Python3学习笔记:面向对象编程

概述

网站建设哪家好,找创新互联!专注于网页设计、网站建设、微信开发、小程序设计、集团企业网站建设等服务项目。为回馈新老客户创新互联还提供了洛浦免费建站欢迎大家使用!

面向对象编程(Object Oriented Programming,即 OOP),是一种程序设计思想,比面向过程编程更加灵活,更易扩展。

Python 在设计的时候就是按照面向对象编程的思想设计的,像我们前面学过的各种数据类型,如字符串、列表、字典等都是一个个对象,它们都具有各自的属性和行为。

面向对象编程就是将客观存在的事物,总结提炼出它们各自的属性与行为,然后通过编程的方法形成一个模版(即类),我们就可以根据这个模版创建出一个个实际的、可使用的对象(即类的实例)。

特性

封装

封装是面向对象编程的核心思想,即将对象具有的,且是我们需要的属性和行为封装起来,编写成一个模版(即类),而在使用的时候只需要事先根据定义好的模版创建出其实例即可,使用过程中无需知道其属性和行为是如何实现的,只需要知道它们能够完成哪些功能即可。

继承

举个例子,我们创建一个四边形的类,它具有四条边,四个角这两个特性,计算周长、面积这两个行为;当我们基于这个四边形的类,再创建一个平行四边形的类,则该平行四边形也将自动具有四条边、四个角的特性和计算周长、面积的行为。

继承就是实现重复利用的重要手段,子类可以继承父类的属性和行为。

多态

子类继承于父类,那么子类也就拥有了父类的特性和行为,但是因为子类相对于父类而言是一个全新的类,所以它也拥有自己独特的特性和行为,这就是多态。例如,平行四边形继承于四边形,同样拥有四条边和四个角同时,它也有自己的特性,如对边相等,对角相等。

类和实例

面向对象编程的思想就是用代码描述客观世界中的物体,但是不可能将每个物体都用代码描述一遍,这不现实,所以引入了类。类就是一系列具有相同特性和行为的物体的集合,描述物体的模版。当我们需要一个该物体的具体实例时,只需要按照这个模版就能创建一个新的物体实例,然后对其进行操作。

如何定义类

在 Python 编程中,使用关键字 class 定义类,

class Triangle:
pass

Triangle(三角形)是类的名字。

创建类的实例

定义好一个类,并不能供我们直接使用,而是需要创建一个它的实例之后,才可以使用其内部的属性和行为。

就像国家发行钞票,会制作的一个钞票模版,然后根据这个模版印刷出一张张的纸币,这些纸币就是该钞票模版的实例,市场上流通的也是这些纸币,不会是这个钞票模版。所以,当我们要使用这个类的时候,就需要将其实例化,创建一个它的实例,

class Triangle:
pass

if name== "main":
triangle = Triangle()

triangle 就是类 Triangle的实例,也是这个实例的名称。

init() 方法

在 Python 中,如果在定义一个类的时候,不自定义该方法,则编译器会自动帮我们指定一个。但是如果想在创建类的实例的时候,为它的属性赋予一些参数,就需要自定义一个 init() 方法。

该方法用于在创建类的实例时,传入必要的属性。它的第一个参数必须是 self ,代表实例本身,

class Triangle:
def init(self, base, height)
self.base = base
self.height = height

if name== "main":
triangle = Triangle(4, 5)

这样就给 Triangle 这个类定义了一个 init() 方法,在创建其实例的时候,必须传入除 self 以外的所有参数。

属性

属性指类中的变量,包括类的属性和实例属性,它们定义的位置不同。

类的属性

类的属性定义在类中(实例方法之外),所有类的实例都可以访问类的属性。

class Triangle:
triangle_amount = 0

def __init__(self, base, height):
    self.base = base
    self.height = height

    Triangle.triangle_amount += 1

if name== "main":
triangle_1 = Triangle(4, 5)
triangle_2 = Triangle(12, 5)

print(Triangle.triangle_amount)
print(triangle_1.triangle_amount)

类的属性可以通过类名直接访问,也可以通过类的实例访问。

类的属性不仅仅只能在定义类的时候定义,也可以在类的定义之外动态添加,

class Triangle:
triangle_amount = 0

def __init__(self, base, height):
    self.base = base
    self.height = height

    Triangle.triangle_amount += 1

if name== "main":
triangle_1 = Triangle(4, 5)
triangle_2 = Triangle(12, 5)

Triangle.triangle_number = "001"

print(triangle_1.triangle_number)
print(triangle_2.triangle_number)

实例属性

实例属性是指在类的方法中定义的属性(变量),只能被类的实例使用。而且,改变一个实例的属性并不会影响其他实例,

class Triangle:
def init(self, base, height):
self.base = base
self.height = height

def print_base(self):
    print(self.base)

def print_height(self):
    print(self.height)

if name== "main":
triangle_1 = Triangle(12, 5)
triangle_2 = Triangle(19, 7)

triangle_1.print_base()
triangle_1.print_height()

triangle_1.base = 20
triangle_1.height = 10

triangle_1.print_base()
triangle_1.print_height()

triangle_2.print_base()
triangle_2.print_height()

init() 方法中,base 和 height 就是实例属性,当创建 triangle_1 和 triangle_2 两个三角形的时候分别给它们的 base 和 height 属性赋了值。当改变 triangle_1 的属性后,并没有影响 triangle_2 的属性值。

方法

每个对象都有其独有的行为,在面向对象编程中把这些行为称为方法,也就是面向过程编程中的函数,但是有些微差别。

方法需要在定义类的时候一起定义,这样类的实例就可以使用这些方法。定义方法和定义函数相似,不过方法必须包含一个 self 参数,且必须放在第一位,

class Triangle:
def init(self, base, height):
self.base = base
self.height = height

def compute_area(self)
    area = self.base * self.height / 2

函数用于实现某个独立的功能,而实例方法是实现类(类的实例)的一个特性行为,只有类的实例可以使用它。

访问限制

可以在类的外部访问创建类的时候定义的属性和方法,如果我们不想某些属性或方法在类的外部被直接访问(使用),可以给它们加上限制。不受限制的代码如下:

class Triangle:
description = "我是这个类最原始的描述"

def __init__(self):
    pass

def print_base_height(self):
    print("我是这个三角形的底和高")

if name== "main":
print(Triangle.description)

triangle = Triangle()
triangle.print_base_height()

受保护的

以单下划线开头的属性和方法是受保护的(protected)

class Triangle:
_description = "我是这个类最原始的描述"
_number = 0

def __init__(self):
    self._base = "我是底"
    print(self._base)

    pass

def _print_base_height(self):
    print("我是这个三角形的底和高")

if name== "main":
print(Triangle._description)

triangle = Triangle()
triangle._print_base_height()

print(triangle._base)

print(str(Triangle._number))
Triangle._number += 99
print(str(Triangle._number))

私有的

以双下划线开头的属性和方法是私有的(private),

class Triangle:
description = "我是这个类最原始的描述"
number = 0

def __init__(self):
    self.__base = "我是底"
    print(self.__base)

    pass

def __print_base_height(self):
    print("我是这个三角形的底和高")

def modify_description(self):
    print(Triangle.__description)

    Triangle.__description = "我是在类定义之内修改的描述"
    print(Triangle.__description)

if name== "main":
triangle = Triangle()
triangle.modify_description()

print(triangle._Triangle__description)
triangle._Triangle__print_base_height()

print(str(triangle._Triangle__number))
triangle._Triangle__number += 99
print(str(triangle._Triangle__number))

通过上面的代码可以看出,通过 类的实例名._类名__xxx 的方式依然可以访问私有的属性和方法。

所以,在 Python 编程中,访问限制并不能真正的限制你,总是可以通过别的某种方法突破限制,全凭自觉吧。

@property

通过 @property(装饰器)可以将一个方法转换为一个用于计算的特殊属性,可以通过方法名(无需在方法名后面加上小括号)直接访问该方法,

class Triangle:
def init(self, base, height):
self.base = base
self.height = height

@property
def compute_area(self):
    return self.base * self.height / 2

if name== "main":
triangle = Triangle(12, 5)
print(triangle.compute_area)

继承

继承是面向对象编程的一个重要特性,被继承的类称为父类(或基类),继承父类的类称为子类(或派生类),子类具有父类除了私有属性和方法以外的所有属性和方法。继承使得子类不再需要重新定义父类中已有的属性和方法,只要拿过来直接用就可以了。

class Triangle:
def init(self, base, height):
self.base = base
self.height = height

@property
def compute_area(self):
    return self.base * self.height / 2

class IsoscelesTriangle(Triangle):
pass

if name== "main":
isosceless_triangle = IsoscelesTriangle(12, 5)
print(isosceless_triangle.compute_area)

多态

如果是仅仅只能继承父类的一切,那和父类还有什么两样?所以,子类除了可以继承父类,还可以根据自己的特点增加自己的特性,修改从父类集成的特性,也就是面向对象编程的多态。

class Rectangle:
def init(self, length, width):
self.length = length
self.width = width

@property
def area(self):
    return self.length * self.width

@property
def perimeter(self):
    return (self.length + self.width) * 2

class Square(Rectangle):
def init(self, length, width=0):
self.length = length
self.width = width

@property
def area(self):
    return self.length ** 2

@property
def perimeter(self):
    return self.length * 4

if name== "main":
rectangle = Rectangle(12, 5)
print(str(rectangle.area))
print(str(rectangle.perimeter))

square = Square(12)
print(str(square.area))
print(str(square.perimeter))

本文题目:Python3学习笔记:面向对象编程
网站链接:http://myzitong.com/article/gpsgci.html