python之类与对象（day2）

面向对象（OOP）是一种对现实世界理解和抽象的方法，对象的含义是指在现实生活中能够看得见摸得着的具体事物，一句比较经典的描述是一切皆对象，Python 是一门面向对象的语言，面向对象编程简单来说就是一种封装代码的方式。

面向对象相关概念

• 类：描述具有相同属性和方法的集合，简单来说就是一个模板，通它来创建对象。

• 对象：类的实例。

• 方法：类中定义的函数。

• 类变量：定义在类中且在函数之外的变量，在所有实例化对象中公用。

• 局部变量：方法中定义的变量，只作用于当前实例。

• 类是对象的抽象，而对象是类的具体表现形式

面向对象三大特性

• 封装：隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式，提高复用性和安全性。

• 继承：一个类继承一个基类便可拥有基类的属性和方法，可提高代码的复用性。

• 多态：父类定义的引用变量可以指向子类的实例对象，提高了程序的拓展性。

类

Python 中类的定义使用 class 关键字，语法如下所示：

class 类名:
    属性  ... 
    方法  ...

比如我们定义一个类 Cat，如下所示：

class Cat:  
    # 属性    
    color = 'black'    
    # 构造方法    
    def __init__(self, name):        
        self.name = name    
    # 自定义方法    
    def eat(self, food):        
        self.food = food       
        print(self.name, '正在吃'+food)

构造方法 __init__() 会在类实例化时自动调用。无论构造方法还是其他方法都需要将 self 作为第一个参数，它代表类的实例。

类创建好后，我们可以直接通过类名访问属性，格式为：类名.属性名，比如我们访问 Cat 类的 color 属性，如下所示：

print('color-->', Cat.color)

上面 Cat 类中定义的属性和方法都是公开的，除此之外我们还可以定义私有属性和方法，声明方式为：在属性名或方法名前加两条下划线，示例如下所示：

class Cat:
    __cid = '1'    
    def __run(self):        
        pass

需要强调一点是：外部不能访问私有属性和调用私有方法，自然 Cat.__cid 是会报错的。

构造方法

在创建类时，我们可以手动添加一个 init() 方法，该方法是一个特殊的类实例方法，称为构造方法（或构造函数）。

构造方法用于创建对象时使用，每当创建一个类的实例对象时，Python 解释器都会自动调用它。Python 类中，手动添加构造方法的语法格式如下：

def __init__(self,...): 

注意，此方法的方法名中，开头和结尾各有 2 个下划线，且中间不能有空格。

另外，init() 方法可以包含多个参数，但必须包含一个名为 self 的参数，且必须作为第一个参数。

例如：

def __init__(self, name):        
        self.name = name

注意，即便不手动为类添加任何构造方法，Python 也会自动为类添加一个仅包含 self 参数的构造方法。

仅包含 self 参数的 init() 构造方法，又称为类的默认构造方法。

对象

创建对象也称类的实例化，比如我们通过 Cat 类创建对象，如下所示：

 # 创建对象
 c = Cat('Tom')

创建好对象后，我们就可以使用它访问属性和调用方法了，如下所示：

# 访问属性
print('name-->', c.name)
print('color-->', c.color)
# 调用方法
c.eat('鱼')

Python self用法详解

在定义类的过程中，无论是显式创建类的构造方法，还是向类中添加实例方法，都要求将 self 参数作为方法的第一个参数。例如，定义一个 Person 类：

class Person:
    def __init__(self):
        print("正在执行构造方法")
    # 定义一个study()实例方法
    def study(self,name):
        print(name,"正在学Python")

那么，self 到底扮演着什么样的角色呢？本节就对 self 参数做详细的介绍。

事实上，Python 只是规定，无论是构造方法还是实例方法，最少要包含一个参数，并没有规定该参数的具体名称。之所以将其命名为 self，只是程序员之间约定俗成的一种习惯，遵守这个约定，可以使我们编写的代码具有更好的可读性（大家一看到 self，就知道它的作用）。

一个类可以产生多个对象，当某个对象调用类方法时，该对象会把自身的引用作为第一个参数自动传给该方法，换句话说，Python 会自动绑定类方法的第一个参数指向调用该方法的对象。如此，Python解释器就能知道到底要操作哪个对象的方法了。

因此，程序在调用实例方法和构造方法时，不需要手动为第一个参数传值。例如，更改前面的 Person 类，如下所示

class Person:
    def __init__(self):
        print("正在执行构造方法")
    # 定义一个study()实例方法
    def study(self):
        print(self,"正在学Python")
zhangsan = Person()
zhangsan.study()
lisi = Person()
lisi.study()

上面代码中，study() 中的 self 代表该方法的调用者，即谁调用该方法，那么 self 就代表谁。因此，该程序的运行结果为：

正在执行构造方法 正在学Python 正在执行构造方法 正在学Python

另外，对于构造函数中的 self 参数，其代表的是当前正在初始化的类对象。举个例子：

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
zhangsan = Person("zhangsan")
print(zhangsan.name)
lisi = Person("lisi")
print(lisi.name)

运行结果为：

zhangsan lisi

可以看到，zhangsan 在进行初始化时，调用的构造函数中 self 代表的是 zhangsan；而 lisi 在进行初始化时，调用的构造函数中 self 代表的是 lisi。

值得一提的是，除了类对象可以直接调用类方法，还有一种函数调用的方式，例如：

class Person:
    def who(self):
        print(self)
zhangsan = Person()
#第一种方式
zhangsan.who()
#第二种方式
who = zhangsan.who
who()#通过 who 变量调用zhangsan对象中的 who() 方法

方法

和类属性一样，类方法也可以进行更细致的划分，具体可分为类方法、实例方法和静态方法。

和类属性的分类不同，对于初学者来说，区分这 3 种类方法是非常简单的，

即采用 @classmethod 修饰的方法为类方法；

采用 @staticmethod 修饰的方法为静态方法；

不用任何修改的方法为实例方法。

实例方法

通常情况下，在类中定义的方法默认都是实例方法。前面章节中，我们已经定义了不只一个实例方法。不仅如此，类的构造方法理论上也属于实例方法，只不过它比较特殊。

比如，下面的类中就用到了实例方法：

class CLanguage:
    #类构造方法，也属于实例方法
    def __init__(self):
        self.name = "C语言中文网"
        self.add = "http://c.biancheng.net"
    # 下面定义了一个say实例方法
    def say(self):
        print("正在调用 say() 实例方法")

实例方法最大的特点就是，它最少也要包含一个 self 参数，用于绑定调用此方法的实例对象（Python 会自动完成绑定）。实例方法通常会用类对象直接调用。

clang = CLanguage() 
​
clang.say()

类方法

Python 类方法和实例方法相似，它最少也要包含一个参数，只不过类方法中通常将其命名为 cls，Python 会自动将类本身绑定给 cls 参数（注意，绑定的不是类对象）。也就是说，我们在调用类方法时，无需显式为 cls 参数传参。

和 self 一样，cls 参数的命名也不是规定的（可以随意命名），只是 Python 程序员约定俗称的习惯而已。

和实例方法最大的不同在于，类方法需要使用＠classmethod修饰符进行修饰，例如：

class CLanguage:
    #类构造方法，也属于实例方法
    def __init__(self):
        self.name = "C语言中文网"
        self.add = "http://c.biancheng.net"
    #下面定义了一个类方法
    @classmethod
    def info(cls):
        print("正在调用类方法",cls)

类方法推荐使用类名直接调用

CLanguage.info()

Python类静态方法

静态方法，其实就是我们学过的函数，和函数唯一的区别是，静态方法定义在类这个空间（类命名空间）中，而函数则定义在程序所在的空间（全局命名空间）中。

静态方法没有类似 self、cls 这样的特殊参数，因此 Python 解释器不会对它包含的参数做任何类或对象的绑定。也正因为如此，类的静态方法中无法调用任何类属性和类方法。

静态方法需要使用＠staticmethod修饰，例如：

class CLanguage:
    @staticmethod
    def info(name,add):
        print(name,add)

静态方法的调用，既可以使用类名，也可以使用类对象，例如：

#使用类名直接调用静态方法
CLanguage.info("C语言中文网","http://c.biancheng.net")
#使用类对象调用静态方法
clang = CLanguage()
clang.info("Python教程","http://c.biancheng.net/python")