(windows) Python 2.7 学习笔记 三十四 类和实例

类和实例

面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),必须牢记类是抽象的模板,比如 Student 类,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。

仍以 Student 类为例,在 Python 中,定义类是通过 class 关键字:

class Student(object):
    pass

class 后面紧接着是类名,即 Student,类名通常是大写开头的单词,紧接着是(object),表示该类是从哪个类继承下来的,继承的概念后面说,通常,如果没有合适的继承者,就使用 object 类,这是所有类最终都会继承的类。

定义好了 Student 类,就可以根据 Student 类创建出 Student 的实例,创建实例是通过类名 +() 实现的:

D:\PythonBash>python
Python 2.7.15 (v2.7.15:ca079a3ea3, Apr 30 2018, 16:30:26) [MSC v.1500 64 bit (AM
D64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> class Student(object):
...     pass
...
>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x00000000005E59B0>
>>> Student
<class '__main__.Student'>
>>>

可以看到,变量 bart 指向的就是一个 Studentobject,后面的 0x00000000005E59B0 是内存地址,每个 object 的地址都不一样,而 Student 本身则是一个类。

可以自由地给一个实例变量绑定属性,比如,给实例 bart 绑定一个 name 属性:

>>> bart.name = 'Bart Simpson'
>>> bart.name
'Bart Simpson'
>>>

由于类可以起到模板的作用,因此,可以在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的 __init__ 方法,在创建实例的时候,就把 namescore 等属性绑定上去:

>>> class Student(object):
...     def __init__(self, name, score):
...         self.name = name
...         self.score = score
...
>>>

注意到 __init__ 方法的第一个参数永远是 self,表示创建的实例本身,因此,在 __init__ 方法内部,就可以把各种属性绑定到 self,因为 self 就指向创建的实例本身。

有了 __init__ 方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与 __init__ 方法匹配的参数,但 self 不需要传,Python 解释器自己会把实例变量传进去:

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.name
'Bart Simpson'
>>> bart.score
59
>>>

和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量 slef,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以用默认参数可变参数关键字参数

数据封装

面向对象编程的一个重要特点就是数据封装。在上面的 Student 类中,每个实例就拥有各自的 namescore 这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据,比如打印一个学生的成绩:

>>> def print_score(std):
...     print '%s: %s' % (std.name, std.score)
...
>>> print_score(bart)
Bart Simpson: 59
>>>

但是,既然 Student 实例本身就拥有这些数据,要访问这些数据,就没有必要从外面的函数去访问,可以直接在 Student 类的内部定义访问数据的函数,这样,就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和 Student 类本身是关联起来的,我们称之为类的方法:

>>> class Student(object):
...     def __init__(self, name, score):
...         self.name = name
...         self.score = score
...     def print_score(self):
...         print '%s: %s' % (self.name, self.score)
...
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)

要定义一个方法,除了第一个参数是 self 外,其他和普通函数一样。要调用一个方法,只需要在实例变量上直接调用,除了 self 不用传递,其他参数正常传入:

>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 59
>>>

这样一来,我们从内部看 Student 类,就只需要知道,创建实例需要给出 namescore,而如何打印,都是在 Student 类的内部定义的,这些数据和逻辑被“封装”起来了,调用很容易,但却不用知道内部实现的细节。

封装的另一个好处是可以给 Student 类增加新的方法,比如 get_grade

>>> class Student(object):
...     def __init__(self, name, score):
...         self.name = name
...         self.score = score
...     def print_score(self):
...         print '%s: %s' % (self.name, self.score)
...     def get_grade(self):
...         if self.score >= 90:
...             return 'A'
...         elif self.score >= 60:
...             return 'B'
...         else:
...             return 'C'
...
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)

同样的,get_grade 方法可以直接在实例变量上调用,不需要知道内部实现细节:

>>> bart.get_grade()
'C'

类是创建实例的模板,而实例则是一个一个具体的对象,各个实例拥有的数据都互相独立,互不影响;

方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不同,方法可以直接访问实例的数据;

通过在实例上调用方法,我们就直接操作了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。

和静态语言不同,Python 允许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然他们都是同一个类的不同实例,但拥有的变量名称都可能不用:

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> lisa = Student('Lisa Simpson', 87)
>>> bart.age = 8
>>> bart.age
8
>>> lisa.age
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'
>>>

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