码可以通过直接调用实例变量的方法来操作数据，隐藏了内部的复杂逻辑
• 外部代码可以自由地修改一个实例的属性(未加访问限制的属性)
• 如果要让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线__
• 在Python中，变量名以__开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问
• 在Python中，变量名类似xxx的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量

3.1 变量访问限制实例

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))

• 无法从外部访问实例变量.__name和实例变量.__score
• 确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态，这样通过访问限制的保护，代码更加健壮

3.2. 访问受限变量的获取和修改

• 上面Student类中，如果外部代码要获取name和score怎么办？可以给Student类增加get_name和get_score这样的方法
• 如果又要允许外部代码修改score怎么办？可以再给Student类增加set_score方法：

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

    def set_score(self, score):
        self.__score = score

4. 继承和多态

4.1. 继承

• 在OOP程序设计中，定义一个class时，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）

简单实例

• 定义1个 Animal类

class Animal(object):
    def run(self):
        print('Animal is running...')

• 需要编写Dog类和Cat类时，就可以直接从Animal类继承：

class Dog(Animal):
    pass

class Cat(Animal):
    pass

• 实例化dog和cat

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()

运行结果：

Animal is running...
Animal is running...

• 继承的优点1：子类获得了父类的全部功能。

由于Animial实现了run()方法，因此，Dog和Cat作为它的子类，自动拥有了run()方法**
然而，我们一般需要dog是dog is running，cat是cat is running

• 继承的优点2：多态

4.2. 多态

• 也可以对子类增加一些方法，比如Dog类:

class Dog(Animal):

    def run(self):
        print('Dog is running...')

    def eat(self):
        print('Eating meat...')

• 当子类和父类都存在相同的run()方法时，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。这样就获得了继承的另一个好处：多态。

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()

• 运行结果：

Dog is running...
Animal is running...