Python3 面向对象

2025-02-06 技术教程

Python3 面向对象

python是一门面向对象语言，在python中有一句话：一切都是对象

面向对象简介类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。方法：类中定义的函数。对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。类的定义

语法格式如下：

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

类实例化后，可以使用其属性；实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
属性引用语法：obj.name
对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名

#!/usr/bin/python3class People: """一个人类""" def __init__(self, name, age): # 类的初始化方法，实例化的时候首先调用的方法，前后双下划线的方法都是特殊方法 self.name = name # 类的属性，也是特点、特征 self.age = age def walk(self): # 普能方法 """人类会走路""" print(f'{self.name} is walking')# 实例化p = People('yhyang', 18)# 访问类的属性和方法print(f'我的名字是：{p.name}，我今年{p.age}岁')p.walk()输出：我的名字是：yhyang，我今年18岁yhyang is walking

注：上例中，init() 是类的初始化方法，用于初始化类中的属性和方法。

self代表类的实例，而非类类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类。类的方法

类地内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
示例代码：

#!/usr/bin/python3class People: """一个人类""" def __init__(self, name, age): # 类的初始化方法，实例化的时候首先调用的方法，前后双下划线的方法都是特殊方法 self.name = name # 类的属性，也是特点、特征 self.age = age def walk(self): # 普能方法 """人类会走路""" print(f'{self.name} is walking')# 实例化p = People('yhyang', 18)# 访问类的方法p.walk()输出：yhyang is walking类中的变量私有变量：__name，不能被继承内部变量：_开头通过方法修改私有数据，对数据进行保护
示例代码：

#!/usr/bin/python3class Car: name = 'xxx' # 类的属性 def __init__(self, brand, price, wheels, power): self._brand = brand self.price = price self.wheels = wheels self.power = power self.__speed = 0 def run(self, action): print(f'{self.brand} is running') if action == '1': self.__speed += 1 * 10 # 修改私有变量 print('当前速度是：{} km/h'.format(self.__speed)) def start(self): print(f'{self.brand} is on') @property def speed(self): # 只读，getter方法 return self.__speed @property def brand(self): return self._brand @brand.setter # 添加setter方法，可以被赋值 def brand(self, brand): if not isinstance(brand, str): raise TypeError('牌子是字符串类型') # raise 抛出异常 self._brand = brand # 可以对属性操作，提前判断 @property # 把下边的函数变成了属性，可以直接用实例名.info 这样调用 def info(self): return f'{self.brand}: {self.price}'# 实例化auto = Car('auto', 30000, 4, 'oil')auto.run('1') # 调用run()方法，修改私有变量auto.info # 以访问属性的方式访问info()方法auto.brand = 'audiA8' # 此处的brand不是属性，而是下边的@brand.setter处定义的brand方法auto.brandtesla = Car('Tesla', 100000, 4, 'electric')tesla.run('1')tesla.price = 999999 # 此处是类对象的属性tesla.pricetesla.nameCar.nameauto.country = 'China' # 在类的对象中动态的新声明一个属性，原类之中不存在auto.country输出：auto is running当前速度是：10 km/h'auto: 30000''audiA8'Tesla is running当前速度是：10 km/h999999'xxx''xxx''China'特殊方法init: 把各种属性都绑定到selfslots:限制实例的动态属性，减少内存消耗，类型为tuplestr:对象的说明文字eq: 比较对象是否相等

classmethod 与 staticmethod ；classmethod 会把类本身作为第一个参数传入
示例代码1：

#!/usr/bin/python3class Computer:__slots__ =('__name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性def __init__(self, name, mem, cpu): self.__name = name self.mem = mem self.cpu = cpudef play(self, game='qq games'): print('play',game)# 实例化pc2 = Computer('admin', '8G', '8核')pc2.mempc2.ssd = 'ssd' # 此处会报错，类中用了__slots__所以不能随意添加输出：'8G'AttributeError: 'Computer' object has no attribute 'ssd'

示例代码2：

示例代码3：

示例代码4：

#!/usr/bin/python3class Computer:__slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpudef play(self, game='qq games'): print('play',game)def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}'def __eq__(self,other): # 对象A == 对象B 时调用 return self.cpu == other.cpu@classmethoddef new_pc(cls, info): #cls 相当于类本身，通过类名.new_pc（‘参数’）来直接生成实例，而不调用__init__ "从字符串直接产生新的实例" name, mem, cpu = info.split('-') # 传参时用-连接三个参数 return cls(name, mem, cpu)# 使用classmethod建立新对象pc666 = Computer.new_pc('yhyang-16G-8eeeee核')print(pc666)输出：yhyang:16G-8核

示例代码5：

#!/usr/bin/python3class Computer:__slots__ =('_name', 'mem', 'cpu') # 为节省资源，不允许实例对象随意添加属性def __init__(self, name, mem, cpu): self._name = name self.mem = mem self.cpu = cpudef play(self, game='qq games'): print('play',game)def __str__(self): # 当print(对象)时，自动调用此方法 return f'{self._name}:{self.mem}-{self.cpu}'def __eq__(self,other): # 对象A == 对象B 时调用 return self.cpu == other.cpu@classmethoddef new_pc(cls, info): #cls 相当于类本身通过类名.new_pc（‘参数’）来直接生成实例，而不调用__init__ "从字符串直接产生新的实例" name, mem, cpu = info.split('-') # 传参时用-连接三个参数 return cls(name, mem, cpu)@staticmethod # 不需要生成类的实例，就可以使用的方法，直接用类名.calc来调用此方法def calc(a,b,oper): # 不用第一个参数 "根据操作符+-*/来计算a 和b的结果" if oper == '+': return a + bComputer.calc(2,5,'+')输出：7面向对象三大特征封装继承

多态

继承（多继承暂时不说）

python支持类的继承，如下格式：

class DerivedClassName(BaseClassName1):<statement-1>...<statement-N>

要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索即方法在子类中未找到时，从左到右查找基类中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
示例代码：

#!/usr/bin/python3#类定义class people: #定义基本属性 name = '' age = 0 #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问 __weight = 0 #定义构造方法 def __init__(self,n,a,w): self.name = n self.age = a self.__weight = w def speak(self): print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))#单继承示例class student(people): grade = '' def __init__(self,n,a,w,g): #调用父类的构函 people.__init__(self,n,a,w) self.grade = g #覆写父类的方法 def speak(self): print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))s = student('ken',10,60,3)s.speak()输出：ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级方法重写（多态）如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。
示例代码：

#!/usr/bin/python3class Parent: # 定义父类 def FatherMethod(self): print ('调用父类方法')class Child(Parent): # 定义子类 def FatherMethod(self): print ('调用子类方法')c = Child() # 子类实例c.FatherMethod() # 子类调用重写方法super(Child,c).FatherMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法输出：调用子类方法调用父类方法元编程类的类型是type，type类型是元类型metaclass，对象的类型是类类型顺序为 type---> class -----> object类A继承于type,通过type的new方法返回一个对象，可以认为是类A的对象，所以类实例化的方式为：a = A(),其实a是A调用type中new方法的返回值
示例代码1：

#!/usr/bin/python3# 运行时动态创建类和函数# metaclass -> class ->obj# __new__class Game: passGame.__class__输出：typetype(Game)输出：type

示例代码2：

#!/usr/bin/python3# type 是一个metaclass# 通过type创建一个新的metaclassclass Yuhy(type): passclass Yhy(metaclass=Yuhy): passprint(type(Yuhy)) # 查看Yuhy类的类型print(type(Yhy)) # 查看Yhy类的类型输出：<class 'type'><class '__main__.Yuhy'>isinstance(Yhy,Yuhy) # Yhy与Yuhy是否是同样的类型输出：True

用Yhy.__new__?查看此方法
Signature: Yhy.__new__(*args, **kwargs)
Docstring: Create and return a new object. See help(type) for accurate signature.
Type: builtin_function_or_method
help(type)
示例代码：

class Yuhy(type): def __new__(cls, name, bases, my_dict): # classmethod print(f'{name} 使用__new__创建') yhy = super().__new__(cls, name, bases, my_dict) return yhyclass Ks(metaclass=Yuhy): pass输出：Ks 使用__new__创建a = Ks()print(a)输出：<__main__.Ks object at 0x0000024AF06E9A20>反射能用来干什么

反射也叫内省，其实就是让对象自己告诉我们他有啥，能干啥
有三个方法

hasattr(obj,attr) setattr(obj,attr,val ) getattr(obj,attr)
示例代码1：

#!/usr/bin/python3# hasattr(obj, attr) 检查obj是否有一个名为attr的值的属性，返回一个bool# getattr(obj,attr) 检查obj中是否有attr属性或方法，并将其返回# setattr(obj,attr,value) 向对象obj中添加一个属性，值为values = 'yhyang' # s是一个字符串对象s.upper()输出：'YHYANG'isinstance(s, str)输出：Truehasattr(s,'upper') # 查看s当中是否有一个叫upper的方法输出：True

示例代码2：

#!/usr/bin/python3class People: def eat(self): print('eate') def drink(self): print('drink')p = People()p.eat()hasattr(p,'eat') # 找这个对象p中有没有eat这个方法getattr(p,'eat') # 在p中找到eat方法并返回aa = getattr(p,'eat')aa()setattr(p, 'sleep', 'sleep1234') # 添加一个新的属性，值为sleep1234p.sleep输出：eateTrue<bound method People.eat of <__main__.People object at 0x0000024AF06F7668>>eate'sleep1234'

示例代码3：汽车工厂

#!/usr/bin/python3# 汽车类class Car: def info(self): print('Car 父类 ')class Audi(Car): def info(self): print('Audi 汽车')class Tesla(Car): def info(self): print('Tesla 汽车')# 工厂类class Factory: def create(self): print('创建汽车，工厂基类')class AudiFactory(Factory): def creat(self): print('创造Audi汽车') return Audi()class TeslaFactory(Factory): def creat(self): print('创造Tesla汽车') return Tesla()# 生产汽车audi_F = AudiFactory()audi = audi_F.creat()audi.info()#另一种写法AudiFactory().creat().info()TeslaFactory().creat().info()输出：创造Audi汽车Audi 汽车创造Audi汽车Audi 汽车创造Tesla汽车Tesla 汽车