Object Oriented Python 简明教程

Object Oriented Python - Building Blocks

在本章中，我们将详细讨论面向对象术语和编程概念。类只是实例的一个工厂。这个工厂包含描述如何创建实例的蓝图。实例或对象是根据类构造的。在大多数情况下，我们可以拥有一个类的多个实例。每个实例都有一组属性，这些属性在类中定义，因此特定类的每个实例都应具有相同的属性。

Class Bundles : Behavior and State

一个类可以让你将一个对象的的行为和状态捆绑在一起。观察以下图表以更好地理解 -

在讨论类捆绑时，以下几点值得注意 -

单词 behavior 等同于 function - 它是一段执行某些操作（或实现某一行为）的代码
单词 state 与 variables 相同——它是类内存储值的一个地方。
当我们一起断言类行为和状态时，这意味着类会封装函数和变量。

Classes have methods and attributes

在 Python 中，创建方法定义类行为。方法这个词是面向对象编程中给类内部定义的函数的一个名称。总结一下：

Class functions ——是 methods 的同义词
Class variables ——是 name attributes. 的同义词
Class ——给具有确切行为的实例创建一个蓝图。
Object ——类的实例之一，执行类中定义的功能。
Type ——指示该实例所属的类
Attribute ——任何对象值：object.attribute
Method ——类中定义的“可调用属性”

观察以下代码段以作示例——

var = “Hello, John”
print( type (var)) # ‘str’> or <class 'str'>
print(var.upper()) # upper() method is called, HELLO, JOHN

Creation and Instantiation

以下代码展示了如何创建我们的第一个类，然后创建它的实例。

class MyClass(object):
   pass
# Create first instance of MyClass
this_obj = MyClass()
print(this_obj)
# Another instance of MyClass
that_obj = MyClass()
print (that_obj)

在此，我们创建了一个称为 MyClass 的类，该类不做任何任务。 MyClass 类中的参数 object 涉及类继承，将在后面的章节中讨论。上面的代码中的 pass 表明，该块是空的，也就是一个空的类定义。

让我们创建一个类 MyClass() 的实例 this_obj 并对其进行打印，如以下所示：

<__main__.MyClass object at 0x03B08E10>
<__main__.MyClass object at 0x0369D390>

在此，我们创建了 MyClass. 的一个实例。十六进制代码是指对象存储的地址。另一个实例指向另一个地址。

现在让我们在类 MyClass() 中定义一个变量，并从该类的实例中获取变量，如下面的代码所示：

class MyClass(object):
   var = 9

# Create first instance of MyClass
this_obj = MyClass()
print(this_obj.var)

# Another instance of MyClass

that_obj = MyClass()
print (that_obj.var)

Output

执行上述代码时，可以看到以下输出：

9
9

由于实例知道自己是通过哪个类实例化，因此当从实例请求属性时，实例会查找属性和类。这称为 attribute lookup.

Instance Methods

类中定义的函数称为 method. 实例方法需要一个实例才能调用它，并且不需要装饰器。在创建实例方法时，第一个参数始终为 self. 虽然我们可以用任何其他名称调用它（self），但建议使用 self，因为它是一个命名约定。

class MyClass(object):
   var = 9
   def firstM(self):
      print("hello, World")
obj = MyClass()
print(obj.var)
obj.firstM()

Output

执行上述代码时，可以看到以下输出：

9
hello, World

请注意，在上面的程序中，我们定义了一个方法，其中 self 为参数。但我们无法调用该方法，因为我们没有向其声明任何参数。

class MyClass(object):
   def firstM(self):
      print("hello, World")
      print(self)
obj = MyClass()
obj.firstM()
print(obj)

Output

执行上述代码时，可以看到以下输出：

hello, World
<__main__.MyClass object at 0x036A8E10>
<__main__.MyClass object at 0x036A8E10>

Encapsulation

封装是 OOP 的基本原则之一。OOP 让我们能够隐藏对象的内部工作原理的复杂性，在以下方面对开发人员有利 −

简化并使之易于理解，无需了解内部即可使用对象。
可以轻松管理任何更改。

面向对象编程严重依赖于封装。术语“封装”和“抽象”（也称为数据隐藏）通常被用作同义词。它们几乎是同义词，因为抽象是通过封装实现的。

封装为我们提供了限制对某些对象组件的访问权限的机制，这意味着对象内部表示不能从对象定义外部看到。通常通过特殊方法 Getters 和 Setters. 来访问这些数据

这些数据存储在实例属性中，可以从类外的任何地方进行操作。为了保护它，只应使用实例方法访问该数据。禁止直接访问。

class MyClass(object):
   def setAge(self, num):
      self.age = num

   def getAge(self):
      return self.age

zack = MyClass()
zack.setAge(45)
print(zack.getAge())

zack.setAge("Fourty Five")
print(zack.getAge())

Output

执行上述代码时，可以看到以下输出：

45
Fourty Five

应该使用异常处理结构仅在数据正确有效时存储数据。如上所见，对于 setAge() 方法，没有对用户输入的限制。它可以是字符串、数字或列表。因此，我们需要检查上面的代码以确保存储的正确性。

class MyClass(object):
   def setAge(self, num):
      self.age = num

   def getAge(self):
      return self.age

zack = MyClass()
zack.setAge(45)
print(zack.getAge())
zack.setAge("Fourty Five")
print(zack.getAge())

Init Constructor

方法 *init* 会在类对象实例化后立即隐式调用。这将初始化对象。

x = MyClass()

上面显示的这一行代码将创建一个新实例，并将该对象分配给局部变量 x。

实例化操作，即 calling a class object ，创建一个空对象。许多类希望使用对象创建一个实例，该实例定制为特定的初始状态。因此，类可以定义一个名为 “ init ()“ 的特殊方法，如下所示 −

def __init__(self):
   self.data = []

Python 在实例化期间调用 init ，定义了一个当类实例化时应该出现的附加属性，该属性可以设置该对象的某些起始值或在实例化时运行所需例程。因此，在此示例中，可以通过以下方法获取一个新的已初始化实例 −

x = MyClass()

方法 init () 可以具有一个或多个参数，来获得更大的灵活性。init 表示初始化，因为它初始化实例的属性。它被称为类的构造器。

class myclass(object):
   def __init__(self,aaa, bbb):
      self.a = aaa
      self.b = bbb

x = myclass(4.5, 3)
print(x.a, x.b)

Output

4.5 3

Class Attributes

类中定义的属性称为“类属性”，而函数中定义的属性称为“实例属性”。在定义时，这些属性没有前缀 self，因为它们是类的属性，而不是特定实例的属性。

类属性可以通过类本身（ className.attributeName）以及类的实例（inst.attributeName）来访问。因此，实例既可以访问实例属性，也可以访问类属性。

>>> class myclass():
   age = 21
>>> myclass.age
21
>>> x = myclass()
>>> x.age
21
>>>

类属性可以在实例中被覆盖，虽然这并不是一个打破封装的好方法。

Python 中有一个用于查找属性的路径。第一个是在类中定义的方法，然后是其上方的类。

>>> class myclass(object):
   classy = 'class value'
>>> dd = myclass()
>>> print (dd.classy) # This should return the string 'class value'
class value
>>>
>>> dd.classy = "Instance Value"
>>> print(dd.classy) # Return the string "Instance Value"
Instance Value
>>>
>>> # This will delete the value set for 'dd.classy' in the instance.
>>> del dd.classy
>>> >>> # Since the overriding attribute was deleted, this will print 'class
value'.

>>> print(dd.classy)
class value
>>>

我们在实例 dd 中覆盖“classy”类属性。覆盖时，Python 解释器会读取覆盖的值。但是一旦新值被“del”删除，覆盖的值便不再存在于该实例中，因此查找将向上一个级别并从类中获取它。

Working with Class and Instance Data

在本节中，让我们了解类数据与实例数据的关系。我们可以将数据存储在类中或实例中。在设计类时，我们需要决定哪些数据属于实例，哪些数据应该存储在总体类中。

实例可以访问类数据。如果我们创建多个实例，那么这些实例既可以访问它们各自的属性值，也可以访问总体类数据。

因此，类数据是所有实例共享的数据。观察下面给出的代码以更好地理解−

class InstanceCounter(object):
   count = 0 # class attribute, will be accessible to all instances
   def __init__(self, val):
      self.val = val
      InstanceCounter.count +=1 # Increment the value of class attribute, accessible through class name
# In above line, class ('InstanceCounter') act as an object
   def set_val(self, newval):
      self.val = newval

   def get_val(self):
      return self.val

   def get_count(self):
      return InstanceCounter.count
a = InstanceCounter(9)
b = InstanceCounter(18)
c = InstanceCounter(27)

for obj in (a, b, c):
   print ('val of obj: %s' %(obj.get_val())) # Initialized value ( 9, 18, 27)
   print ('count: %s' %(obj.get_count())) # always 3

Output

val of obj: 9
count: 3
val of obj: 18
count: 3
val of obj: 27
count: 3

简而言之，类属性对于类的所有实例都是相同的，而实例属性对于每个实例都是特定的。对于两个不同的实例，我们将有两种不同的实例属性。

class myClass:
   class_attribute = 99

   def class_method(self):
      self.instance_attribute = 'I am instance attribute'

print (myClass.__dict__)

Output

执行上述代码时，可以看到以下输出：

{'__module__': '__main__', 'class_attribute': 99, 'class_method': , '__dict__': , '__weakref__': , '__doc__': None}