简述Python中的类与对象-创新互联

Python中的类

类的定义

示例:

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class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def speak(self, word):
        print(word)

其中 country 是类属性,即 Person类 的静态属性,speak() 为 Person类的函数属性,即类的动态属性~

类的实例化

对上述示例的类进行实例化:

>>> p = Person('Kitty', 18)       # 实例化 Person类,得到对象 p
>>> p.name                              # 调用对象 p 的name属性
'Kitty' 
>>> p.speak('hello')                 # 调用对象 p 的绑定方法
hello

类中的 __init__ 方法用于初始化对象,而在类的是实例化过程中,对应类中第一个被调用的并不是 __init__ 方法,第一个被调用的是 __new__方法。在对象的初始化之前首先要创建对象,__new__方法正是用来创建这个对象~
 
类的实例化过程也可以通过如下语句来实现:

>>> p = object.__new__(Person)        # __new__方法继承自 object类
>>> Person.__init__(p, 'Kitty', 18)
>>> p.name
'Kitty'

在Person类中重写 __new__方法:

class Person:
    country = "China"
    def __new__(cls, name, age):
        print('__new__ called')
        return super(Person, cls).__new__(cls)

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

    def speak(self, word):
        print(word)

p = Person('Kitty', 18)          # 实例化对象
print('name : %s' % p.name)

# 输出结果:
__new__ called
name : Kitty

很明显 __new__方法 是先于 __init__ 方法被调用的~
类的实例化过程大致步骤如下:
1、p = Person('Kitty', 18) ,会调用 Person类的__new__方法,并传递 name 和 age 参数
2、__new__方法 会创建一个 Person类的对象并返回
3、最后利用这个对象调用类的 __init__ 方法 完成初始化,__init__ 方法的第一个参数是self,对象在调用 __init__ 方法时会将自己当做参数传递给 这个self。
 
注意:__init__方法没有返回值~,__init__ 方法仅完成对象的初始化工作~
 

self是什么?
在类的内部,self 就是一个对象。使用对象调用方法时(对象的绑定方法),当前对象会被自动传递给 self,即 self 表示调用该方法的对象~

类属性的调用

操作类的变量属性:

>>> Person.country                  # 调用类属性
'China'
>>> Person.country = 'USA'     # 修改类属性
>>> Person.country
'USA'
>>> del Person.country           # 删除类属性
>>> Person.country                 # 删除后无法再调用
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
AttributeError: type object 'Person' has no attribute 'country'

调用类的函数属性:
这里仅介绍绑定方法的调用(即第一个参数是self的方法),类中的其他方法暂先不做介绍~
 
speak() 是类的函数属性,对象调用不需要传递 self参数(对象调用 会自动完成self参数传值,下面会介绍),若是类来调用,则需要手动传递这个 self参数,即需要传递一个Person类的对象~

class Person:
    country = "China"

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

    def speak(self, word):
        print(word)

p = Person('Kitty', 18) 
p.speak('hello')                  # 对象调用,会自动将 对象p 作为第一个参数传递给 self
Person.speak(p, '你好')     # 类调用需要手动传递 self 的值

# 输出结果:
hello
你好

类的名称空间

类名.__dict__ 用来查看一个类(或对象)的名称空间,可以这样理解。其实__dict__是类的一个内置属性,存储所有实例共享的变量和函数(类属性,方法等),类的__dict__并不包含其父类的属性。对象中的 __dict__ 属性下面会介绍~
 
这里注意和 dir() 方法的区别,dir(类名或对象名) 会返回一个类(或对象)的所有属性,包括从父类中继承的属性。

Person类的__dict__属性
{'__module__': '__main__',        # 所处模块
'__init__': ,   # __init__方法
'speak': ,       # speak 方法
'__dict__': ,      # 应该就是指  类的__dict__属性,具体参阅:https://blog.csdn.net/lis_12/article/details/53519060
'__weakref__': , 
'__doc__': None}             # # class说明文档

调用类的属性,首先会去类的名称空间中(Person.__dict__)寻找对应名称的key,相当于Person.__dict__['country'],也可以直接这样调用:

>>> Person.__dict__['country']
'China'
>>> Person.__dict__['country'] = 'USA'
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: 'mappingproxy' object does not support item assignment

注意:
__dict__ 对于类中的属性只能查看,不能修改~

Python内置属性

除了 __dict__,Python中的类还有很多别的内置属性:
__doc__ :类的说明
__name__: 类名
__module__: 类定义所在的模块
__bases__ : 包含了类的所有父类 的元组
 
示例如下:

class Person:
    '''human being'''
    country = "China"

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

    def speak(self, word):
        print(word)

print(Person.__doc__)
print(Person.__name__)
print(Person.__module__)
print(Person.__bases__)

#结果输出:
human being
Person
__main__
(,)

Python中的对象

对象的名称空间

class Person:
    country = "China"

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

    def speak(self, word):
        print(word)

实例化一个Person类的对象 的过程中,init方法会将参数赋值给 name 与 age 属性,可以通过 实例的__dict__ 查看,注意:实例的__dict__ 仅存储与该实例相关的实例属性,没有函数属性,也没有共有属性~

>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> print(p.__dict__)
{'name': 'Kitty', 'age': 18}

注意 实例.__dict__ 与 类.__dict__ 的区别~
 
通过 类.__dict__ 可以查看类中的属性,但是不能修改,但是通过 实例.__dict__ 除了查看,还可以进行修改~

>>> p.__dict__['name']
'Kitty'
>>> p.__dict__['age']
18
>>> p.__dict__['name'] = 'abc'
>>> p.__dict__['age'] = 20
>>> p.name
'abc'
>>> p.age 
20

对象的变量属性调用

通过对象可以直接调用该对象的变量属性,例如 p对象 的 name属性 和 age属性~

>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.name
'Kitty'
>>> p.age
18

也可以通过 p对象 调用对应类(这里是Person类)的变量属性,若是类的变量属性发生变化,则所有对象获取到的类变量属性都会改变~

>>> p.country
'China'

>>> Person.country = 'UK'       # 修改 类的变量属性
>>> p2 = Person('baby', 22)
>>> p.country
'UK'
>>> p2.country
'UK'

Tip:

  • 可以将所有类共有的属性设置成类属性;
  • 对象寻找属性会先在自己的名称空间中寻找,若是没有再去类的名称空间中寻找~

注意1
在修改类的变量属性时,若变量是不可变类型,则仅能通过 类名.变量属性 来修改,如下示例:

>>> Person.country = 'USA'     # 修改类属性
>>> p.country   
'USA'
>>> p.country = 'UK'
>>> p.country
'UK'
>>> Person.country
'USA'
>>> p2.country
'USA'

p.country 并没有修改类属性,而是给自己添加了一个新的属性,这个新添加的属性存放在对象自己的名称空间中,类的变量属性 country 并没有发生改变~

>>> p.__dict__
{'country': 'UK', 'age': 20, 'name': 'abc'}

在类中 self 表示当前调用的对象,当 self 引用的变量和类变量同名的时候,需要注意区分:这两个变量之间没有关联,self 引用的变量属于对象,放在对象的名称空间中,类变量则放在类名称空间中

class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.country = 'AUS'     # 添加对象属性
    def speak(self):
        print(self.country)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.country
'AUS'
>>> p.speak()
AUS
>>> Person.country
'China'

注意2
当类变量为可变类型时,需要区分对象的 2种 操作:

class Person:
    country = "China"
    lst = []
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.lst.append(name)
    def speak(self):
        print(self.name)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty'}
>>> Person.lst
['Kitty']

上述示例中,self 针对 lst 变量并不是一个赋值操作,而是调用了 lst的append方法,所以这个过程会先在对象的名称空间中寻找 lst 属性,对象的名称空间中没有,然后再去类的名称空间中寻找,Person类中存在该属性,于是调用其 append 方法。
 
这个过程通过对象修改了类的可变类型的变量~
 
若 self 针对 lst 变量是一个赋值操作,这样就为当前对象新增了一个 lst 属性

class Person:
    country = "China"
    lst = []
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.lst = name
    def speak(self):
        print(self.name)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty', 'lst': 'Kitty'}
>>> Person.__dict__
{'__module__': '__main__', 'country': 'China', 'lst': [], '__doc__': None, '__init__': , 'speak': }

对象的方法(绑定方法)

class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def speak(self):
        print(self.name + ', ' + str(self.age))
############
>>> p1 = Person('Kitty', 18)
>>> p2 = Person('baby', 22)
>>> p1.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty'}
>>> p2.__dict__
{'age': 22, 'name': 'baby'}

可以看到对象的名称空间中没有函数属性,函数属性在类的名称空间当中
 

>>> Person.speak

>>> p1.speak
>
>>> p2.speak
>

p1 和 p2 的 speak 方法为绑定方法(bound method),且 p1 和 p2 的 speak 方法内存地址不一致,这两个对象的 speak 方法都执行 类中对应的方法。
 
绑定方法,有两种:绑定到类的方法和绑定到对象的方法,上述示例中的方法为后者,绑定到对象的方法为对象专门定制,使用对象调用的时候,会自动将 当前对象传递给方法的第一个参数(self,一般都叫self,也可以写成别的名称),若使用类调用,则第一个参数需要手动传值~

>>> p1.speak()
Kitty, 18
>>> p2.speak()
baby, 22
>>> Person.speak(p1)     # 通过类调用
Kitty, 18

这里仅对绑定到对象的方法做简单介绍,类中还有绑定到类的方法,还有非绑定方法等...,之后会介绍

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