Python 是一种“面向对象编程语言(Object Oriented Programming Language)”。这个说法的意思是说, Python 里边有一种叫做 class 的结构,通过它你可以用一种特殊的方式构造你的软件。通过使用 class(类),你可以让你的程序架构更为整齐,使用起来也会更为干净——至少理论上应该是这样的。 现在我要教你的是面向对象编程的起步知识,我会用你学过的知识向你介绍面向对象编程、类、以及对 象。问题是变相对象编程(简称OOP)本身就是个奇怪的东西,你只有努力去弄懂这一章的内容,好好 写代码,然后到下一章节的习题,我就能把OOP像钉钉子一样钉到你脑子里了。 现在就开始吧。
模块和字典差不多
你知道怎样创建和使用字典这个数据类型,这是一种将一种东西对应到另外一种的方式。这意味着如果 你有一个字典,它里边有一个叫 ‘apple’ 的 key,而你要从中取值的话,你需要这样做:
mystuff = {‘apple‘: "I AM APPLES!"}
print mystuff[‘apple‘]
记住这个“从Y获取X”的概念,现在再来看看模块(module),你已经创建和使用过一些模块了,你已 经了解了它们的一些属性: 1. 模组是包含函数和变量的 Python 文件。 2. 你可以 import 这个文件。 3. 然后你可以使用 ‘.’ 操作符访问到模组中的函数和变量。 假如说我有一个模块名字叫 mystuff.py 并且在里边放了个叫做 apple 的函数,就像这样:
# this goes in mystuff.py
def apple():
print "I AM APPLES!"
接下来我就可以用 import 来调用这个模块,并且访问到 apple 函数:
import mystuff
mystuff.apple()
我还可以放一个叫做 tangerine 的变量到模块里边:
def apple():
print "I AM APPLES!"
# this is just a variable
tangerine = "Living reflection of a dream"
一样的我还是可以访问到这个变量:
import mystuff
mystuff.apple()
print mystuff.tangerine
回到字典的概念,你会发现这和字典的使用方式有点相似,只不过语法不同而已,我们来比一比: mystuff[‘apple‘]
# get apple from dict
mystuff.apple()
# get apple from the module
mystuff.tangerine
# same thing, it‘s just a variable
也就是说,Python 里边有这么一个通用的模式: 1. 拿一个类似 key=value 风格的数据容器 2. 通过 key 的名称获取其中的 value 对于字典来说,key 是一个字符串,获得值的语法是 [key] 。对于模块来说,key是函数或者变量的名称,而语法是 .key 。除了这个,它们基本上就没什么区别了。
类和模块差不多
模块还可以用一种方法去理解:你可以把它们当做一种特殊的字典,通过它们你可以储存一些 Python 代码,而你可以通过 ‘ .’ 操作符访问到这些代码。Python 还有另外一种代码结构用来实现类似的目的, 那就是 类 (class) ,通过类,你可以把一组函数和数据放到一个容器中,从而用 ‘ .’ 操作符访问到它们。 如果我要用创建 mystuff 模块的方法来创建一个类,那么方法大致是这样的:
class MyStuff(object):
def __init__(self):
self.tangerine = "And now a thousand years between"
def apple(self):
print "I AM CLASSY APPLES!"
这个和模块比起来有些复杂,确实,比起模块来,这里的确做了很多事情,不过你应该能大致看出来, 这段代码差不多就是模拟了一个名字叫 MyStuff 的迷你模块,里边有一个叫做 apple() 的函数,难懂的 恐怕是 __init__() 函数,还有就是设置 tangerine 变量时用了 self.tangerine 这样的语法。
使用类而非模块的原因如下:你可以拿着上面这个类,重复创建出很多出来,哪怕是一次一百万个,它 们也不会互相干涉到。而对于模块来说,当你一次 import 之后,整个程序里就只有这么一份内容,只有 鼓捣得很深才能弄点花样出来。 不过在弄懂这个之前,你要先理解“对象(object)”是什么东西,以及如何使用 MyStuff 达到类似 import mystuff 实现的结果。
对象相当于迷你版的 import
如果说类和迷你模块差不多,那么对于类来说,也必然有一个类似 import 的概念。这个概念名称就是 “实例(instance)”。这只是一种故作高深的叫法而已,它的意思其实是“创建”。
当你将一个类“实例化”以后,你就得到了一个对象 (object) 。实现实例化的方法,就是像调用函数一样地调用一个类:
thing = MyStuff()
thing.apple()
print thing.tangerine
第一行代码就是“实例化”操作,这和调用函数很相似。然而,当你进行实例化操作时,Python 在背后 做了一系列的工作,这里我针对上面的代码详细解释一下: 1. Python 看到了 MyStuff() 并且知道了它是你定义过的一个类。 2. Python 创建了一个空的对象,里边包含了你在类中用 def 创建的所有函数。 3. 然后 Python 回去检查你是不是在里边创建了一个 __init__ 魔法函数,如果你有创建,它就会 调用这个函数,从而对你的空对象实现了初始化。 4. 在 MyStuff 中的 __init__ 函数里,我们有一个多余的函数叫做 self ,这就是 Python 为我们创 建的空对象,而我可以对它进行类似模块、字典等的操作,为它设置一些变量进去。 5. 在这里,我把 self.tangerine 设成了一段歌词,这样我就初始化了该对象。
6. 最后 Python 将这个新建的对象赋给一个叫 thing 的变量,以供后面使用。 这就是当你像调用函数一样调用类的时候, Python 完成这个“迷你 import”的过程。记住这不是拿来 一个类就直接用,而是将类当做一个“蓝图”,然后用它创建和这个类有相同属性的拷贝。 提醒你一点,我的解释和 Python 的实际原理还是有一点小小的出入,只不过在这里,基于你现有的关 于模块的知识,我也暂时只能这么解释了。事实上类和对象和模组是完全不同的东西。如果我实实在在 地跟你讲的话,我大概会说出下面的这些东西: • 类就像一种蓝图、或者一种预定义的东西,通过它可以创建新的迷你模块。 • 实例化的过程相当于你创建了这么一个迷你模块,而且同时 import 了它。 • 结果生成的迷你模块就是一个对象,你可以将它赋予一个变量并进行后续操作。 而通过这一系列的操作,类和对象和模块已经很不同了,所以这里的内容只是为了让你理解类的概念而 已。
从东西里获取东西
现在我有三种方法可以从某个东西里获取它的内容:
# dict style
mystuff[‘apples‘]
# module style
mystuff.apples()
print mystuff.tangerine
# class style
thing =MyStuff()
thing.apples()
print thing.tangerine