Python類的定義和使用詳情

2022-03-01 10:00:11

1.基礎概念

在物件導向的程式設計過程中有兩個重要概念：類（class）和物件（object，也被稱為範例，instance），其中類是某一批物件的抽象，可以把類理解成某種概念；物件才是一個具體存在的實體。從這個意義上看，日常所說的人，其實都是人的物件，而不是人類。

Python 定義類的簡單語法如下：

class 類名：
執行語句...
零個到多個類變數...
零個到多個方法...

類名只要是一個合法的識別符號即可，但這僅僅滿足的是 Python 的語法要求：如果從程式的可讀性方面來看，Python 的類名必須是由一個或多個有意義的單詞連綴而成的，每個單詞首字母大寫，其他字母全部小寫，單詞與單詞之間不要使用任何分隔符。

從上面定義來看，Python 的類定義有點像函數定義，都是以冒號（:）作為類體的開始，以統一縮排的部分作為類體的。區別只是函數定義使用 def 關鍵字，而類定義則使用 class 關鍵字。

Python 的類定義由類頭（指 class 關鍵字和類名部分）和統一縮排的類體構成，在類體中最主要的兩個成員就是類變數和方法。如果不為類定義任何類變數和方法，那麼這個類就相當於一個空類，如果空類不需要其他可執行語句，則可使用 pass 語句作為預留位置。

例如，如下類定義是允許的：

class Empty:
    pass

通常來說，空類沒有太大的實際意義。

類中各成員之間的定義順序沒有任何影響，各成員之間可以相互呼叫。

Python 類所包含的最重要的兩個成員就是變數和方法，其中類變數屬於類本身，用於定義該類本身所包含的狀態資料：而範例變數則屬於該類的物件，用於定義物件所包含的狀態資料：方法則用於定義該類的物件的行為或功能實現。

Python 是一門動態語言，因此它的類所包含的類變數可以動態增加或刪除（程式在類體中為新變數賦值就是增加類變數），程式也可在任何地方為已有的類增加變數；程式可通過 del 語句刪除己有類的類變數。

類似的是，Python 物件的範例變數也可以動態增加或刪除（只要對新範例變數賦值就是增加範例變數），因此程式可以在任何地方為己有的物件增加範例變數；程式可通過 del 語句刪除已有物件的範例變數。

在類中定義的方法預設是實體方法，定義實體方法的方法與定義函數的方法基本相同，只是實體方法的第一個引數會被繫結到方法的呼叫者（該類的範例），因此實體方法至少應該定義一個引數，該引數通常會被命名為 self。

注意：實體方法的第一個引數並不一定要叫 self，其實完全可以叫任意引數名，只是約定俗成地把該引數命名為 self，這樣具有最好的可讀性。

在實體方法中有一個特別的方法：__init__，這個方法被稱為構造方法。構造方法用於構造該類的物件，Python 通過呼叫構造方法返回該類的物件（無須使用 new）。
Python 中很多這種以雙下劃線開頭、雙下劃線結尾的方法，都具有特殊的意義，本教學後面還會詳細介紹這些特殊的方法。

構造方法是一個類建立物件的根本途徑，因此 Python 還提供了一個功能：如果開發者沒有為該類定義任何構造方法，那麼 Python 會自動為該類定義一個只包含一個 self 引數的預設的構造方法。

2.定義一個 Person 類

下面程式將定義一個 Person 類：

class Person :
    '這是一個學習Python定義的一個Person類'
    # 下面定義了一個類變數
    hair = 'black'
    def __init__(self, name = 'Charlie', age=8):
        # 下面為Person物件增加2個範例變數
        self.name = name
        self.age = age
    # 下面定義了一個say方法
    def say(self, content):
        print(content)

上面的 Person 類程式碼定義了一個構造方法，該構造方法只是方法名比較特殊：__init__，該方法的第一個引數同樣是 self，被繫結到構造方法初始化的物件。

與函數類似的是，Python 也允許為類定義說明檔案，該檔案同樣被放在類宣告之後、類體之前，如上面程式中第二行的字串所示。

在定義類之後，接下來即可使用該類了。

Python 的類大致有如下作用：

定義變數；
建立物件；
派生子類；

3.類定義

# coding:utf-8

if __name__ == '__main__':

    '''
    定義:class 類名(object):
           類屬性，方法等......
    範例化: 類名(無參|引數......)
    '''
    class A(object):
        pass
    a = A()
    print(a)  # <__main__.A object at 0x00D9DD50>

4.類方法定義

# coding:utf-8

if __name__ == '__main__':

    '''
    定義:通過def + 方法名(self,引數1,引數2......) self是必須的
    呼叫:object.方法名(引數1,引數2......)
    '''
    class B(object):
        sex = 'man'
        def talk(self, name):
            print(name)
    b = B()
    b.talk('ok')  # ok

5.類的繼承

# coding:utf-8

if __name__ == '__main__':

    '''
    在宣告類的時候指定這個類繼承哪些類
    class 類名(extend1,extend2.......):
       屬性，方法......
    extend1,extend2 代表要繼承的類。可以一次性繼承多個類
    繼承順序為從左到右，如果繼承的方法或屬性重複，以先繼承的為主
    class.__mro__ 檢視類的繼承鏈
    '''
    class C(object):
        sex = 'woman'

        def see(self, name):
            print(f'看{name}')

        def talk(self, name):
            print(f'說{name}')

    class D(B, C):
          pass

    d = D()
    d.talk('yes')  # yes 不是 說yes  以先繼承的為主
    d.see('書')  # 看書
    print(d.sex)  # man 不是 woman  以先繼承的為主
    print(D.__mro__)  # (<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class 'object'>)

6.類的公有,私有

# coding:utf-8

if __name__ == '__main__':

    '''
    私有屬性定義: __+變數名
    私有方法定義: __+函數名(self,引數1,引數2......)
    私有外部無法存取，只能內部存取。但是私有屬性可以在外部通過object._+類名__+變數名 強制存取
    '''
    class E(object):
        __name = 'xie'
        sex = 'man'

        def __talk(self, name):
            print(name)

        def run(self):
            self.__talk('ok')

        def dp(self):
            print(self.__name)

    e = E()
    # print(e.__name) Error 外部無法存取私有屬性 D
    print(e.sex)  # man
    # e.__talk('yes') Error 外部無法存取私有方法
    # object._+類名__+變數名 強制存取
    print(e._E__name)  # xie
    e.run()  # ok
    e.dp()  # xie

7.子類呼叫父類別的方法

# coding:utf-8

if __name__ == '__main__':

    '''
    通過super().方法(引數1,引數2......)呼叫,該用法要求python版本3以上
    或
    supper(子類名,self).方法(引數1,引數2......)
    '''
    class F(object):
        def talk(self, name):
            print(f'super name is {name}')

    class G(F):
        def talk(self, children_name, super_name):
            self.print_children_name(children_name)
            super().talk(super_name)

        def talk2(self, children_name, super_name):
            self.print_children_name(children_name)
            super(G, self).talk(super_name)

        def print_children_name(self, name):
            print(f'children name is {name}')


    g = G()
    g.talk('小明', '大明')  # children name is 小明 super name is 大明
    g.talk2('小明', '大明')  # children name is 小明 super name is 大明

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