Python学习笔记（二十）————面向对象

（1）面向对象的好处

在日常中，记录数据时往往使用统一的表格，这样就不会使得数据信息格式混乱，同样在程序中的数据组织中，仅仅通过变量来记录会显得混乱不统一。

在程序中是可以做到和生活中那样，设计表格、生产表格、填写表格的组织形式的。

1. 在程序中设计表格，我们称之为：设计类（class）

2. 在程序中打印生产表格，我们称之为：创建对象

3. 在程序中填写表格，我们称之为：对象属性赋值

（2）类的定义和使用

创建类的语法：

 

class 是关键字，表示要定义类了

类的属性，即定义在类中的变量（成员变量）

       类的行为，即定义在类中的函数（成员方法） 

 创建类对象的语法：

 

 （3）成员变量和成员方法

 

可以看出，类中：

• 不仅可以定义属性用来记录数据

• 也可以定义函数，用来记录行为

其中：

• 类中定义的属性（变量），我们称之为： 成员变量

• 类中定义的行为（函数），我们称之为： 成员方法

（4） 成员方法的定义语法

在类中定义成员方法和定义函数基本一致，但仍有细微区别：

可以看到，在方法定义的参数列表中，有一个：self关键字

self关键字是成员方法定义的时候，必须填写的。

• 它用来表示类对象自身的意思

• 当我们使用类对象调用方法的是， self 会自动被 python 传入

• 在方法内部，想要访问类的成员变量，必须使用 self

self关键字，尽管在参数列表中，但是传参的时候可以忽略它。

如：

 

 可以看到，在传入参数的时候，self是透明的，可以不用理会它

（5） 构造方法

上述代码中，为对象的属性赋值需要依次进行，略显繁琐。有没有更加高效的方式，能够一行代码就完成呢？可以，需要使用构造方法：__init__()

Python类可以使用：__init__()方法，称之为构造方法。

可以实现：

• 在创建类对象（构造类）的时候， 会自动执行。

• 在创建类对象（构造类）的时候， 将传入参数自动传递给 __ init __ 方法使用。

 注意：

• 构造方法名称：   __ init __ ， 千万不要忘记 init 前后都有 2 个下划线

• 构造方法也是成员方法，不要忘记在参数列表中提供： self

• 在构造方法内定义成员变量，需要 使用 self 关键字

（6）几种常用的类内置方法（魔术方法）

上文的__init__ 构造方法，是Python类内置的方法之一。

这些内置的类方法，各自有各自特殊的功能，这些内置方法我们称之为：魔术方法

魔术方法很多，这里介绍几个常见的

①__str__ 字符串方法

•方法名：__str__        •返回值：字符串        •内容：自行定义

当类对象需要被转换为字符串之时，会输出如上结果（内存地址）

内存地址没有多大作用，我们可以通过__str__方法，控制类转换为字符串的行为。

②__lt__ 小于符号比较方法

 •传入参数：other，另一个类对象        •返回值：True 或 False        •内容：自行定义

__lt__方法，即可同时完成：小于符号 和 大于符号 2种比较

 比较大于符号的魔术方法是：__gt__，不过，实现了__lt__，__gt__就没必要实现了

③__le__ 小于等于比较符号方法

•传入参数：other，另一个类对象        •返回值：True 或 False        内容：自行定义

 __le__可用于：<=、>=两种比较运算符上。

>=符号实现的魔术方法是：__ge__，不过，实现了__le__，__ge__就没必要实现了

④__eq__ 比较运算符实现方法

•传入参数：other，另一个类对象        •返回值：True 或 False        •内容：自行定义

不实现__eq__方法，对象之间可以比较，但是是比较内存地址，也即是：不同对象==比较一定是False结果。

实现了__eq__方法，就可以按照自己的想法来决定2个对象是否相等了

 （7）面向对象的三大特性

面向对象编程，是许多编程语言都支持的一种编程思想。

简单理解是：基于模板（类）去创建实体（对象），使用对象完成功能开发。

面向对象包含3大主要特性：

Ø 封装

Ø 继承

Ø 多态

（8）封装

封装表示的是，将现实世界事物的：属性和行为，封装到类中，描述为：成员变量和成员方法，从而完成程序对现实世界事物的描述。

现实世界中的事物，有属性和行为。但是不代表这些属性和行为都是开放给用户使用的。

既然现实事物有不公开的属性和行为，那么作为现实事物在程序中映射的类，也应该支持。

类中提供了私有成员的形式来支持。

• 私有成员变量

• 私有成员方法

定义私有成员的方式非常简单，只需要：

• 私有成员变量：变量名以 __ 开头（ 2 个下划线）

• 私有成员方法：方法名以 __ 开头（ 2 个下划线）

即可完成私有成员的设置

私有方法无法直接被类对象使用        

              

私有变量无法赋值，也无法获取值

 

私有成员无法被类对象使用，但是可以被其它的成员使用。

 （9）继承

①单继承

若不使用继承，我们想创造一个新的类时，需要重新定义变量和方法，比较繁琐，如下

而使用继承之后可使代码变得简洁

使用如下图语法，可以完成类的单继承。

继承表示：将从父类那里继承（复制）来成员变量和成员方法（不含私有）

 ②多继承

Python的类之间也支持多继承，即一个类，可以继承多个父类

 

 

 多继承注意事项

多个父类中，如果有同名的成员，那么默认以继承顺序（从左到右）为优先级。

即：先继承的保留，后继承的被覆盖

 

③pass关键字

pass是占位语句，用来保证函数（方法）或类定义的完整性，表示无内容，空的意思

④复写

子类继承父类的成员属性和成员方法后，如果对其“不满意”，那么可以进行复写。

即：在子类中重新定义同名的属性或方法即可。

一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员

如果需要使用被复写的父类的成员，需要特殊的调用方式:

方式1：

• 调用父类成员

     使用成员变量：父类名.成员变量

     使用成员方法：父类名.成员方法(self)

方式2：

• 使用 super() 调用父类成员

     使用成员变量：super().成员变量

     使用成员方法：super().成员方法()

只可以在子类内部调用父类的同名成员，子类的实体类对象调用默认是调用子类复写的

（10）类型注解

Python在3.5版本的时候引入了类型注解，以方便静态类型检查工具，IDE等第三方工具。

类型注解：在代码中涉及数据交互的地方，提供数据类型的注解（显式的说明）。

主要功能：

• 帮助第三方 IDE 工具（如 PyCharm ）对代码进行类型推断，协助做代码提示

• 帮助开发者自身对变量进行类型注释

支持：

• 变量的类型注解

• 函数（方法）形参列表和返回值的类型注解

①为变量设置类型注解

方法一：

基础语法：  变量: 类型

     

 

 

注意：

• 元组类型设置类型详细注解，需要将每一个元素都标记出来

• 字典类型设置类型详细注解，需要 2 个类型，第一个是 key 第二个是 value

 方法二：

除了使用 变量: 类型， 这种语法做注解外，也可以在注释中进行类型注解。

语法：   # type: 类型

一般，无法直接看出变量类型之时，会添加变量的类型注解

类型注解的限制

类型注解主要功能在于：

• 帮助第三方 IDE 工具（如 PyCharm ）对代码进行类型推断，协助做代码提示

• 帮助开发者自身对变量进行类型注释（备注）

并不会真正的对类型做验证和判断。

也就是，类型注解仅仅是提示性的，不是决定性的

 

如图代码，是不会报错的。

② 函数（方法）的类型注解

【1】形参注解

如图所示：

• 在编写函数（方法），使用形参 data 的时候，工具没有任何提示

• 在调用函数（方法），传入参数的时候，工具无法提示参数类型

这些都是因为，我们在定义函数（方法）的时候，没有给形参进行注解

函数和方法的形参类型注解语法：

【2】返回值注解

同时，函数（方法）的返回值也是可以添加类型注解的。

语法如下：注意，返回值类型注解的符号使用： ->

 ③Union类型

使用Union[类型, ......, 类型]，可以定义联合类型注解

 Union联合类型注解，在变量注解、函数（方法）形参和返回值注解中，均可使用。

（11）多态

多态，指的是：多种状态，即完成某个行为时，使用不同的对象会得到不同的状态。

同样的行为（函数），传入不同的对象，得到不同的状态

 抽象类（接口）

包含抽象方法的类，称之为抽象类。抽象方法是指：没有具体实现的方法（pass）称之为抽象方法

多用于做顶层设计（设计标准），以便子类做具体实现。

也是对子类的一种软性约束，要求子类必须复写（实现）父类的一些方法

并配合多态使用，获得不同的工作状态。