Python3 面向?qū)ο?/h1>

Python 從設(shè)計(jì)之初就是一門(mén)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，正因?yàn)槿绱?，?Python 中創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)和對(duì)象是很容易的。本章節(jié)我們將詳細(xì)介紹 Python 的面向?qū)ο缶幊獭?/p>

如果你以前沒(méi)有接觸過(guò)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，那你可能需要先了解一些面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的一些基本特征，在頭腦里頭形成一個(gè)基本的面向?qū)ο蟮母拍睿@樣有助于你更容易的學(xué)習(xí) Python 的面向?qū)ο缶幊獭?/p>

接下來(lái)我們先來(lái)簡(jiǎn)單的了解下面向?qū)ο蟮囊恍┗咎卣鳌?/p>

Python3 面向?qū)ο蠹夹g(shù)簡(jiǎn)介

• 類(lèi)(Class): 用來(lái)描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合。它定義了該集合中每個(gè)對(duì)象所共有的屬性和方法。對(duì)象是類(lèi)的實(shí)例。
• 類(lèi)變量：類(lèi)變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類(lèi)變量定義在類(lèi)中且在函數(shù)體之外。類(lèi)變量通常不作為實(shí)例變量使用。
• 數(shù)據(jù)成員：類(lèi)變量或者實(shí)例變量用于處理類(lèi)及其實(shí)例對(duì)象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
• 方法重寫(xiě)：如果從父類(lèi)繼承的方法不能滿(mǎn)足子類(lèi)的需求，可以對(duì)其進(jìn)行改寫(xiě)，這個(gè)過(guò)程叫方法的覆蓋（override），也稱(chēng)為方法的重寫(xiě)。
• 局部變量：定義在方法中的變量，只作用于當(dāng)前實(shí)例的類(lèi)。
• 實(shí)例變量：在類(lèi)的聲明中，屬性是用變量來(lái)表示的。這種變量就稱(chēng)為實(shí)例變量，是在類(lèi)聲明的內(nèi)部但是在類(lèi)的其他成員方法之外聲明的。
• 繼承：即一個(gè)派生類(lèi)（derived class）繼承基類(lèi)（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個(gè)派生類(lèi)的對(duì)象作為一個(gè)基類(lèi)對(duì)象對(duì)待。例如，有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)：一個(gè) Dog 類(lèi)型的對(duì)象派生自 Animal 類(lèi)，這是模擬"是一個(gè)（is-a）"關(guān)系（例圖，Dog 是一個(gè) Animal）。
• 實(shí)例化：創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例，類(lèi)的具體對(duì)象。
• 方法：類(lèi)中定義的函數(shù)。
• 對(duì)象：通過(guò)類(lèi)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例。對(duì)象包括兩個(gè)數(shù)據(jù)成員（類(lèi)變量和實(shí)例變量）和方法。

和其它編程語(yǔ)言相比，Python 在盡可能不增加新的語(yǔ)法和語(yǔ)義的情況下加入了類(lèi)機(jī)制。

Python 中的類(lèi)提供了面向?qū)ο缶幊痰乃谢竟δ埽侯?lèi)的繼承機(jī)制允許多個(gè)基類(lèi)，派生類(lèi)可以覆蓋基類(lèi)中的任何方法，方法中可以調(diào)用基類(lèi)中的同名方法。

對(duì)象可以包含任意數(shù)量和類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

類(lèi)定義

語(yǔ)法格式如下：

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

類(lèi)實(shí)例化后，可以使用其屬性，實(shí)際上，創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)之后，可以通過(guò)類(lèi)名訪(fǎng)問(wèn)其屬性。

類(lèi)對(duì)象

類(lèi)對(duì)象支持兩種操作：屬性引用和實(shí)例化。

屬性引用使用和 Python 中所有的屬性引用一樣的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)法：obj.name。

類(lèi)對(duì)象創(chuàng)建后，類(lèi)命名空間中所有的命名都是有效屬性名。所以如果類(lèi)定義是這樣:

#!/usr/bin/python3

class MyClass:
    """一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)實(shí)例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'

# 實(shí)例化類(lèi)
x = MyClass()

# 訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)的屬性和方法
print("MyClass 類(lèi)的屬性 i 為：", x.i)
print("MyClass 類(lèi)的方法 f 輸出為：", x.f())

實(shí)例化類(lèi)：

# 實(shí)例化類(lèi)
x = MyClass()
# 訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)的屬性和方法

以上創(chuàng)建了一個(gè)新的類(lèi)實(shí)例并將該對(duì)象賦給局部變量 x，x 為空的對(duì)象。

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

MyClass 類(lèi)的屬性 i 為： 12345
MyClass 類(lèi)的方法 f 輸出為： hello world

很多類(lèi)都傾向于將對(duì)象創(chuàng)建為有初始狀態(tài)的。因此類(lèi)可能會(huì)定義一個(gè)名為 __init__() 的特殊方法（構(gòu)造方法），像下面這樣：

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

類(lèi)定義了 __init__() 方法的話(huà)，類(lèi)的實(shí)例化操作會(huì)自動(dòng)調(diào)用 __init__() 方法。所以在下例中，可以這樣創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例:

x = MyClass()

當(dāng)然， __init__() 方法可以有參數(shù)，參數(shù)通過(guò) __init__() 傳遞到類(lèi)的實(shí)例化操作上。例如:

>>> class Complex:
...     def __init__(self, realpart, imagpart):
...         self.r = realpart
...         self.i = imagpart
...
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)

類(lèi)的方法

在類(lèi)的內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字可以為類(lèi)定義一個(gè)方法，與一般函數(shù)定義不同，類(lèi)方法必須包含參數(shù) self，且為第一個(gè)參數(shù):

#!/usr/bin/python3

#類(lèi)定義
class people:
    #定義基本屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義私有屬性,私有屬性在類(lèi)外部無(wú)法直接進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)
    __weight = 0
    #定義構(gòu)造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 說(shuō): 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))

# 實(shí)例化類(lèi)
p = people('W3Cschool',10,30)
p.speak()

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

W3Cschool 說(shuō): 我 10 歲。

繼承

Python 同樣支持類(lèi)的繼承，如果一種語(yǔ)言不支持繼承，類(lèi)就沒(méi)有什么意義。派生類(lèi)的定義如下所示:

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

需要注意圓括號(hào)中基類(lèi)的順序，若是基類(lèi)中有相同的方法名，而在子類(lèi)使用時(shí)未指定，Python 從左至右搜索 即方法在子類(lèi)中未找到時(shí)，從左到右查找基類(lèi)中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基類(lèi)名）必須與派生類(lèi)定義在一個(gè)作用域內(nèi)。除了類(lèi)，還可以用表達(dá)式，基類(lèi)定義在另一個(gè)模塊中時(shí)這一點(diǎn)非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

實(shí)例

#!/usr/bin/python3

#類(lèi)定義
class people:
    #定義基本屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義私有屬性,私有屬性在類(lèi)外部無(wú)法直接進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)
    __weight = 0
    #定義構(gòu)造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 說(shuō): 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))

#單繼承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆寫(xiě)父類(lèi)的方法
    def speak(self):
        print("%s 說(shuō): 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級(jí)"%(self.name,self.age,self.grade))



s = student('ken',10,60,3)
s.speak()

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

ken 說(shuō): 我 10 歲了，我在讀 3 年級(jí)

多繼承

Python 同樣有限的支持多繼承形式。多繼承的類(lèi)定義形如下例:

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圓括號(hào)中父類(lèi)的順序，若是父類(lèi)中有相同的方法名，而在子類(lèi)使用時(shí)未指定，Python 從左至右搜索 即方法在子類(lèi)中未找到時(shí)，從左到右查找父類(lèi)中是否包含方法。

#!/usr/bin/python3

#類(lèi)定義
class people:
    #定義基本屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義私有屬性,私有屬性在類(lèi)外部無(wú)法直接進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)
    __weight = 0
    #定義構(gòu)造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 說(shuō): 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))

#單繼承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆寫(xiě)父類(lèi)的方法
    def speak(self):
        print("%s 說(shuō): 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級(jí)"%(self.name,self.age,self.grade))

#另一個(gè)類(lèi)，多重繼承之前的準(zhǔn)備
class speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self,n,t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一個(gè)演說(shuō)家，我演講的主題是 %s"%(self.name,self.topic))

#多重繼承
class sample(speaker,student):
    a =''
    def __init__(self,n,a,w,g,t):
        student.__init__(self,n,a,w,g)
        speaker.__init__(self,n,t)

test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak()   #方法名同，默認(rèn)調(diào)用的是在括號(hào)中排前地父類(lèi)的方法

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

我叫 Tim，我是一個(gè)演說(shuō)家，我演講的主題是 Python

方法重寫(xiě)

如果你的父類(lèi)方法的功能不能滿(mǎn)足你的需求，你可以在子類(lèi)重寫(xiě)你父類(lèi)的方法，實(shí)例如下：

#!/usr/bin/python3

class Parent:        # 定義父類(lèi)
   def myMethod(self):
      print ('調(diào)用父類(lèi)方法')

class Child(Parent): # 定義子類(lèi)
   def myMethod(self):
      print ('調(diào)用子類(lèi)方法')

c = Child()          # 子類(lèi)實(shí)例
c.myMethod()         # 子類(lèi)調(diào)用重寫(xiě)方法

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

調(diào)用子類(lèi)方法

類(lèi)屬性與方法

類(lèi)的私有屬性

__private_attrs：兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭，聲明該屬性為私有，不能在類(lèi)地外部被使用或直接訪(fǎng)問(wèn)。在類(lèi)內(nèi)部的方法中使用時(shí) self.__private_attrs。

類(lèi)的方法

在類(lèi)地內(nèi)部，使用 def 關(guān)鍵字可以為類(lèi)定義一個(gè)方法，與一般函數(shù)定義不同，類(lèi)方法必須包含參數(shù) self, 且為第一個(gè)參數(shù)

類(lèi)的私有方法

__private_method：兩個(gè)下劃線(xiàn)開(kāi)頭，聲明該方法為私有方法，不能在類(lèi)地外部調(diào)用。在類(lèi)的內(nèi)部調(diào)用 slef.__private_methods。

實(shí)例如下：

#!/usr/bin/python3

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有變量
    publicCount = 0    # 公開(kāi)變量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print (self.__secretCount)

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print (counter.publicCount)
print (counter.__secretCount)  # 報(bào)錯(cuò)，實(shí)例不能訪(fǎng)問(wèn)私有變量

執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果為：

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, in <module>
    print (counter.__secretCount)  # 報(bào)錯(cuò)，實(shí)例不能訪(fǎng)問(wèn)私有變量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

類(lèi)的專(zhuān)有方法：

• __init__ : 構(gòu)造函數(shù)，在生成對(duì)象時(shí)調(diào)用
• __del__ : 析構(gòu)函數(shù)，釋放對(duì)象時(shí)使用
• __repr__ : 打印，轉(zhuǎn)換
• __setitem__ : 按照索引賦值
• __getitem__: 按照索引獲取值
• __len__: 獲得長(zhǎng)度
• __cmp__: 比較運(yùn)算
• __call__: 函數(shù)調(diào)用
• __add__: 加運(yùn)算
• __sub__: 減運(yùn)算
• __mul__: 乘運(yùn)算
• __div__: 除運(yùn)算
• __mod__: 求余運(yùn)算
• __pow__: 乘方

運(yùn)算符重載

Python 同樣支持運(yùn)算符重載，我么可以對(duì)類(lèi)的專(zhuān)有方法進(jìn)行重載，實(shí)例如下：

#!/usr/bin/python3

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print (v1 + v2)

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下所示:

Vector(7,8)