python類的相關(guān)概念

本篇內(nèi)容介紹了“python類的相關(guān)概念”的有關(guān)知識，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

目錄

• 什么是類，對象，實(shí)例，類## 標(biāo)題變量（類屬性），實(shí)例變量（實(shí)例屬性）

• 類變量和類屬性的分類

• 類調(diào)用實(shí)例方法

• 類的封裝（enclosure），繼承和多態(tài)

• 迭代，迭代器（iterator），可迭代對象（iterable object），生成器（generator）

  
  

什么是類，對象，實(shí)例，類## 標(biāo)題變量（類屬性），實(shí)例變量（實(shí)例屬性）

面向?qū)ο缶幊?/strong>（Object-oriented Programming，簡稱 OOP），是一種封裝代碼的方法。比如說，將亂七八糟的數(shù)據(jù)扔進(jìn)列表中，這就是一種簡單的封裝，是數(shù)據(jù)層面的封裝；把常用的代碼塊打包成一個函數(shù)，這也是一種封裝，是語句層面的封裝。面向?qū)ο缶幊蹋彩且环N封裝的思想，把描述特征的數(shù)據(jù)和代碼塊（函數(shù)）封裝到一起。

面向?qū)ο笾?，常用術(shù)語包括類，對象，屬性，方法：

類：可以理解是一個模板，通過它可以創(chuàng)建出無數(shù)個具體實(shí)例（又稱對象）。
對象（實(shí)例）：類并不能直接使用，通過類創(chuàng)建出的實(shí)例才能使用。
屬性：類中的所有變量稱為屬性。
方法：類中的所有函數(shù)通常稱為方法。不過，和函數(shù)所有不同的是，類方法至少要包含一個 self 參數(shù)。類方法無法單獨(dú)使用，只能和類的對象一起使用。

類變量和類屬性的分類

無論是類屬性還是類方法，都無法像普通變量或者函數(shù)那樣，在類的外部直接使用它們。我們可以將類看做一個獨(dú)立的空間，則類屬性其實(shí)就是在類體中定義的變量，類方法是在類體中定義的函數(shù)。

在類體中，根據(jù)變量定義的位置不同，以及定義的方式不同，類屬性又可細(xì)分為以下 3 種類型：

類體中、所有函數(shù)之外：此范圍定義的變量，稱為類屬性或類變量；
類體中，所有函數(shù)內(nèi)部：以“self.變量名”的方式定義的變量，稱為實(shí)例屬性或?qū)嵗兞浚?br/>類體中，所有函數(shù)內(nèi)部：以“變量名=變量值”的方式定義的變量，稱為局部變量。

和類屬性一樣，類方法也可以進(jìn)行更細(xì)致的劃分，具體可分為類方法、實(shí)例方法和靜態(tài)方法。在實(shí)際編程中，幾乎不會用到類方法和靜態(tài)方法，因?yàn)槲覀兺耆梢允褂煤瘮?shù)代替它們實(shí)現(xiàn)想要的功能，但在一些特殊的場景中（例如工廠模式中），使用類方法和靜態(tài)方法也是很不錯的選擇。

和類屬性的分類不同：
類方法：采用 @classmethod 修飾的方法
靜態(tài)方法：采用 @staticmethod> 修飾的方法
實(shí)例方法：不用任何修改的方法

構(gòu)造方法：在創(chuàng)建類時，我們可以手動添加一個 init() 方法，該方法是一個特殊的類實(shí)例方法，稱為構(gòu)造方法（或構(gòu)造函數(shù)）。構(gòu)造方法用于創(chuàng)建對象時使用，每當(dāng)創(chuàng)建一個類的實(shí)例對象時，Python 解釋器都會自動調(diào)用它。

類調(diào)用實(shí)例方法

實(shí)例方法的調(diào)用方式其實(shí)有 2 種，既可以采用類對象調(diào)用，也可以直接通過類名調(diào)用。

class CLanguage :
    # 下面定義了2個類變量
    name = "python語言"
    add = "http://c.biancheng.net.python"
    # __init__是構(gòu)造方法，也屬于實(shí)例方法  
    def __init__(self,name,add):
        #下面定義 2 個實(shí)例變量
        self.name = name
        self.add = add
        print(name,"網(wǎng)址為：",add)
    # 下面定義了一個say實(shí)例方法
    def say(self, content):
        print(content)
    #下面定義了一個count實(shí)例方法   
    def count(self,money):
    #下面定義了一個局部變量sale
        sale = 0.8*money
        print("優(yōu)惠后的價格為：",sale)
    #下面定義了一個類方法
    @classmethod
    def info(cls):
        print("正在調(diào)用類方法",cls)
    #下面定義了一個靜態(tài)方法
    @staticmethod
    def info(name,add):
        print(name,add)
# 將該CLanguage對象賦給clanguage變量
# 通過類名直接調(diào)用實(shí)例方法
# CLanguage.say("通過類名直接調(diào)用實(shí)例方法")會報錯，必須手動將 clang 這個類對象傳給self 參數(shù)
clang = CLanguage("C語言中文網(wǎng)1","http://c.biancheng.net")#傳入的參數(shù)要和init的一樣
CLanguage.say(clang, "通過類名直接調(diào)用實(shí)例方法")
# 通過類對象直接調(diào)用實(shí)例方法
clang2 = CLanguage("C語言中文網(wǎng)2","http://c.biancheng.net")
clang2.say("通過類對象直接調(diào)用實(shí)例方法")

#輸出
C語言中文網(wǎng)1 網(wǎng)址為： http://c.biancheng.net
通過類名直接調(diào)用實(shí)例方法
C語言中文網(wǎng)2 網(wǎng)址為： http://c.biancheng.net
通過類對象直接調(diào)用實(shí)例方法

類的封裝（enclosure），繼承和多態(tài)

1.封裝

簡單的理解封裝（Encapsulation），即在設(shè)計類時，刻意地將一些屬性和方法隱藏在類的內(nèi)部，這樣在使用此類時，將無法直接以“類對象.屬性名”（或者“類對象.方法名(參數(shù))”）的形式調(diào)用這些屬性（或方法），而只能用未隱藏的類方法間接操作這些隱藏的屬性和方法。

Python 類如何進(jìn)行封裝？

和其它面向?qū)ο蟮木幊陶Z言（如 C++、Java）不同，Python 類中的變量和函數(shù)，不是公有的（類似 public 屬性），就是私有的（類似 private），這 2 種屬性的區(qū)別如下：

public：公有屬性的類變量和類函數(shù)，在類的外部、類內(nèi)部以及子類（后續(xù)講繼承特性時會做詳細(xì)介紹）中，都可以正常訪問；

private：私有屬性的類變量和類函數(shù)，只能在本類內(nèi)部使用，類的外部以及子類都無法使用。

Python 并沒有提供 public、private 這些修飾符。為了實(shí)現(xiàn)類的封裝，Python 采取了下面的方法：
默認(rèn)情況下，Python 類中的變量和方法都是公有（public）的，它們的名稱前都沒有下劃線（_）；
如果類中的變量和函數(shù)，其名稱以雙下劃線“”開頭，但是沒有以雙下劃線“”結(jié)尾，則該變量（函數(shù)）為私有變量（私有函數(shù)），其屬性等同于
private。

封裝的具體細(xì)節(jié)參考

2.繼承和多態(tài)

在OOP（Object Oriented Programming）程序設(shè)計中，當(dāng)我們定義一個class的時候，可以從某個現(xiàn)有的class 繼承，新的class稱為子類（Subclass），而被繼承的class稱為基類、父類或超類（Base class、Super class）。

繼承有什么好處？最大的好處是子類獲得了父類的全部屬性及功能。

使用 class subclass_name(baseclass_name) 來表示繼承

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):                            # Child 繼承 Person
    pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)    # 子類繼承父類方法及屬性
May.print_title()
Peter.print_title()

#輸出
May female Peter male
woman
man

isinstance() 及 issubclass()

Python 與其他語言不同點(diǎn)在于，當(dāng)我們定義一個 class 的時候，我們實(shí)際上就定義了一種數(shù)據(jù)類型。我們定義的數(shù)據(jù)類型和Python自帶的數(shù)據(jù)類型，比如str、list、dict沒什么兩樣。

Python 有兩個判斷繼承的函數(shù)：isinstance() 用于檢查實(shí)例類型；issubclass() 用于檢查類繼承。參見下方示例：

class Person(object):
    pass
class Child(Person):                 # Child 繼承 Person
    pass
May = Child()
Peter = Person()    
print(isinstance(May,Child))         # True
print(isinstance(May,Person))        # True
print(isinstance(Peter,Child))       # False
print(isinstance(Peter,Person))      # True
print(issubclass(Child,Person))      # True

在說明多態(tài)是什么之前，我們在 Child 類中重寫 print_title() 方法：若為male，print boy；若為female，print girl

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):                # Child 繼承 Person
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("boy")
        elif self.sex == "female":
            print("girl")
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()

當(dāng)子類和父類都存在相同的 print_title()方法時，子類的 print_title() 覆蓋了父類的 print_title()，在代碼運(yùn)行時，會調(diào)用子類的 print_title()

這樣，我們就獲得了繼承的另一個好處：多態(tài)。

多態(tài)的好處就是，當(dāng)我們需要傳入更多的子類，例如新增 Teenagers、Grownups 等時，我們只需要繼承 Person 類型就可以了，而print_title()方法既可以直不重寫（即使用Person的），也可以重寫一個特有的。這就是多態(tài)的意思。調(diào)用方只管調(diào)用，不管細(xì)節(jié)，而當(dāng)我們新增一種Person的子類時，只要確保新方法編寫正確，而不用管原來的代碼。這就是著名的**“開閉”原則**：

對擴(kuò)展開放（Open for extension）：允許子類重寫方法函數(shù)
對修改封閉（Closed for modification）：不重寫，直接繼承父類方法函數(shù)

子類重寫構(gòu)造函數(shù)

子類可以沒有構(gòu)造函數(shù)，表示同父類構(gòu)造一致；子類也可重寫構(gòu)造函數(shù)；現(xiàn)在，我們需要在子類 Child 中新增兩個屬性變量：mother 和 father，我們可以構(gòu)造如下（建議子類調(diào)用父類的構(gòu)造方法，參見后續(xù)代碼）：

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
class Child(Person):                          # Child 繼承 Person
    def __init__(self,name,sex,mother,father):
        Person.__init__(self,name,sex)        # 子類對父類的構(gòu)造方法的調(diào)用
        self.mother = mother
        self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)

多重繼承

多重繼承的概念應(yīng)該比較好理解，比如現(xiàn)在需要新建一個類 baby 繼承 Child ， 可繼承父類及父類上層類的屬性及方法，優(yōu)先使用層類近的方法，代碼參考如下：

class Person(object):
    def __init__(self,name,sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("man")
        elif self.sex == "female":
            print("woman")
class Child(Person):
    pass
class Baby(Child):
    pass
May = Baby("May","female")        # 繼承上上層父類的屬性
print(May.name,May.sex)         # May female
May.print_title()                 #woman 可使用上上層父類的方法

class Child(Person):
    def print_title(self):
        if self.sex == "male":
            print("boy")
        elif self.sex == "female":
            print("girl")
class Baby(Child):
    pass
May = Baby("May","female")
May.print_title()                # girl 優(yōu)先使用上層類的方法

迭代，迭代器（iterator），可迭代對象（iterable object），生成器（generator）

迭代：是訪問集合元素的一種方式。如果給定一個list或tuple，我們可以通過for循環(huán)來遍歷這個list或tuple，這種遍歷我們稱為迭代（Iteration）。

迭代對象: 如果類中定義了__iter__方法,且返回了一個迭代器對象, 那么稱這個創(chuàng)建的對象為可迭代對象

字符串，列表，元祖，字典，集合等等，都是可迭代對象。
(沒有__next__)
可迭代對象,則可用for循環(huán)

# 字符串，列表，元祖，字典，集合等等，都是可迭代對象
for i in [1, 2, 3]:
    print(i)
obj = {"a": 123, "b": 456}
for k in obj:
    print(k)

創(chuàng)建可迭代對象

class foo(object):
	def __iter__(self):
		return 迭代器對象(生成器對象)
obj = foo() #obj是可迭代對象

#創(chuàng)建迭代器
class IT(object):
	def __init__(self):
		self.counter = 0
	def __iter__(self):
		return self
	def __next__(self):
		self.counter += 1
		if self.counter == 3:
			raise StopIteration()
#創(chuàng)建可迭代器對象
class foo(object):
	def __iter__(self):
		return IT()
obj = foo() #obj是可迭代對象
for item in obj:   #循環(huán)可迭代對象時,內(nèi)部先執(zhí)行obj.__iter__()并獲取迭代器對象,然后再不斷的執(zhí)行迭代器對象的__next__方法
	print(item)

迭代器：迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象

類中定義了__iter__和__next__兩個方法
__iter__返回對象本身，即self
__next__返回下一個數(shù)據(jù)，如果沒有，就返回一個stopiteration 的異常。
迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結(jié)束。迭代器只能往前不會后退。
迭代器有兩個基本的方法(內(nèi)置函數(shù))：iter() 和 next() ；內(nèi)置函數(shù) iter() 將可迭代對象轉(zhuǎn)化為迭代器. 通過 next() 方法逐一讀取下一個元素

創(chuàng)建一個迭代器

創(chuàng)建迭代器共有3種方法如下:

通過python內(nèi)置函數(shù)iter()將可迭代對象轉(zhuǎn)換為迭代器
自己創(chuàng)建一個迭代器, 滿足(1)類中定義了__iter__和__next__兩個方法(2)__next__返回下一個數(shù)據(jù)，如果沒有，就返回一個stopiteration> 的異常 2個條件
通過生成器（generator）創(chuàng)建

# 方法1: iter()將可迭代對象轉(zhuǎn)換為迭代器
list=[1, 2, 3, 4]
it = iter(list)    # 創(chuàng)建迭代器對象
#使用next()遍歷數(shù)據(jù)
print (next(it))  #1
print (next(it))  #2
#使用for循環(huán)遍歷數(shù)據(jù),for循環(huán)由于簡潔,更常用
#for循環(huán)會執(zhí)行迭代器的iter并獲得返回的對象,一直反復(fù)的去執(zhí)行next(對象)
for x in it:
    print (x, end=" ")   # 3 4
print (next(it))   #StopIteration
# 方法2: 創(chuàng)建一個迭代器
class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
  def __next__(self):
    if self.a <= 20:
      x = self.a
      self.a += 1
      return x
    else:
      raise StopIteration
#通過iter()和next()訪問 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
for x in myiter:
  print(x)
print(next(myiter))

#輸出
StopIteration
1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Process finished with exit code 1

生成器:使用了 yield 的 函數(shù) 被稱為生成器（generator）

具體細(xì)節(jié)參考http://kemok4.com/article/63929.htm

相比迭代器，生成器最明顯的優(yōu)勢就是節(jié)省內(nèi)存空間，即它不會一次性生成所有的數(shù)據(jù)，而是什么時候需要，什么時候生成。

創(chuàng)建一個生成器

定義一個以 yield 關(guān)鍵字標(biāo)識返回值的函數(shù)；

調(diào)用剛剛創(chuàng)建的函數(shù)，即可創(chuàng)建一個生成器

要想使生成器函數(shù)得以執(zhí)行，或者想使執(zhí)行完 yield 語句立即暫停的程序得以繼續(xù)執(zhí)行，有以下 2 種方式：

通過生成器（上面程序中的 num）調(diào)用 next() 內(nèi)置函數(shù)或者 next() 方法；

通過 for 循環(huán)遍歷生成器。

#創(chuàng)建了一個 num 生成器對象。顯然，和普通函數(shù)不同，intNum() 函數(shù)的返回值用的是 yield 關(guān)鍵字，而不是 return 關(guān)鍵字，此類函數(shù)又成為生成器函數(shù)。
#創(chuàng)建生成器函數(shù)
def intNum():
    print("開始執(zhí)行")
    for i in range(5):
        yield i
        print("繼續(xù)執(zhí)行")
#創(chuàng)建生成器對象num
num = intNum()
#調(diào)用 next() 內(nèi)置函數(shù)
print(next(num))  #0
#調(diào)用 __next__() 方法
print(num.__next__())  #1
#通過for循環(huán)遍歷生成器
for i in num:  #2 , 3, 4
    print(i)

#輸出
開始執(zhí)行
0
繼續(xù)執(zhí)行
1
繼續(xù)執(zhí)行
2
繼續(xù)執(zhí)行
3
繼續(xù)執(zhí)行
4
繼續(xù)執(zhí)行

Process finished with exit code 0

除此之外，還可以使用 list() 函數(shù)和 tuple() 函數(shù)，直接將生成器能生成的所有值存儲成列表或者元組的形式

num = intNum()
print(list(num))
num = intNum()
print(tuple(num)

#輸出
開始執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
[0, 1, 2, 3, 4]
開始執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
繼續(xù)執(zhí)行
(0, 1, 2, 3, 4)

Process finished with exit code 0

“python類的相關(guān)概念”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！