Python3 面向?qū)ο?/h1>

Python 從設(shè)計(jì)之初就是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，正因?yàn)槿绱?，?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?/p>

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?，這樣有助于你更容易的學(xué)習(xí) Python 的面向?qū)ο缶幊獭?/p>

接下來我們先來簡單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?/p>

Python3 面向?qū)ο蠹夹g(shù)簡介

• 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。
• 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，是在類聲明的內(nèi)部但是在類的其他成員方法之外聲明的。
• 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。
• 方法：類中定義的函數(shù)。
• 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:

#!/usr/bin/python3

class MyClass:
    """一個(gè)簡單的類實(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())

實(shí)例化類：

# 實(shí)例化類
x = MyClass()
# 訪問類的屬性和方法

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

很多類都傾向于將對(duì)象創(chuàng)建為有初始狀態(tài)的。因此類可能會(huì)定義一個(gè)名為 __init__() 的特殊方法（構(gòu)造方法），像下面這樣：

def __init__(self):
    self.data = []

類定義了 __init__() 方法的話，類的實(shí)例化操作會(huì)自動(dòng)調(diào)用 __init__() 方法。所以在下例中，可以這樣創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例:

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:

>>> class Complex:
...     def __init__(self, realpart, imagpart):
...         self.r = realpart
...         self.i = imagpart
...
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)

類的方法

在類的內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字可以為類定義一個(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):

#!/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('W3Cschool',10,30)
p.speak()

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

W3Cschool 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(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圓括號(hào)中基類的順序，若是基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)，從左到右查找基類中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基類名）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

#!/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。

#!/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，多重繼承之前的準(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))

#多重繼承
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)中排前地父類的方法

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：

#!/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

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

調(diào)用子類方法

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，不能在類地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

在類地內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字可以為類定義一個(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)

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，不能在類地外部調(diào)用。在類的內(nèi)部調(diào)用 slef.__private_methods。

實(shí)例如下：

#!/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 <module>
    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
• __div__: 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，我么可以對(duì)類的專有方法進(jìn)行重載，實(shí)例如下：

#!/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)