Python学习笔记十一：面向对象

面向对象技术简介

• 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。
• 方法重载：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），也称为方法的重载。
• 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

创建类

•  1 #coding=utf-8
   2 class Employee:
   3    ‘所有员工的基类‘
   4    empCount = 0
   5
   6    def __init__(self, name, salary):
   7       self.name = name
   8       self.salary = salary
   9       Employee.empCount += 1
  10
  11    def displayCount(self):
  12      print "Total Employee %d" % Employee.empCount
  13
  14    def displayEmployee(self):
  15       print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

  • empCount变量是一个类变量，它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用Employee.empCount访问。
  • 第一种方法__init__()方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法

创建实例对象

要创建一个类的实例，你可以使用类的名称，并通过__init__方法接受参数。

1 "创建 Employee 类的第一个对象"
2 emp1 = Employee("Zara", 2000)
3 "创建 Employee 类的第二个对象"
4 emp2 = Employee("Manni", 5000)

访问属性

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class Employee:
 5    ‘所有员工的基类‘
 6    empCount = 0
 7
 8    def __init__(self, name, salary):
 9       self.name = name
10       self.salary = salary
11       Employee.empCount += 1
12
13    def displayCount(self):
14      print "Total Employee %d" % Employee.empCount
15
16    def displayEmployee(self):
17       print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
18
19 "创建 Employee 类的第一个对象"
20 emp1 = Employee("Zara", 2000)
21 "创建 Employee 类的第二个对象"
22 emp2 = Employee("Manni", 5000)
23 emp1.displayEmployee()
24 emp2.displayEmployee()
25 print "Total Employee %d" % Employee.empCount

添加，删除，修改类的属性，如下所示

1 emp1.age = 7  # 添加一个 ‘age‘ 属性
2 emp1.age = 8  # 修改 ‘age‘ 属性
3 del emp1.age  # 删除 ‘age‘ 属性

• getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。
• hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。
• setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在，会创建一个新属性。
• delattr(obj, name) : 删除属性

1 hasattr(emp1, ‘age‘)    # 如果存在 ‘age‘ 属性返回 True。
2 getattr(emp1, ‘age‘)    # 返回 ‘age‘ 属性的值
3 setattr(emp1, ‘age‘, 8) # 添加属性 ‘age‘ 值为 8
4 delattr(empl, ‘age‘)    # 删除属性 ‘age‘

Python内置类属性

• __dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
• __doc__ :类的文档字符串
• __name__: 类名
• __module__: 类定义所在的模块（类的全名是‘__main__.className‘，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）
• __bases__ : 类的所有父类构成元素（包含了以个由所有父类组成的元组）

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class Employee:
 5    ‘所有员工的基类‘
 6    empCount = 0
 7
 8    def __init__(self, name, salary):
 9       self.name = name
10       self.salary = salary
11       Employee.empCount += 1
12
13    def displayCount(self):
14      print "Total Employee %d" % Employee.empCount
15
16    def displayEmployee(self):
17       print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
18
19 print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
20 print "Employee.__name__:", Employee.__name__
21 print "Employee.__module__:", Employee.__module__
22 print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
23 print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

>>

1 Employee.__doc__: Common base class for all employees
2 Employee.__name__: Employee
3 Employee.__module__: __main__
4 Employee.__bases__: ()
5 Employee.__dict__: {‘__module__‘: ‘__main__‘, ‘displayCount‘:
6 <function displayCount at 0xb7c84994>, ‘empCount‘: 2,
7 ‘displayEmployee‘: <function displayEmployee at 0xb7c8441c>,
8 ‘__doc__‘: ‘Common base class for all employees‘,
9 ‘__init__‘: <function __init__ at 0xb7c846bc>}

python对象销毁(垃圾回收)

同Java语言一样，Python使用了引用计数这一简单技术来追踪内存中的对象。

在Python内部记录着所有使用中的对象各有多少引用。

一个内部跟踪变量，称为一个引用计数器。

当对象被创建时， 就创建了一个引用计数， 当这个对象不再需要时， 也就是说， 这个对象的引用计数变为0 时， 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的， 由解释器在适当的时机，将垃圾对象占用的内存空间回收。

1 a = 40      # 创建对象  <40>
2 b = a       # 增加引用， <40> 的计数
3 c = [b]     # 增加引用.  <40> 的计数
4
5 del a       # 减少引用 <40> 的计数
6 b = 100     # 减少引用 <40> 的计数
7 c[0] = -1   # 减少引用 <40> 的计数

析构函数 __del__ ，__del__在对象消逝的时候被调用，当对象不再被使用时，__del__方法运行：

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class Point:
 5    def __init( self, x=0, y=0):
 6       self.x = x
 7       self.y = y
 8    def __del__(self):
 9       class_name = self.__class__.__name__
10       print class_name, "destroyed"
11
12 pt1 = Point()
13 pt2 = pt1
14 pt3 = pt1
15 print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的id
16 del pt1
17 del pt2
18 del pt3

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

需要注意的地方：继承语法 class 派生类名（基类名）：//... 基类名写作括号里，基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

在python中继承中的一些特点：

• 1：在继承中基类的构造（__init__()方法）不会被自动调用，它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。
• 2：在调用基类的方法时，需要加上基类的类名前缀，且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
• 3：Python总是首先查找对应类型的方法，如果它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。

如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作"多重继承" 。

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class Parent:        # 定义父类
 5    parentAttr = 100
 6    def __init__(self):
 7       print "调用父类构造函数"
 8
 9    def parentMethod(self):
10       print ‘调用父类方法‘
11
12    def setAttr(self, attr):
13       Parent.parentAttr = attr
14
15    def getAttr(self):
16       print "父类属性 :", Parent.parentAttr
17
18 class Child(Parent): # 定义子类
19    def __init__(self):
20       print "调用子类构造方法"
21
22    def childMethod(self):
23       print ‘调用子类方法 child method‘
24
25 c = Child()          # 实例化子类
26 c.childMethod()      # 调用子类的方法
27 c.parentMethod()     # 调用父类方法
28 c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法
29 c.getAttr()          # 再次调用父类的方法

• issubclass() - 布尔函数判断一个类是另一个类的子类或者子孙类，语法：issubclass(sub,sup)
• isinstance(obj, Class) 布尔函数如果obj是Class类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true。

方法重写

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：

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class Parent:        # 定义父类
 5    def myMethod(self):
 6       print ‘调用父类方法‘
 7
 8 class Child(Parent): # 定义子类
 9    def myMethod(self):
10       print ‘调用子类方法‘
11
12 c = Child()          # 子类实例
13 c.myMethod()         # 子类调用重写方法

基础重载方法

下表列出了一些通用的功能，你可以在自己的类重写：

运算符重载

Python同样支持运算符重载，实例如下：

 1 #!/usr/bin/python
 2
 3 class Vector:
 4    def __init__(self, a, b):
 5       self.a = a
 6       self.b = b
 7
 8    def __str__(self):
 9       return ‘Vector (%d, %d)‘ % (self.a, self.b)
10
11    def __add__(self,other):
12       return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
13
14 v1 = Vector(2,10)
15 v2 = Vector(5,-2)
16 print v1 + v2

Vector(7,8)

类属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。

类的方法

在类地内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，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

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 slef.__private_methods

 1 #coding=utf-8
 2 #!/usr/bin/python
 3
 4 class JustCounter:
 5     __secretCount = 0  # 私有变量
 6     publicCount = 0    # 公开变量
 7
 8     def count(self):
 9         self.__secretCount += 1
10         self.publicCount += 1
11         print self.__secretCount
12
13 counter = JustCounter()
14 counter.count()
15 counter.count()
16 print counter.publicCount
17 print counter.__secretCount  # 报错，实例不能访问私有变量

Python不允许实例化的类访问私有数据，但你可以使用 object._className__attrName 访问属性，将如下代码替换以上代码的最后一行代码：

print counter._JustCounter__secretCount