Python-类

类

类将函数和数据整洁地封装起来，让你能够灵活而高效地使用它。
根据类来创建的对象被称为实例化，这让你能够使用类的实例。

创建和使用类

编写一个小狗实例的类，它表示的不是特定的小狗而是任何小狗。
它具备名字和年龄，可以下蹲和打滚。

class Dog():
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name 
        self.age=age
    def sit(self):
        print(self.name.title()+" is now sitting.")
    def roll_over(self):
        print(self.name.title()+" is rolled over!")

提示

1.方法__init__()
(1). 类中的函数称为方法，你前面学到的有关函数的一切都适用于方法，就目前而言，唯一重要的差别就是调用方法。
(2)init()是一个特殊的方法，每当你根据Dog类创建新的实例时，Python都会自动运行它。（接受变量）
(3). 在这个方法名称中，开头和结尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免Python默认方法语普通方法发生名称冲突。
(4). 我们将方法__init__() 定义成了包含三个形参：self，name，age。在这个方法的定义中，形参self必不可少，还必须位于其它形参前面。因为，Python调用__init__()方法来创建实例时，将自动传入实参到self。每个与类相关联的方法调用都会自动传递实参self，他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。

Python2.7中创建类

在Python2.7 中创建类时，需要在括号内加上单词object：

class ClassName(object):
	--snip--

根具类创建实例

class Dog():
	--snip--
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.')

访问属性

句点表示法在Python中很常用，这种语法演示了Python如何获取属性的值。

my_dog.name

调用方法

要调用方法，可以指定实例名称和要调用的方法，并用句点分隔他们。

class Dog():
	--snip--
my_dog=Dog('willie',6)
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()

创建多个实例

我们可以同时创建多个实例

class Dog():
	--snip--
my_dog=Dog('willie',6)
your_dog=Dog('lucy',3)
print("my dog's name is "+my_dog.name.title()+'.')
print("my dog is "+str(my_dog.age)+" years old.")
my_dog.sit()
print("\nyour dog's name is "+your_dog.name.title()+'.')
print("your dog is "+str(your_dog.age)+" years old.")
your_dog.sit()

使用类和实例

当类创建完毕后，你的大部分时间都将花在使用根据类创建的实例上。

car类

class Car():
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
    def get_descriptive_name(self):
        long_name = str(self.year)+' '+self.make+' '+self.model
        return long_name.title()
my_new_car=Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

给属性指定默认值

给汽车添加一个里程默认值

class Car():
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
        self.odometer_reading=0
    def get_descriptive_name(self):
        long_name = str(self.year)+' '+self.make+' '+self.model
        return long_name.title()
    def read_odometer(self):
        print("This car has "+str(self.odometer_reading)+" miles on it.")
my_new_car=Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()

修改属性的值

可以以三种不同的方式修改属性的值：直接通过实例修改，通过方法进行设置，通过方法进行递增。

直接修改属性的值

class Car():
	--snip--
my_new_car=Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.odometer_reading=23
my_new_car.read_odometer()

通过方法修改属性的值

你可以在类中添加一个方法，用于修改属性的值。

class Car():
	--snip--
	def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reading=mileage
my_new_car=Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.odometer_reading=23
my_new_car.read_odometer()

你可以添加一些逻辑来禁止任何人将里程表往回调。

class Car():
	--snip--
	def update_odometer(self,mileage):
	if mileage>=self.odometer_reading:
		self.odometer_reading=mileage
	else:
		print("you can't roll back an odometer!")

通过方法对属性里的值进行递增

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():
	--snip--
	def update_odometer(self,mileage):
		--snip--
	def increment_odometer(self,miles):
		self.odometer_reading+=miles
my_used_car=Car('subaru','outback',2013)
print(my_used_car.get_descriptive_name())
my_used_car.update_odometer(23500)
my_used_car.read_odometer()
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，可以使用继承。
一个类继承另一个类时，它将自动获得另外一个类的所有属性和方法；原有类称为父类，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。
提示：父类必须包含在文件中，且位于子类的前面。定义子类时必须在括号内指定父类的名称。
super()是一个特殊的函数，帮助Python将父类和子类关联起来。父类也称为超类，名称super因此得名。

class Car():
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
        self.odometer_reading=0
    def get_descriptive_name(self):
        long_name=str(self.year)+' '+self.make+' '+self.model
        return long_name.title()
    def read_odometer(self):
        print("this car has "+str(self.odometer_reading)+" miles on it.")
    def update_odometer(self,mileage):
        if mileage>=self.odometer_reading:
            self.odometer_reading=mileage
        else:
            print("you can't roll back an odometer!")
    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reading+=miles
class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)   #初始化父类属性
my_tesla=ElectricCar('tesla','models',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())

Python2.7中的继承

函数supe() 需要两个实参：子类名和对象self。另外务必在父类括号中指定object。

class Car(object):
    def __init__(self,make,model,year):
        --snip--
class EletricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
         super(ElectriCar,self).__init__(make,model,year)
        --snip--

给予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():
    --snip--
class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery_size=70
    def describe_battery(self):
        print("This car has a "+str(self.battery_size)+"-kwh battery.")
my_tesla=ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()

重写父类的方法

对于父类的方法，只要它不符合子类模拟实物的行为，都可以对其进行重写。为此，可在子类中定义一个这样的方法，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，而使用你的子类方法。

class ElectricCar(Car):
    --snip--
    def fill_gas_tank(self):
        print("This car doesn't need a gas tank!")

现在，如果有人对电动汽车调用方法fill_gas_tank(),python将忽略Car类中的方法fill_gas_tank(),转而执行上面的代码。

将实例用作属性

使用实例模拟实物时，你可能会发现自己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。这种情况下，可能需要将类的一部分作为一个独立的类提取出来。你可以将大类拆分成多个协同工作的小类。
提示：实例是有参数的，注意实例的含义

class Car():
   --snip--
class Battery():
    def __init__(self,battery_size=70):
        self.battery_size=battery_size
    def describe_battery(self):
        print("This car has a "+str(self.battery_size)+"-kwh battery.")
class ElectricCar(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery=Battery()
my_tesla=ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()

模拟实物

解决问题时，你从较高的逻辑层面（而不是语法层面）；你考虑的不是Python，而是如何使用代码来表示实物。达到这种境界后，你经常会发现，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方法，需要经过一定的实践。

动手试一试

创建一个Car()的父类，再创建一个子类A_car(),还有一个实例Behavior()用作子类A_car()的属性。
注意：实例中是有参数的

class Car():
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
    def all_parameter(self):
        all=self.make+' '+self.model+' '+str(self.year)
        return all
    def year(self):
        print("This car had made "+self.year+'.')

class Behavior():
    def __init__(self,state='running'):
        self.state=state 
    def states(self):
        print("this car is "+self.state+'.')


class A_car(Car):
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)
        self.s=Behavior()
new_car=A_car('zhongguo','a6',2016)
print(new_car.all_parameter())
new_car.s.states()

导入类

随着你不断个类添加功能，文件可能变得很长，即使你妥善地使用了继承亦如此。故，为遵顼python的总体理念，应让文件尽可能整洁；python允许你将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。

导入单个类

创建两个.py的模块，一个为car.py写入了Car()类的代码，再写一个my_car.py的模块，用这个模块来导入car.py中的类，并创建实例。

car.py

class Car():
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
        self.odometer_reading=0
    def get_descriptive_name(self):
        long_name=str(self.year)+' '+self.make+' '+self.model
        return long_name.title()
    def read_odometer(self):
        print("this car has "+str(self.odometer_reading)+" miles on it.")
    def update_odometer(self,mileage):
        if mileage>=self.odometer_reading:
            self.odometer_reading=mileage
        else:
            print("you can't roll back an odometer!")
    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reading+=miles

my_car.py

from test import Car
my_new_car=Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.odometer_reading=27
my_new_car.read_odometer()

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。
将Battery和ElectricCar都加入模块car.py中。

car.py

class Car():
	--snip--
class Battery():
    def __init__(self, battery_size=70):
        self.battery_size = battery_size

    def describe_battery(self):
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kwh battery.")

    def get_range(self):
        if self.battery_size == 70:
            rage = 240
        elif self.battery_size == 85:
            rage = 270
        message = "This car can go approximately " + str(rage)
        message += " miles on a full charge."
        print(message)


class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()

在my_car.py中输入：

from test import ElectricCar
my_tesla=ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
my_tesla.battery.get_range()

困惑：如何将参数传入实例class Battery()，似乎self.battery_size == 85永远无法实现。

从一个模块中导入多个类

从一个模块中导入多个类时，用逗号分隔了各个类。

from car import Car,ElectricCar
my_beetle=Car('volkswagen','beetle',2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
my_tesla=ElectricCar('tesla','roadster',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())

导入整个类

你还可以导入整个模块，再使用点句法表示访问需要的类。
可避免类中的模块名和当前文件使用名称冲突的问题。

import car
my_beetle=car.Car('volkswagen','beetle',2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
my_tesla=car.ElectricCar('tesla','roadster',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())

导入模块中的所有类

注意：可能会产生会发生重名的错误。

frommodule_name import *

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，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，你可能会发现一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。
将Car类存储在一个模块中，并将EletricCar和Battery类存储在另一个模块中。

electric_car.py

from car import Car
class Battery():
	--snip--
class ElectricCar(Car):
	--snip--

car.py

class Car():
	--snip--

分别从每个模块中导入类

from car import Car()
from electric_car import ElectricCar
my_beetle=Car('volkswagen','beetle',2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
my_tesla=ElectricCar('tesla','roadster',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())

自定义工作流程

一开始让代码结构尽可能简单。先尽可能在一个文件中完成所有的工作，确定一切都能正确运行后，再将类移到独立的模块中。如果你喜欢模块和文件的交互方式，可在项目开始时就尝试将类存储到模块中。先找出让你能够编写出可行的代码方式，再尝试让代码更为组织有序。

Python标准库

Python标准库是一组模块，安装的Python都包含它。你可以使用其他程序员编写好的模块，只需要在程序开头包含一条简单的import语句。
试一试：使用collections模块中的OrderedDict类来记录字典添加键值对的添加顺序。

from collections import OrdereDict
favorite_languages=OrderedDict()
favorite_languages['jen']='python'
favorite_languages['sarah']='c'
favorite_languages['edward']='ruby'
favorite_languages['phil']='python'
for name,language in favorite_languages.items():
	print(name.title()+"'s favorite language is "+language.title()+'.')

类编码风格

1. 类名应采用驼峰命名法，即将类名中的每个单词的首字母都大写，而不适用下划线。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。
2. 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。每个模块也应该包含一个文档字符串，对其中的类可用于做什么进行描述。
3. 可用空行来组织代码，但不要滥用。类中，可用一个空行来分隔；而在模块中可使用两个空格来分隔。
4. 需要同时导入标准库和你自己编写的模块时，先编写导入标准模块的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。