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Python入门篇之面向对象

python 搞代码 4年前 (2022-01-07) 61次浏览 已收录 0个评论

面向对象设计(OOD)不会特别要求面向对象编程语言。事实上OOD可以由纯结构化语言来实现,比如C,但如果想要构造具备对象性质和特点的数据类型,就需要在程序上作更多的努力。当一门语言内建OO特性,OO编程开发就会更加方便高效。

面向对象设计与面向对象编程的关系
 
面向对象设计(OOD)不会特别要求面向对象编程语言。事实上,OOD 可以由纯结构化语言来实现,比如 C,但如果想要构造具备对象性质和特点的数据类型,就需要在程序上作更多的努力。当一门语言内建 OO 特性,OO 编程开发就会更加方便高效。另一方面,一门面向对象的语言不一定会强制你写 OO 方面的程序。例如 C++可以被认为“更好的C”;而 Java,则要求万物皆类,此外还规定,一个源文件对应一个类定义。然而,在 Python 中,类和 OOP 都不是日常编程所必需的。尽管它从一开始设计就是面向对象的,并且结构上支持 OOP,但Python 没有限定或要求你在你的应用中写 OO 的代码。OOP 是一门强大的工具,不管你是准备进入,学习,过渡,或是转向 OOP,都可以任意支配。考虑用 OOD 来工作的一个最重要的原因,在于它直接提供建模和解决现实世界问题和情形的途径。
 

 
类是一种数据结构,我们可以用它来定义对象,后者把数据值和行为特性融合在一起。类是现实世界的抽象的实体以编程形式出现。实例是这些对象的具体化。可以类比一下,类是蓝图或者模型,用来产生真实的物体(实例)。类还可以派生出相似但有差异的子类。编程中类的概念就应用了很多这样的特征。在 Python 中,类声明与函数声明很相似,头一行用一个相应的关键字,接下来是一个作为它的定义的代码体,如下所示:

代码如下:
def functionName(args):
    ‘function documentation string’  #函数文档字符串
     function_suite  #函数体
class ClassName(object):
    ‘class documentation string’  #类文档字符串
     class_suite   #类体 

二者都允许你在他们的声明中创建函数,闭包或者内部函数(即函数内的函数),还有在类中定义的方法。最大的不同在于你运行函数,而类会创建一个对象。类就像一个 Python 容器类型。尽管类是对象(在 Python 中,一切皆对象),但正被定义时,它们还不是对象的实现。
 
创建类
 
Python 类使用 class 关键字来创建。简单的类的声明可以是关键字后紧跟类名:

代码如下:
class ClassName(bases):
    ‘class documentation string’ #’类文档字符串’
    class_suite #类体 

基类是一个或多个用于继承的父类的集合;类体由所有声明语句,类成员定义,数据属性和函数组成。类通常在一个模块的顶层进行定义,以便类实例能够在类所定义
 
的源代码文件中的任何地方被创建。
 
声明与定义
对于 Python 函数来说,声明与定义类没什么区别,因为他们是同时进行的,定义(类体)紧跟在声明(含 class 关键字的头行[header line])和可选的文档字符串后面。同时,所有的方法也必须同时被定义。如果对 OOP 很熟悉,请注意 Python 并不支持纯虚函数(像 C++)或者抽象方法(如在 JAVA 中),这些都强制程序员在子类中定义方法。作为替代方法,你可以简单地在基类方法中引发 NotImplementedError 异常,这样可以获得类似的效果。
 
类属性
 
属性就是属于另一个对象的数据或者函数元素,可以通过我们熟悉的句点属性标识法来访问。一些 Python 类型比如复数有数据属性(实部和虚部),而另外一些,像列表和字典,拥有方法(函数属性)。

有关属性的一个有趣的地方是,当你正访问一个属性时,它同时也是一个对象,拥有它自己的属性,可以访问,这导致了一个属性链,比如,myThing,subThing,subSubThing.等等
 
类的数据属性
 
数据属性仅仅是所定义的类的变量。它们可以像任何其它变量一样在类创建后被使用,并且,要么是由类中的方法来更新,要么是在主程序其它什么地方被更新。
这种属性已为 OO 程序员所熟悉,即静态变量,或者是静态数据。它们表示这些数据是与它们所属的类对象绑定的,不依赖于任何类实例。如果你是一位 Java 或 C++程序员,这种类型的数据相当于在一个变量声明前加上 static 关键字。静态成员通常仅用来跟踪与类相关的值。
 
看下面的例子,使用类数据属性(foo):

代码如下:
>>> class c(object):
    foo = 100
>>> print c.foo
100
>>> c.foo+=1
>>> c.foo
101

方法
 

代码如下:
>>> class MyClass(object):
        def myNoActionMethod(self):
        pass
>>> mc = MyClass()
>>> mc.myNoActionMethod()         

任何像函数一样对 myNoActionMethod 自身的调用都将失败:

代码如下:
>>> myNoActionMethod() Traceback (innermost last):
File “”, line 1, in ?
myNoActionMethod() NameError: myNoActionMethod

甚至由类对象调用此方法也失败了。

代码如下:
>>> MyClass.myNoActionMethod() Traceback (innermost last):
File “”, line 1, in ?
MyClass.myNoActionMethod()
TypeError: unbound method must be called with class
instance 1st argument

绑定(绑定及非绑定方法)
为与 OOP 惯例保持一致,Python 严格要求,没有实例,方法是不能被调用的。这种限制即 Python所描述来源gao.dai.ma.com搞@代*码网的绑定概念(binding),在此,方法必须绑定(到一个实例)才能直接被调用。非绑定的方法可能可以被调用,但实例对象一定要明确给出,才能确保调用成功。然而,不管是否绑定,方法都是它所在的类的固有属性,即使它们几乎总是通过实例来调用的。
 
决定类的属性
 
要知道一个类有哪些属性,有两种方法。最简单的是使用 dir()内建函数。另外是通过访问类的字典属性__dict__,这是所有类都具备的特殊属性之一。
 
看一下下面的例子:
 

代码如下:
>>> class myclass(object):
    ‘myclass class definition’ #类定义
    myVersion = ‘1.1’          #静态数据
    def showVesion(self):      #方法
        print myclass.myVersion
       
>>> dir(myclass)

运行结果:

代码如下:
[‘__class__’, ‘__delattr__’, ‘__dict__’, ‘__doc__’, ‘__format__’, ‘__getattribute__’, ‘__hash__’, ‘__init__’, ‘__module__’, ‘__new__’, ‘__reduce__’, ‘__reduce_ex__’, ‘__repr__’, ‘__setattr__’, ‘__sizeof__’, ‘__str__’, ‘__subclasshook__’, ‘__weakref__’, ‘myVersion’, ‘showVesion’]

使用:

代码如下:
>>> myclass.__dict__
dict_proxy({‘__module__’: ‘__main__’, ‘showVesion’: , ‘__dict__’: , ‘myVersion’: ‘1.1’, ‘__weakref__’: , ‘__doc__’: ‘myclass class definition’})

从上面可以看到,dir()返回的仅是对象的属性的一个名字列表,而__dict__返回的是一个字典,它的键(keys)是属性名,键值(values)是相应的属性对象的数据值。
结果还显示了 MyClass 类中两个熟悉的属性,showMyVersion 和 myVersion,以及一些新的属性。这些属性,__doc__及__module__,是所有类都具备的特殊类属性(另外还有__dict__)。。内建的 vars()函数接受类对象作为参数,返回类的__dict__属性的内容。

特殊的类属性
 
对任何类C,表显示了类C的所有特殊属性: 
C.__name__        类C的名字(字符串)
C.__doc__         类C的文档字符串
C.__bases__       类C的所有父类构成的元组
C.__dict__        类C的属性
C.__module__      类C定义所在的模块(1.5 版本新增)
C.__class__       实例C对应的类(仅新式类中)

代码如下:
>>> myclass.__name__
‘myclass’
>>> myclass.__doc__
‘myclass class definition’
>>> myclass.__bases__
(,)
>>> print myclass.__dict__
{‘__module__’: ‘__main__’, ‘showVesion’: , ‘__dict__’: , ‘myVersion’: ‘1.1’, ‘__weakref__’: , ‘__doc__’: ‘myclass class definition’}
>>> myclass.__module__
‘__main__’
>>> myclass.__class__

实例
 
如果说类是一种数据结构定义类型,那么实例则声明了一个这种类型的变量。实例是那些主要用在运行期时的对象,类被实例化得到实例,该实例的类型就是这个被实例化的类。
 
初始化:通过调用类对象来创建实例
 
Python 的方式更加简单。一旦定义了一个类,创建实例比调用一个函数还容易——不费吹灰之力。实例化的实现,可以使用函数操作符,如下示:
 
>>> class MyClass(object): # define class 定义类
        pass
>>> mc = MyClass() # instantiate class 初始化类    
__init__()”构造器”方法
 
当类被调用,实例化的第一步是创建实例对象。一旦对象创建了,Python 检查是否实现了__init__()方法。默认情况下,如果没有定义(或覆盖)特殊方法__init__(),对实例不会施加任何特别的操作.任何所需的特定操作,都需要程序员实现__init__(),覆盖它的默认行为。
 
如果__init__()没有实现,则返回它的对象,实例化过程完毕。
 
如果__init__()已经被实现,那么它将被调用,实例对象作为第一个参数(self)被传递进去,像标准方法调用一样。调用类时,传进的任何参数都交给了__init__()。实际中,你可以想像成这样:把创建实例的调用当成是对构造器的调用。
 
__new__()“构造器”方法
 
与__init__()相比,__new__()方法更像一个真正的构造器。需要一种途径来实例化不可变对象,比如,派生字符串,数字,等等。在这种情况下,解释器则调用类的__new__()方法,一个静态方法,并且传入的参数是在类实例化操作时生成的。__new__()会调用父类的__new__()来创建对象(向上代理)。__new__()必须返回一个合法的实例。
 
__del__()”解构器”方法
 
同样,有一个相应的特殊解构器(destructor)方法名为__del__()。然而,由于 Python 具有垃圾对象回收机制(靠引用计数),这个函数要直到该实例对象所有的引用都被清除掉后才会执行。Python 中的解构器是在实例释放前提供特殊处理功能的方法,它们通常没有被实现,因为实例很少被显式释放。
 
注意:Python 没有提供任何内部机制来跟踪一个类有多少个实例被创建了,或者记录这些实例是些什么东西。如果需要这些功能,你可以显式加入一些代码到类定义或者__init__()和__del__()中去。最好的方式是使用一个静态成员来记录实例的个数。靠保存它们的引用来跟踪实例对象是很危险的,因为你必须合理管理这些引用,不然,你的引用可能没办法释放(因为还有其它的引用)!看下面一个例子:
 

代码如下:
>>> class instCt(object):
    count = 0
    def __init__(self):
        instCt.count += 1
    def __del__(self):
        instCt.count -= 1
    def howMany(self):
        return instCt.count
   
>>> a = instCt()
>>> b = instCt()
>>> b.howMany()
2
>>> a.howMany()
2
>>> del b
>>> a.howMany()
1
>>> del a
>>> instCt.count
0

实例属性
 
设置实例的属性可以在实例创建后任意时间进行,也可以在能够访问实例的代码中进行。构造器__init()__是设置这些属性的关键点之一
 
能够在“运行时”创建实例属性,是 Python 类的优秀特性之一,Python 不仅是动态类型,而且在运行时,允许这些对象属性的动态创建。这种特性让人爱不释
手。当然,创建这样的属性时,必须谨慎。一个缺陷是,属性在条件语句中创建,如果该条件语句块并未被执行,属性也就不存在,而你在后面的代码中试着去访问这些属性,就会有错误发生。
 
默认参数提供默认的实例安装
在实际应用中,带默认参数的__init__()提供一个有效的方式来初始化实例。在很多情况下,默认值表示设置实例属性的最常见的情况,如果提供了默认值,我们就没必要显式给构造器传值了。
 

代码如下:
>> class HotelRoomCalc(object):
    ‘hotel room rate calculate’
    def __init__(self, rt, sales = 0.085, rm = 0.1):
        ”’HotelRoomCalc default arguments:
                 sales tax == 8.5% and room tax == 10%”’
        self.salesTax = sales
        self.roomTax = rm
        self.roomRate = rt
    def calcTotal(self, days = 1):
        ‘Calculate total: default to daily rate’
        daily = round((self.roomRate * 14 * (1+self.roomTax + self.salesTax)),2)
        return float(days) * daily

>>> sfo = HotelRoomCalc(299)
>>> sfo.calcTotal()
4960.41
>>> sfo.calcTotal(2)
9920.82
>>> sea = HotelRoomCalc(189, 0.086, 0.085)
>>> sea.calcTotal()
3098.47
>>> sea.calcTotal(4)
12393.88

以上就是Python入门篇之面向对象的详细内容,更多请关注gaodaima搞代码网其它相关文章!


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