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Python 简明教程 — 19,Python 类与对象

开发技术 开发技术 1个月前 (06-26) 54次浏览

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Python 简明教程 --- 19,Python 类与对象

上一节 我们介绍了Python 面向对象的相关概念,我们已经知道类与对象面向对象编程中非常重要的概念。

类就是一个模板,是抽象的。对象是由类创建出来的实例,是具体的。由同一个类创建出来的对象拥有相同的方法属性,但属性的值可以是不同的。不同的对象是不同的实例,互不干扰。

1,类的定义

如下,是一个最简单的类,实际上是一个空类,不能做任何事情:

class People:
    pass

在Python 中定义一个类,需要用到class 关键字,后边是类名,然后是一个冒号:,然后下一行是类中的代码,注意要有缩进

2,创建对象

People 虽然是一个空类,但依然可以创建对象,创建一个对象的语法为:

对象名 = 类名(参数列表)

参数列表是跟__init__ 构造方法相匹配的,如果没有编写__init__ 方法,创建对象时,就不需要写参数,如下:

>>> p = People()
>>> p
<__main__.People object at 0x7fd30e60be80>
>>> 
>>> p1 = People()
>>> p1
<__main__.People object at 0x7fd30e60be48>

pp1 都是People类的对象。0x7fd30e60be80p 的地址,0x7fd30e60be48p1 的地址。可以看到不同的对象的地址是不同的,它们是两不同的实例,互不干扰。

3,属性

类中可以包含属性类中的变量),创建出来的对象就会拥有相应的属性,每个对象的属性的值可以不同。

创建好对象后,可以用如下方法给对象添加属性:

>>> p = People()
>>> p.name = '小明' # 添加 name 属性
>>> p.sex = '男'    # 添加 sex 属性
>>> p.name         # 访问对象的属性
'小明'
>>> p.sex          # 访问对象的属性
'男'

虽然在技术上可以这样做,但是一般情况下,我们并不这样为对象添加属性,这样会破坏类的封装性,使得代码混乱,不利于维护。

当访问一个不存在的属性时,会出现异常:

>>> p.job         # 一个不存在的属性
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'People' object has no attribute 'job'

我们一般会在__init__ 方法中为类添加属性并赋值。

4,__init__ 方法

在Python 的类中,以双下划线__开头和结尾的方法,被称为魔法方法,每个魔法方法都有特定的含义。Python 为我们规定了一些魔法方法,让我们自己实现这些方法。

__init__ 方法叫做构造方法,用来初始化对象。Python 解释器会在生成对象时,自动执行构造方法,而无需用户显示调用。

__init__ 方法不需要有返回值。

类中的所有实例方法 方法,都至少有一个参数,就是self。Python 中的self 相当于C++ 和Java 中的this 指针,都是代表当前对象。只是Python 中的self 需要显示写在方法的第一个参数,而this 指针则不需要写在方法参数中。

构造方法一般用于初始化对象的一些属性,构造函数可以不写,也可以只有一个self 参数。

当构造函数只有一个self 参数时,创建该类的对象时,不需要添加参数。当构造函数除了self 参数还有其它参数时,创建该类的对象时,则需要添加相匹配的参数。

比如,我们定义一个People 类,它有三个属性,分别是namesexage

class People:

    def __init__(self, name, sex, age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
        print('执行了 __init__ 方法')

    def print_info(self):
        print('people:%s sex:%s age:%s' % (
            self.name, self.sex, self.age))

在这个People 类中除了有一个__init__ 方法外,还有一个print_info 方法,每个方法中的都有self 参数,并且是第一个参数,self 代表当前对象。

在创建该类的对象时,需要传递匹配的参数(self 参数不用传递):

>>> p = People('小明', '男', 18)
执行了 __init__ 方法
>>> p 
<People.People object at 0x7feb6276bda0>
>>> p.print_info()
people:小明 sex:男 age:18
>>>
>>> p1 = People('小美', '女', 18)
执行了 __init__ 方法
>>> p1
<People.People object at 0x7fd54352be48>
>>> p1.print_info()
people:小美 sex:女 age:18

可以看到,在创建pp1 对象时,字符串执行了 __init__ 方法 被打印了出来,而我们并没有显示调用该方法,说明__init__ 方法被默认执行了。

对象pp1 是两个不同的对象,拥有相同的属性和方法,但是属性值是不一样的。两个对象互不干扰,对象p 的地址为0x7feb6276bda0p1 的地址是0x7fd54352be48

执行代码p.print_info(),是调用p 对象的print_info() 方法,因为,在定义该方法的时候,只有一个self 参数,所以在调用该方法的时候,不需要有参数。

5,私有属性和方法

私有属性

普通的属性,就像上面的namesexage 属性,都是公有属性,在类的外部都可以被任意的访问,就是可以用对象.属性名的方式来访问属性,如下:

>>> p = People('小明', '男', 18)
执行了 __init__ 方法
>>> p.name  # 访问属性
'小明'
>>> p.name = '小丽'  # 修改属性
>>> p.name  # 访问属性
'小丽'

这样就破坏了数据的封装性,这种访问方式是不可控(会不受限制的被任意访问)的,不利于代码的维护,不符合面向对象的编程规范。

所以,通常我们会将类中的属性,改为私有属性,就是不能以对象.属性名 这样的方式访问类属性。

在Python 中,通过在属性名的前边添加双下划线__,来将公有属性变为私有属性,如下:

#! /usr/bin/env python3

class People:

    def __init__(self, name, sex, age):
        self.__name = name   # 两个下划线
        self.__sex = sex     # 两个下划线
        self._age = age      # 一个下划线
        print('执行了 __init__ 方法')

    def print_info(self):
        print('people:%s sex:%s age:%s' % (
            self.__name, self.__sex, self._age))

这样就无法通过对象.属性名的方式来访问属性了,如下:

>>> p = People('小美', '女', 18)
执行了 __init__ 方法
>>> p.__name        # 出现异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'People' object has no attribute '__name'

但是,Python 中这种私有属性的方式,并不是真正的私有属性,Python 只是将__name 转换为了_People__name,即是在__name 的前边加上了_类名(_People),我们依然可以这样访问__name 属性:

>>> p._People__name
'小美'

但我们并不提倡这种方式,这会让代码变得混乱难懂。

可以注意到,People 类中的_age 属性是以单下划线开头的,这种以单下划线开头的属性是可以在类的外部被访问的:

>>> p._age
18

但是根据Python 规范,以单下划线开头的属性,也被认为是私有属性,也不应该在类的外部访问(虽然在技术上是可以访问的)。

注意:以双下划线__ 开头且结尾的属性__xxx__,是特殊属性,是公有的,可在类的外部访问

私有方法

私有方法与私有属性类似,也可以在方法名的前边加上双下划线__,来将某个方法变成私有的,一般不需要被外部访问的方法,应该将其设置为私有方法

6,set 和 get 方法

为了数据的封装性,我们不应该直接在类的外部以对象.属性名的方式访问属性,那么如果我们需要访问类的属性该怎么办呢?

这时我们需要为每个私有属性都提供两个方法:

  • set 方法:用于设置属性的值
  • get 方法:用于访问属性的值

为了减少代码量,这里只为__name 属性设置了这两个方法,代码如下:

#! /usr/bin/env python3

class People:

    def __init__(self, name, sex, age):
        self.__name = name
        self.__sex = sex
        self._age = age
        print('执行了 __init__ 方法')

    def print_info(self):
        print('people:%s sex:%s age:%s' % (
            self.__name, self.__sex, self._age))

    # set 和 get 方法
    def set_name(self, name):
        self.__name = name

    def get_name(self):
        return self.__name

用户可以这样设置和访问类的属性:

>>> from People import People
>>> p = People('小美', '女', 18)
执行了 __init__ 方法
>>> p.get_name()         # 获取 name 值
'小美'
>>> p.set_name('小丽')   # 设置新的值
>>> p.get_name()        # 再次获取name 值
'小丽'

(完。)


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