1.什么是面向对象
面向对象(oop)是一种抽象的方法来理解这个世界,世间万物都可以抽象成一个对象,一切事物都是由对象构成的。应用在编程中,是一种开发程序的方法,它将对象作为程序的基本单元。
2.面向对象与面向过程的区别
我们之前已经介绍过面向过程了,面向过程的核心在‘过程'二字,过程就是解决问题的步骤,面向过程的方法设计程序就像是在设计一条流水线,是一种机械式的思维方式
优点:复杂的问题简单化,流程化
缺点:扩展性差
主要应用场景有:Linux内核,git,以及http服务
面向对象的程序设计,核心是对象,对象就是特征(变量)与技能(函数)的结合体。
优点:解决了程序扩展性差的问题
缺点:可控性差,无法预测最终结果
主要应用场景是需求经常变化的软件,即与用户交互比较频繁的软件
需要注意的是:面向对象的程序设计并不能解决全部问题,只是用来解决扩展性。当然,现在的的互联网软件,扩展性是最重要的
3.对象与类的概念
在python中,一切皆对象,一个对象应该具有自己的属性,也就是特征,还有有自己的功能,即方法
在Python中,特征用变量表示,功能用函数表示,所以对象就是变量与函数的结合体
而从各种各样的对象中抽取出来具有相同特征和相同功能组成的,就是类,所以说类是一系列对象共同特征与功能的结合体
下面让我们来定义一个类,方法与定义一个函数有些类似:
#定义一个中国人的类 class Chinese: #共同的特征 country='China' #共同的技能 def talk(self): print('is talking Chinese') def eat(self): print('is eating Chinese food')
这样我们就定义好了一个类,注意:
1.定义类用class关键字
2.类名一般首字母大写,且冒号前面不需要括号(非必须,有括号也不报错,一般需要继承object类来保证是新式类),区别于函数定义
3.与函数不同,类在定义阶段就会执行类里面的代码
4.类有两种属性,共同的特征叫数据属性,共同的功能叫函数属性
怎样由这个类产生一个对象呢?实例化:
#实例化的方式产生一个对象 p1=Chinese() p2=Chinese()
我们可以得出结论了,不管现实世界中怎么样,但是在程序中,确实是先有类,才有的对象
我们已经通过实例化的方式得到两个对象了,但是有一个问题,得到的两个对象,特征和功能都是一样的,这根万物皆对象的理念完全不符啊,应该是每个对象都是不同的,这样的世界才有意思啊
事实上,我们在定义类的时候,忘记了定义 __init__() 这个函数,正确的定义方法应该是这样的:
#定义一个中国人的类 class Chinese: #共同的特征 country='China' #初始化 def __init__(self,name,age): self.name=name #每个对象都有自己的名字 self.age=age #每个对象都有自己的年龄 #共同的技能 def talk(self): print('is talking Chinese') def eat(self): print('is eating Chinese food') #实例化的方式产生一个对象 p1=Chinese('zhang',18)
类名加括号就是实例化,实例化就会自动触发__init__ 函数运行,可以用它来为每个对象定制自己的特征
我们在定义__init__函数的时候,括号里有三个参数,但是我们实例化调用的时候却只传了两个值,为什么不报错呢?这是因为self的作用就是:实例化的时候,自动将对象本身传给__init__函数的第一个参数,当然self只是个名字了。
注意:这种自动传值的机制只是在实例化的时候才会体现,类除了实例化还有一种作用就是属性引用,方法是类名.属性
从上面报错的代码可以看出,属性引用的时候,没有自动传值这回事,如果是类调用类里面的方法,需要手动把类当作参数传给它
Chinese.talk(Chinese)
我们学过名称空间的概念,定义一个变量,或者定义一个函数都会在内存中开辟一块内存空间,类里面也有定义变量(数据属性),定义函数(函数属性),他们也有名称空间,可以通过.__dict__的方法查看
p1=Chinese('zhang',18) print(Chinese.__dict__) #{'__module__': '__main__', 'country': 'China', '__init__': <function Chinese.__ # init__ at 0x000002187F35D158>, 'talk': <function Chinese.talk at 0x000002187F35D1E0>, # 'eat': <function Chinese.eat at 0x000002187F35D268>, '__ # dict__': <attribute '__dict__' of 'Chinese' objects>, # '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Chinese' objects>, '__doc__': None} print(p1.__dict__) #{'name': 'zhang', 'age': 18}
通过上面代码显示的结果我们知道了,打印实例化后的对象的名称空间,只显示自己特有的属性,如果想要找到和其他对象共有的属性,就要去类的名称空间里面去找
还有一个问题,对象的名称空间中没有函数属性,当然也是去类里面找,但是不同对象指定的函数,是一个函数吗
p1=Chinese('zhang',18) p2=Chinese('li',19) print(Chinese.talk)#<function Chinese.talk at 0x000001B8A5B7D1E0> print(p1.talk) #<bound method Chinese.talk of <__main__.Chinese object at 0x000001B8A5B7BD68 print(p2.talk) #<bound method Chinese.talk of <__main__.Chinese object at 0x000001B8A5B7BDA0
可以看到,并不是,他们的内存地址都不一样。而且注意bound method,是绑定方法
对象本身只有数据属性,但是Python的class机制将类的函数也绑定到对象上,称为对象的方法,或者叫绑定方法。绑定方法唯一绑定一个对象,同一个类的方法绑定到不同的对象上,属于不同的方法。我们可以验证一下:
当用到这个函数时:类调用的是函数属性,既然是函数,就是函数名加括号,有参数传参数
而对象用到这个函数时,对象没有函数属性,他是绑定方法,绑定方法怎么用呢,也是直接加括号,但不同的是,绑定方法会默认把对象自己作为第一个参数
class Chinese: country='China' def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def talk(self): print('%s is talking Chinese'%self.name) def eat(self): print('is eating Chinese food') p1=Chinese('zhang',18) p2=Chinese('li',19) Chinese.talk(p1) #zhang is talking Chinese p1.talk() #zhang is talking Chinese
只要是绑定方法,就会自动传值!其实我们以前就接触过这个,在python3中,类型就是类。数据类型如list,tuple,set,dict这些,实际上也都是类,我们以前用的方法如l1.append(3),还可以这样写:l1.append(l1,3)
继承与派生
我们已经说过,Python中一切皆对象。我们从对象中抽取了共同特征和技能,得到了类的概念。类与类之间也有共同特征,我们可以从有共同特征和技能的类中提取共同的技能和特征,叫做父类。
比如老师和学生,都有名字,年纪,生日,性别等等,都会走,说话,吃饭。。。我们就可以从老师和学生中总结出来一个‘人'类,称为父类,那老师和学生就是‘人'类的子类,子类继承父类,就有了父类的特征和方法。
继承是一种什么‘是'什么的关系,继承是一种产生新类的方法,当然目的也是为了减少代码重用。
继承的基本形式是:
class People: pass class Student(People):#People称为基类或者父类 pass
1.在Python中支持多继承,一个子类可以继承多个父类
我们可以通过__bases__的方法查看继承的所有父类,会返回一个元组。
class People: pass class Animals: pass class Student(People,Animals): pass print(Student.__bases__)#(<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animals'>) print(People.__bases__)#(<class 'object'>,)
可以看到,在People父类中,默认也继承了一个object类,这就是新式类和经典类的区别:
凡是继承了object类的类及其子类,都称为新式类,没有继承object类的类,称为经典类。
在Python 3中,默认就是新式类,而在Python2.X中,默认都是是经典类
继承怎么减少代码呢?看例子
class People: def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def walk(self): print('%s is walkig'%self.name) class Teacher(People): def __init__(self,name,age,level): People.__init__(self,name,age) self.level=level t1=Teacher('zhang',18,10) print(t1.level) #10 print(t1.name) #zhang 子类可以用父类定义的属性 t1.walk() #zhang is walking 子类无需定义就可以用父类的方法 print(issubclass(Teacher,People)) #True查看Teacher类是不是People类的子类
从上面的例子中可以看到,Teacher类继承了父类People类,但是Teacher又有自己特有的属性level,子类也可以定义自己独有的方法,甚至可以和父类的方法重名,但是执行时会以子类定义的为准。
这就叫做派生
2.组合
继承是解决什么‘是'什么的问题,那还有一种场景就是什么有什么,比如老师有生日,学生也有生日,生日有年月日这些属性,如果每个类都写的话,又是重复代码。但是又不能让学生和老师继承生日类。这时就用到了组合。组合就是解决什么‘有'什么的问题。看例子
class Date: def __init__(self,year,mon,day): self.year=year self.mon=mon self.day=day def tell_birth(self): print('出生于%s年%s月%s日'%(self.year,self.mon,self.day)) class Teacher: def __init__(self,name,age,year,mon,day): self.name=name self.age=age self.birth=Date(year,mon,day) t=Teacher('egon',19,2010,10,10) print(t.birth) #<__main__.Date object at 0x0000017E559380F0> t.birth.tell_birth() #出生于2010年10月10日
什么?嫌参数太多?*args学过吧,你高兴就好
class Date: def __init__(self,year,mon,day): self.year=year self.mon=mon self.day=day def tell_birth(self): print('出生于%s年%s月%s日'%(self.year,self.mon,self.day)) class Teacher: def __init__(self,name,age,*args): self.name=name self.age=age self.birth=Date(*args) t=Teacher('egon',19,2010,10,10) print(t.birth) #<__main__.Date object at 0x0000017E559380F0> t.birth.tell_birth() #出生于2010年10月10日
3.抽象类与接口
继承有两种用途:
1.代码重用,子类继承父类的方法
2.声明某个子类兼容于某父类,定义一个接口类Interface,接口类中定义了一些接口名(就是函数名)且并未实现接口的功能,子类继承接口类,并且实现接口中的功能
需要注意的是,Python中并没有接口的关键字,我们只能是模仿接口的功能
比如在 Python中,一切皆文件嘛,那程序是文件,硬件是文件,文本文档也是文件,我们知道什么叫文件呢,就是能读能写,那程序,文本文档这些,都应该有读和写的功能,我们来模拟一下
class Interface: def read(self): pass def write(self): pass class Txt(Interface): def read(self): print('文本文档的读取方式') def write(self): print('文本文档的写入方式') class Sata(Interface): def read(self): print('硬盘文件的读取方式') def write(self): print('硬盘文件的写入方式') class process(Interface): def read(self): print('进程数据的读取方式') def write(self): print('进程数据的写入方式')
这么做的意义就是:我们不需要知道子类有什么具体的方法,既然他们继承了文件类,那他们就是文件,那他们就有读和写这两个功能
父类限制了子类子类必须有read和write这两个方法,而且名字也必须一样(当然现在只是我们主观上的限制,一会我们说完抽象类,就可以从代码级别上限制了),这样就实现了统一,模拟了接口的概念,这就是归一化设计。在归一化设计中,只要是基于一个接口设计的类,那么所有的这些类实例化出来的对象,在用法上是一样的
我们再来说一下抽象类:
Python中的抽象类需要导入一个模块来实现。抽象类只能被继承,不能被实现
抽象类的写法:
import abc class File(metaclass=abc.ABCMeta): @abc.abstractmethod def read(self): pass @abc.abstractmethod def write(self): pass #父类使用了抽象类,那子类就必须继承父类的方法,而且名字也必须一样 #这样就实现了代码级别的限制 class Txt(File): def read(self): print('文本文档的读取方式') def write(self): print('文本文档的写入方式')
继承原理:
当我们定义一个类后,Python就会根据上面的继承规律解析出一个继承顺序的列表(MRO列表),可以通过mro()查看,但是这个方法只有在新式类中才有,经典类没有
super()方法
我们之前用继承是怎么用的来着,
class Parent(object): def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age class Child(Parent): def __init__(self,name,age,salary): Parent.__init__(self,name,age,salary) self.salary=salary
这其实是和继承没啥关系的写法,如果父类名字改了,在子类中也要改,更优雅的写法是用super()
class Parent(object): def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age class Child(Parent): def __init__(self,name,age,salary): super().__init__(name,age) self.salary=salary
这是python3中的写法,如果是python2,super后面的括号里要写(Child,self)
注意:super()方法只适用于新式类
如果是多继承的关系,就用到mro列表,如果就是要继承多个父类的方法,那就还是乖乖的用以前指名道姓的方法引用
看完这篇,可以继续参阅:
Python面向对象编程基础解析(二)
总结
以上就是本文关于Python面向对象编程基础解析的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:Python探索之ModelForm代码详解、Python_LDA实现方法详解等,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!
python,面向对象编程
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