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【Python】类与对象:封装/继承/多态

  • 在python中如何将一些功能借鉴及实现?
  • python模块的迁移调用?感觉还是没有形成系统化的构建?
  • 在学习C++的时候,来了一丝灵感,python的重点不是也是类和对象吗?
  • 本人实践python项目总是直接上手看项目,基础还是过于薄弱的,因此阶段性总结。
  • 欢迎直接从项目看python的一起学习哇,后续应该会整理成系列吧!

实践中,多次会看到类class、def等关键词。

表面理解:哦,这是一个类!这是一个函数!实际上,它到底是什么意思呢???

还是好好系统的形成概念!

目录

1 面向对象

2 定义类

3 创建对象

4 类的成员

5 封装性-项目重点关注对象!

6 继承性

7 多态性


1 面向对象

面向对象是一种编程思想,即按照真实世界的思维方式构建软件系统。

案例:

以校园管理系统为例:

学生和老师作为不同的人群(类),学生A和学生B是学生类的个体(对象/实例)。

以汽车品牌为例:

所有的车都是车类(类),不同的品牌就是不同的个体(对象/实例)。

2 定义类

实际上,python的数据类型都是类,同时我们可以自定义类,即创建一种新的数据类型。这在项目中非常常见!样式如下:

class 类名[(父类)]:

        类体

  • 以英文半角冒号结尾
  • 缩进4个半角空格
  • 父类可以省略申明,表示直接继承object类
class Car(Object):
    pass #占位等后续操作

3 创建对象

类相当于一个模板,依据这样的模板来创建对象,也就是类的实例化,所以对象也被称之为“实例”

class Car(object):
    pass

car = Car()
# 创建小汽车对象
# 括号表示调用构造方法,构造方法用于初始化对象

4 类的成员

类体中可以包含类的成员

  • 成员变量:数据成员,保存了类或对象的数据。
    • 实例变量:属于对象,对象调用。个体特有的数据。“对象.实例变量”
    • 类变量:属于类,类调用。所有实例共享!“类名.类变量”
  • 构造方法:特殊的函数,用于初始化类的成员变量。​​​​​​​__init__()。
  • 成员方法:类中定义的函数。
    • ​​​​​​​实例方法:属于对象,对象调用。个体特有的方法。
    • 类方法:属于类,类调用。需要修饰器,以@为开头的修饰函数、方法和类。
      • ​​​​​​​注意:类方法可以访问类变量和其它类方法,但不能访问其他实例方法和实例变量。
  • 属性:对类进行封装而提供的特殊方法。
    • ​​​​​​​可以替代get()和set()公有方法,避免外部调用者通过两个公有方法访问被封装私有成员变量的麻烦。
class Dog:   
    # 类变量
    home = Kitty

    # 构造方法                                   # 类中self表示当前对象
    def __init__(self, name, age,sex = "雌性":  # 构造方法,self表示实例,第一个必须是self
        self.name = name                         # 创造和初始化实例变量
        self.age = age                           # 创造和初始化实例变量
    # 实例方法
    def run(self):                               # 定义实例化方法,只有self一个参数
        print("{}在跑...".format(self.name))
    # 实例方法
    def speak(self, sound):                      # 定义实例化方法,第一个参数是self,第二个是sound
        print(' {}在叫,"{}"! '.format(self.name, sound))

    # 类方法
    @classmethod
    def look_by(cls, num)        # cls代表自身,即Dog类
        return cls.home*num

dog = Dog('球球',2)              # 创造对象,调用构造方法时,省略默认值,不需要传入self参数
dog2 = Dog(name='花花',age=2)    # 使用关键字参数调用构造方法
dog.run()                         # 调用时采用“对象.实例方法”形式,不需要传递参数 
dog.speak('汪 汪 汪')             # 需要传递一个函数
print('主人家:{0}'.format(Dog.home))    # 调用时采用“类名.类变量”形式
num_home = Dog.look_by(500)       # 对类的方式可以通过“类名.类方法”形式访问

5​​​​​​​ 封装性-项目重点关注对象!

封装性是面向对象重要的基本特性之一。封装隐藏了对象的内部细节,只保留了有限的对外接口,外部调用者不用关心对象的内部细节,使得操作对象变得简单!(这个part应该是项目重点!)

  • 私有变量:防止外部调用者随意存取类的内部数据(成员变量),内部数据(成员变量)会被封装为私有变量。外部调用者只能通过方法调用私有变量。变量前加上双下划线(__)即可。在类的内部可以访问私有变量,类的外部不可以访问。
  • 私有方法:私有方法与私有变量类似,在方法前加上双下划线(__)。在类的内部可以访问私有方法,类的外部不可以访问。
  • 使用属性:在一个类中不应该有公有的成员变量,这些变量应该被设计为私有的,然后通过公有的set(赋值)和get(取值)方法访问。
    • ​​​​​​​属性本质上就是两个方法,在方法前加上装饰器使得方法成为属性。属性使用起来类似于公有变量,可以在赋值符(=)左边或者右边,左边赋值,右边取值。
class Dog():
    # 构造方法
    def __init__(self, name, age, sex='雌性'):
        self.name = name
        self.__age = age
 
    # 实例方法
    def run(self):                              
        print("{}在跑...".format(self.name))

    # get方法
    def get_age(self):                     
        return self.__age

    # 属性替代get方法
    @property
    def age(self):
        return self.__age

    # set方法
    def set_age(self, age):                     
        self.__age = age

     # 属性替代set方法
    @age.setter
    def age(self, age):
         self.__age = age

dog = Dog('球球',2)             
print('狗狗的年龄:{}'.format(dog.get_age()))   
dog.set_age(3)
print('修改后狗狗的年龄:{}'.format(dog.get_age()))   

# 属性赋值
print('狗狗的年龄:{}'.format(dog.age))   
dog.age = 3
print('修改后狗狗的年龄:{}'.format(dog.age))   

6 继承性

继承性也是面向对象重要的基本特性之一。项目中也很常见的操作!较为好理解!

继承关系,顾名思义。

如:

猫属于动物,动物就是父类(一般类),猫是子类(特殊类)。

特殊类拥有一般类的全部数据和操作,即猫具有动物的全部特征和行为。

称,子类继承父类。

  • 子类继承父类时,只有公有的成员变量和方法才可以被继承。
  • 当子类继承多个父类时,如果在多个父类中有相同的成员方法或成员变量,则子类优先继承左边父类中的成员方法或成员变量,从左到右继承级别从高到低。
  • 如果子类的方法名于父类的方法类名相同,则在这种情况下,子类的方法回重写Override父类的同名方法。 
# 定义父类动物
class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def show_info(self):
        return "动物的名字:{0}".format(self.name)
    def move(self):
        print("动一动...")

# 定义子类猫
class Cat(Animal):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name)    # 调用父类构造方法,初始化父类成员变量
        self.age = age            # 实例变量age


cat = Cat('Tom', 2)
cat.move()
print(cat.show_info())

7 多态性

多态性也是面向对象的基本特性之一。多态指对象可以表现出多种形态。

在多个子类继承父类,并重写父类方法后,这些子类所创建的对象之间就是多态。这些对象采用不同的方式实现父类的方法。

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