Python3 面向?qū)ο?/h1>

Python從設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，正因?yàn)槿绱?，在Python中創(chuàng)建一個(gè)類和對(duì)象是很容易的。本章節(jié)我們將詳細(xì)介紹Python的面向?qū)ο缶幊獭?

如果你以前沒有接觸過面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，那你可能需要先了解一些面向?qū)ο笳Z言的一些基本特征，在頭腦里頭形成一個(gè)基本的面向?qū)ο蟮母拍睿@樣有助于你更容易的學(xué)習(xí)Python的面向?qū)ο缶幊獭?

接下來我們先來簡(jiǎn)單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?

---

面向?qū)ο蠹夹g(shù)簡(jiǎn)介

• 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合。它定義了該集合中每個(gè)對(duì)象所共有的屬性和方法。對(duì)象是類的實(shí)例。
• 方法：類中定義的函數(shù)。
• 類變量：類變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外。類變量通常不作為實(shí)例變量使用。
• 數(shù)據(jù)成員：類變量或者實(shí)例變量用于處理類及其實(shí)例對(duì)象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
• 方法重寫：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對(duì)其進(jìn)行改寫，這個(gè)過程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重寫。
• 局部變量：定義在方法中的變量，只作用于當(dāng)前實(shí)例的類。
• 實(shí)例變量：在類的聲明中，屬性是用變量來表示的，這種變量就稱為實(shí)例變量，實(shí)例變量就是一個(gè)用 self 修飾的變量。
• 繼承：即一個(gè)派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個(gè)派生類的對(duì)象作為一個(gè)基類對(duì)象對(duì)待。例如，有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)：一個(gè)Dog類型的對(duì)象派生自Animal類，這是模擬"是一個(gè)（is-a）"關(guān)系（例圖，Dog是一個(gè)Animal）。
• 實(shí)例化：創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例，類的具體對(duì)象。
• 對(duì)象：通過類定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例。對(duì)象包括兩個(gè)數(shù)據(jù)成員（類變量和實(shí)例變量）和方法。

和其它編程語言相比，Python 在盡可能不增加新的語法和語義的情況下加入了類機(jī)制。

Python中的類提供了面向?qū)ο缶幊痰乃谢竟δ埽侯惖睦^承機(jī)制允許多個(gè)基類，派生類可以覆蓋基類中的任何方法，方法中可以調(diào)用基類中的同名方法。

對(duì)象可以包含任意數(shù)量和類型的數(shù)據(jù)。

類定義

語法格式如下：

class

ClassName
: <
statement
-
1
> . . . <
statement
-
N
>

類實(shí)例化后，可以使用其屬性，實(shí)際上，創(chuàng)建一個(gè)類之后，可以通過類名訪問其屬性。

類對(duì)象

類對(duì)象支持兩種操作：屬性引用和實(shí)例化。

屬性引用使用和 Python 中所有的屬性引用一樣的標(biāo)準(zhǔn)語法：obj.name。

類對(duì)象創(chuàng)建后，類命名空間中所有的命名都是有效屬性名。所以如果類定義是這樣:

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

MyClass
:
"""
一個(gè)簡(jiǎn)單的類實(shí)例
"""

i
=
12345

def

f
(
self
)
:
return

'
hello world
'

# 實(shí)例化類

x
=
MyClass
(
)

# 訪問類的屬性和方法

print
(
"
MyClass 類的屬性 i 為：
"
,
x
.
i
)

print
(
"
MyClass 類的方法 f 輸出為：
"
,
x
.
f
(
)
)

以上創(chuàng)建了一個(gè)新的類實(shí)例并將該對(duì)象賦給局部變量 x，x 為空的對(duì)象。

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

MyClass 類的屬性 i 為： 12345
MyClass 類的方法 f 輸出為： hello world

類有一個(gè)名為 __init__() 的特殊方法（構(gòu)造方法），該方法在類實(shí)例化時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用，像下面這樣：

def

__init__
(
self
)
:
self
.
data
=
[
]

類定義了 __init__() 方法，類的實(shí)例化操作會(huì)自動(dòng)調(diào)用 __init__() 方法。如下實(shí)例化類 MyClass，對(duì)應(yīng)的 __init__() 方法就會(huì)被調(diào)用:

x = MyClass()

當(dāng)然， __init__() 方法可以有參數(shù)，參數(shù)通過 __init__() 傳遞到類的實(shí)例化操作上。例如:

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

Complex
:
def

__init__
(
self
,
realpart
,
imagpart
)
:
self
.
r
=
realpart

self
.
i
=
imagpart

x
=
Complex
(
3.0
, -
4.5
)

print
(
x
.
r
,
x
.
i
)

# 輸出結(jié)果：3.0 -4.5

self代表類的實(shí)例，而非類

類的方法與普通的函數(shù)只有一個(gè)特別的區(qū)別——它們必須有一個(gè)額外的第一個(gè)參數(shù)名稱, 按照慣例它的名稱是 self。

class

Test
:
def

prt
(
self
)
:
print
(
self
)

print
(
self
.
__class__
)

t
=
Test
(
)

t
.
prt
(
)

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果為：

<__main__.Test instance at 0x100771878>
__main__.Test

從執(zhí)行結(jié)果可以很明顯的看出，self 代表的是類的實(shí)例，代表當(dāng)前對(duì)象的地址，而 self.class 則指向類。

self 不是 python 關(guān)鍵字，我們把他換成 runoob 也是可以正常執(zhí)行的:

class

Test
:
def

prt
(
runoob
)
:
print
(
runoob
)

print
(
runoob
.
__class__
)

t
=
Test
(
)

t
.
prt
(
)

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果為：

<__main__.Test instance at 0x100771878>
__main__.Test

類的方法

在類的內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字來定義一個(gè)方法，與一般函數(shù)定義不同，類方法必須包含參數(shù) self, 且為第一個(gè)參數(shù)，self 代表的是類的實(shí)例。

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

#類定義

class

people
:
#定義基本屬性

name
=
'
'

age
=
0

#定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進(jìn)行訪問

__weight
=
0

#定義構(gòu)造方法

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
)
:
self
.
name
=
n

self
.
age
=
a

self
.
__weight
=
w

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
%s 說: 我 %d 歲。
"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
)
)

# 實(shí)例化類

p
=
people
(
'
runoob
'
,
10
,
30
)

p
.
speak
(
)

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

runoob 說: 我 10 歲。

繼承

Python 同樣支持類的繼承，如果一種語言不支持繼承，類就沒有什么意義。派生類的定義如下所示:

class

DerivedClassName
(
BaseClassName
)
: <
statement
-
1
> . . . <
statement
-
N
>

子類（派生類 DerivedClassName）會(huì)繼承父類（基類 BaseClassName）的屬性和方法。

BaseClassName（實(shí)例中的基類名）必須與派生類定義在一個(gè)作用域內(nèi)。除了類，還可以用表達(dá)式，基類定義在另一個(gè)模塊中時(shí)這一點(diǎn)非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

#類定義

class

people
:
#定義基本屬性

name
=
'
'

age
=
0

#定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進(jìn)行訪問

__weight
=
0

#定義構(gòu)造方法

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
)
:
self
.
name
=
n

self
.
age
=
a

self
.
__weight
=
w

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
%s 說: 我 %d 歲。
"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
)
)

#單繼承示例

class

student
(
people
)
:
grade
=
'
'

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
,
g
)
:
#調(diào)用父類的構(gòu)函

people
.
__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
)

self
.
grade
=
g

#覆寫父類的方法

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級(jí)
"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
grade
)
)

s
=
student
(
'
ken
'
,
10
,
60
,
3
)

s
.
speak
(
)

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

ken 說: 我 10 歲了，我在讀 3 年級(jí)

多繼承

Python同樣有限的支持多繼承形式。多繼承的類定義形如下例:

class

DerivedClassName
(
Base1
,
Base2
,
Base3
)
: <
statement
-
1
> . . . <
statement
-
N
>

需要注意圓括號(hào)中父類的順序，若是父類中有相同的方法名，而在子類使用時(shí)未指定，python從左至右搜索 即方法在子類中未找到時(shí)，從左到右查找父類中是否包含方法。

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

#類定義

class

people
:
#定義基本屬性

name
=
'
'

age
=
0

#定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進(jìn)行訪問

__weight
=
0

#定義構(gòu)造方法

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
)
:
self
.
name
=
n

self
.
age
=
a

self
.
__weight
=
w

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
%s 說: 我 %d 歲。
"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
)
)

#單繼承示例

class

student
(
people
)
:
grade
=
'
'

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
,
g
)
:
#調(diào)用父類的構(gòu)函

people
.
__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
)

self
.
grade
=
g

#覆寫父類的方法

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級(jí)
"
%
(
self
.
name
,
self
.
age
,
self
.
grade
)
)

#另一個(gè)類，多繼承之前的準(zhǔn)備

class

speaker
(
)
:
topic
=
'
'

name
=
'
'

def

__init__
(
self
,
n
,
t
)
:
self
.
name
=
n

self
.
topic
=
t

def

speak
(
self
)
:
print
(
"
我叫 %s，我是一個(gè)演說家，我演講的主題是 %s
"
%
(
self
.
name
,
self
.
topic
)
)

#多繼承

class

sample
(
speaker
,
student
)
:
a
=
'
'

def

__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
,
g
,
t
)
:
student
.
__init__
(
self
,
n
,
a
,
w
,
g
)

speaker
.
__init__
(
self
,
n
,
t
)

test
=
sample
(
"
Tim
"
,
25
,
80
,
4
,
"
Python
"
)

test
.
speak
(
)

#方法名同，默認(rèn)調(diào)用的是在括號(hào)中參數(shù)位置排前父類的方法

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

我叫 Tim，我是一個(gè)演說家，我演講的主題是 Python

方法重寫

如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求，你可以在子類重寫你父類的方法，實(shí)例如下：

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

Parent
:
# 定義父類

def

myMethod
(
self
)
:
print

(
'
調(diào)用父類方法
'
)

class

Child
(
Parent
)
:
# 定義子類

def

myMethod
(
self
)
:
print

(
'
調(diào)用子類方法
'
)

c
=
Child
(
)

# 子類實(shí)例

c
.
myMethod
(
)

# 子類調(diào)用重寫方法

super
(
Child
,
c
)
.
myMethod
(
)

#用子類對(duì)象調(diào)用父類已被覆蓋的方法

是用于調(diào)用父類(超類)的一個(gè)方法。

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

調(diào)用子類方法
調(diào)用父類方法

更多文檔：

類屬性與方法

類的私有屬性

__private_attrs：兩個(gè)下劃線開頭，聲明該屬性為私有，不能在類的外部被使用或直接訪問。在類內(nèi)部的方法中使用時(shí) self.__private_attrs。

類的方法

在類的內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字來定義一個(gè)方法，與一般函數(shù)定義不同，類方法必須包含參數(shù) self，且為第一個(gè)參數(shù)，self 代表的是類的實(shí)例。

self 的名字并不是規(guī)定死的，也可以使用 this，但是最好還是按照約定使用 self。

類的私有方法

__private_method：兩個(gè)下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，只能在類的內(nèi)部調(diào)用 ，不能在類的外部調(diào)用。self.__private_methods。

實(shí)例

類的私有屬性實(shí)例如下：

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

JustCounter
:
__secretCount
=
0

# 私有變量

publicCount
=
0

# 公開變量

def

count
(
self
)
:
self
.
__secretCount
+=
1

self
.
publicCount
+=
1

print

(
self
.
__secretCount
)

counter
=
JustCounter
(
)

counter
.
count
(
)

counter
.
count
(
)

print

(
counter
.
publicCount
)

print

(
counter
.
__secretCount
)

# 報(bào)錯(cuò)，實(shí)例不能訪問私有變量

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, in 
    print (counter.__secretCount)  # 報(bào)錯(cuò)，實(shí)例不能訪問私有變量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

類的私有方法實(shí)例如下：

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

Site
:
def

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

# public

self
.
__url
=
url

# private

def

who
(
self
)
:
print
(
'
name :
'
,
self
.
name
)

print
(
'
url :
'
,
self
.
__url
)

def

__foo
(
self
)
:
# 私有方法

print
(
'
這是私有方法
'
)

def

foo
(
self
)
:
# 公共方法

print
(
'
這是公共方法
'
)

self
.
__foo
(
)

x
=
Site
(
'
菜鳥教程
'
,
'
www.runoob.com
'
)

x
.
who
(
)

# 正常輸出

x
.
foo
(
)

# 正常輸出

x
.
__foo
(
)

# 報(bào)錯(cuò)

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果：

類的專有方法：

• __init__ : 構(gòu)造函數(shù)，在生成對(duì)象時(shí)調(diào)用
• __del__ : 析構(gòu)函數(shù)，釋放對(duì)象時(shí)使用
• __repr__ : 打印，轉(zhuǎn)換
• __setitem__ : 按照索引賦值
• __getitem__: 按照索引獲取值
• __len__: 獲得長(zhǎng)度
• __cmp__: 比較運(yùn)算
• __call__: 函數(shù)調(diào)用
• __add__: 加運(yùn)算
• __sub__: 減運(yùn)算
• __mul__: 乘運(yùn)算
• __truediv__: 除運(yùn)算
• __mod__: 求余運(yùn)算
• __pow__: 乘方

運(yùn)算符重載

Python同樣支持運(yùn)算符重載，我們可以對(duì)類的專有方法進(jìn)行重載，實(shí)例如下：

實(shí)例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

class

Vector
:
def

__init__
(
self
,
a
,
b
)
:
self
.
a
=
a

self
.
b
=
b

def

__str__
(
self
)
:
return

'
Vector (%d, %d)
'
%
(
self
.
a
,
self
.
b
)

def

__add__
(
self
,
other
)
:
return

Vector
(
self
.
a
+
other
.
a
,
self
.
b
+
other
.
b
)

v1
=
Vector
(
2
,
10
)

v2
=
Vector
(
5
,-
2
)

print

(
v1
+
v2
)

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下所示:

Vector(7,8)