面向对象编程——Object Oriented Programming,简称OOP,是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。
在Python中,所有数据类型都可以视为对象,当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类(Class)的概念。
所以,面向对象的设计思想是抽象出Class,根据Class创建Instance
数据封装、继承和多态是面向对象的三大特点,我们后面会详细讲解。
类和实例
from classes import Student
面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance)
classStudent(object):definit(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
- 类可以起到模板的作用,因此,可以在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去
- 定义一个特殊的init方法,在创建实例的时候,就把name,score等属性绑上去
- 和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量self,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别
object表示该类是从哪个类继承下来的,继承的概念我们后面再讲,通常,如果没有合适的继承类,就使用object类,这是所有类最终都会继承的类。
- 类是创建实例的模板,而实例则是一个一个具体的对象,各个实例拥有的数据都互相独立,互不影响
- 方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不同,方法可以直接访问实例的数据;
- 通过在实例上调用方法,我们就直接操作了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。
和静态语言不同,Python允许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然它们都是同一个类的不同实例,但拥有的变量名称都可能不同
访问限制
在Python中,实例的变量名如果以__开头,就变成了一个私有变量(private),只有内部可以访问,外部不能访问
- 在Python中,变量名类似xxx的,也就是以双下划线开头,并且以双下划线结尾的,是特殊变量。
- 特殊变量是可以直接访问的,不是private变量,所以,不能用name、score这样的变量名。
- 以一个下划线开头的实例变量名,比如_name,这样的实例变量外部是可以访问的。
- 但是,按照约定俗成的规定,当你看到这样的变量时,意思就是,“虽然我可以被访问,但是,请把我视为私有变量,不要随意访问”。
不能直接访问name是因为Python解释器对外把name变量改成了_Studentname,所以,仍然可以通过Student_name来访问__name变量:
总的来说就是,Python本身没有任何机制阻止你干坏事,一切全靠自觉
一个类的私有变量只能在该类被调用,其子类也不能调用和访问;
子类如果要访问的话,可以通过调用父类的函数来使用父类的私有变量
继承和多态
定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)
当子类和父类都存在相同的run()方法时,我们说,子类的run()覆盖了父类的run(),在代码运行的时候,总是会调用子类的run()。
这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态
在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也可以被看做是父类
多态的好处就是,当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时,我们只需要接收Animal类型就可以了
因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型,然后,按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是Animal类或者子类,就会自动调用实际类型的run()方法,这就是多态的意思
这就是多态真正的威力:调用方只管调用,不管细节
著名的“开闭”原则:
对扩展开放:允许新增Animal子类
对修改封闭:不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数
- 继承可以把父类的所有功能都直接拿过来,这样就不必重零做起,子类只需要新增自己特有的方法,也可以把父类不适合的方法覆盖重写;
- 有了继承,才能有多态。在调用类实例方法的时候,尽量把变量视作父类类型,这样,所有子类类型都可以正常被接收;
- 旧的方式定义Python类允许不从object类继承,但这种编程方式已经严重不推荐使用。任何时候,如果没有合适的类可以继承,就继承自object类。
多态就是多种形态。 继承了就有多态了。
继承了就具有父类的方法,然后子类就能够覆写父类方法,子类就能够调用该方法实现自己的需求。
这样的好处就是,一个方法名在不同的子类里具有不同的作用
获取对象信息
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使用type()
判断对象类型,使用type()函数
import types type(‘abc’)==types.StringType True
注意到有一种类型就叫TypeType,所有类型本身的类型就是TypeType
type(int)==type(str)==types.TypeType
2使用isinstance()
对于class的继承关系来说,使用type()就很不方便。我们要判断class的类型,可以使用isinstance()函数
能用type()判断的基本类型也可以用isinstance()判断
3使用dir()
如果要获得一个对象的所有属性和方法,可以使用dir()函数,它返回一个包含字符串的list
类似xxx的属性和方法在Python中都是有特殊用途的,比如len方法返回长度。
剩下的都是普通属性或方法,比如lower()返回小写的字符串:
仅仅把属性和方法列出来是不够的,配合getattr()、setattr()以及hasattr(),我们可以直接操作一个对象的状态
判断哪些名字是方法(函数),能调用,可以用callable()判断
判断某个属性是否方法的最简单办法就是利用callable:
[f for f in dir(‘’) if callable(getattr(‘’,f))]
实例属性和类属性
在编写程序的时候,千万不要把实例属性和类属性使用相同的名字。
因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性,但是当你删除实例属性后,再使用相同的名称,访问到的将是类属性。