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06.面向对象

Dr.Qiu

2021-10-26 23:52:00

面向对象，让零散的函数成为整体，它将现实世界的事物抽象成对象，描叙其在整个解决问题的步骤中的行为，贴近现实生活中对事物的描述，更有利于人们对复杂系统进行分析、设计和编程。

6.1 类和对象

面向对象中，类和对象是两个非常重要的角色。类是对具有相同特性和行为的对象的抽象，如单身狗。在Python语言中，类使用class关键字+类名+冒号：结尾的方式创建。类名用大写字母开头。类的实例化(具体化)就是对象，如1号美女。

# 定义单身狗类
class SingleDog:

    def __init__(self, num):
        self.num = num

    # 按下灯
    def push(self):
        print("%d号美女灭灯" % self.num)
        return True


# 对象1：1号美女
singleDog = SingleDog(1)
singleDog.push()
# 对象2：2号美女
singleDog = SingleDog(2)
singleDog.push()

输出结果

1号美女灭灯
2号美女灭灯

6.2 实例方法

在类里，定义方法时，如果第一个参数是self，表示这个方法为实例方法。实例方法，只能通过对象和.的方式进行调用。
以__init__命名的方法，是类的构造方法，它有且只能有一个，默认为：init()。
有构造就有析构，析构方法是以__del__命名的。默认为:del()，它经常用来释放资源，如断开数据库连接。

# 定义一个类
class Product:
    # 产品编号
    num = 168168

# 构造方法
    def __init__(self):
        print("创建时调用")

    # 实例方法
    def get_num(self):
        return self.num

    # 析构方法
    def __del__(self):
        print("销毁时调用")


# 实例化并调用方法
p = Product()
print(p.get_num())

输出结果

创建时调用
168168
销毁时调用

6.3 静态方法

静态方法，通过类名和.直接调用，不需要创建对象。方法里，不用self参数。用@staticmethod装饰器声明。当然，用实例对象也是可以调用的。

# 定义一个订单类
class Order:

    # 静态方法
    @staticmethod
    def get_title():
        return "好大一个单"


# 实例化并调用方法
order = Order()
print(order.get_title())
# 直接用类名调用
print(Order.get_title())

输出结果

好大一个单
好大一个单

6.4 类方法

类方法，在Python中使用较少，类方法传入的第一个参数为cls，是类本身。类方法可以通过类名或实例名调用。类方法@classmethod装饰器和cls参数声明。

# 定义一个客户类
class Customer:

    # 类方法
    @classmethod
    def get_name(cls):
        return "西门吹水"


# 实例化并调用方法
c = Customer()
print(c.get_name())
# 直接用类名调用
print(Customer.get_name())

输出结果

西门吹水
西门吹水

6.5 方法总结

实例方法第一个参数永远是self，类方法第一个参数永远是 cls，而静态方法没有任何必选参数。
静态方法不会访问到class 本身 ，它只是一个函数，没有访问对象和它的内部(属性和其他方法)，而实例方法会访问self，类方法会访问 cls。
实例方法只能被实例对象访问。而静态方法、类方法既可被类访问，也可以被实例对象访问。

# 类里的各种方法
class Employee:

    # 构造方法
    def __init__(self, name, address):
        self.name = name
        self.address = address

    # 实例方法
    def get_address(self):
        return self.address

    # 静态方法
    @staticmethod
    def get_name():
        return "西门吹水"

    # 类方法
    @classmethod
    def get_age(cls):
        return 38


# 析构方法
def __del__(self):
    print("释放资源")


# 实例化
c = Employee("程序员", "剪切板")
# 静态方法
print(Employee.get_name())
# 实力方法
print(c.get_address())
# 直接用类名调用
print(Employee.get_age())

输出方法

西门吹水
剪切板
38

6.6 数据封装

数据封装是面向对象编程的一个重要特点，它通过限制访问，对数据进行保护。封装，即是在类内部，将某些不想被外部访问或调用的部分内容隐藏起来，如若外部要调用，只能通过公开的接口进行。Python语言没有private、protected这些关键字, 它用双下划线__表示私有类型(private)的属性或方法。以单下划线_开头的表示的是protected 类型的属性和方法。

# 定义一个员工类
class Employee:

    # 私有属性
    __age = 18
    # 私有属性
    __address = "广东"
    # 公有属性
    phone = 12345678910

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    # 公有方法
    def get_age(self):
        return self.__age

    # 公有方法
    def get_name(self):
        return self.name

    # 私有方法
    def __get_address(self):
        return self.__address


e = Employee("王二麻子")
print(e.phone)
print(e.get_name())
print(e.get_age())
# 私有属性和方法不可调用
# print(e.__age())
# print(e.__get_address())

其实Python并没有真正的私有属性或方法，通过对象._类名__私有属性名或对象._类名__私有方法名，就可以访问私有属性或私有方法。

# 定义一个员工类
class Employee:
    # 私有属性
    __name = "酷哥"

    # 私有方法
    def __get_age(self):
        return 18


e = Employee()
# 私有属性或方法都可以访问
print(e._Employee__name)
print(e._Employee__get_age())

输出结果

酷哥
18

6.7 None值

Python语言中没有NULL值，有None值。Nono不是空，也不是0。它也是一种数据类型NoneType。判断一个对象是否为None值，可通过is进行。

# None值
n = None
print(n)
print(type(n))
if n is None:
    print("对象不存在")
else:
    print("对象存在")

# --not is 为反过来的判断—
if n is not None:
    print("对象存在")
else:
    print("对象不存在")

输出结果

None
<class 'NoneType'>
对象不存在
对象不存在

6.8 继承

即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟”是一个（is-a）”关系（例图，Dog是一个Animal）。

class ClassName(基类):

# 类定义
class People:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 私有属性，体重(公斤)
    __weight = 0

    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):
        print("%s说:我%d岁。" % (self.name, self.age))


# 单继承示例
class Teacher(People):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        People.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s说: 我%d岁了，我在教%d年级" % (self.name, self.age, self.grade))


s = Teacher('marry', 30, 65, 6)
s.speak()

输出结果

marry说: 我30岁了，我在教6年级

请注意，请注意，Python可支持多继承，语法是：class ClassName(基类1, 基类2, 基类3):

6.9 方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法。可用super() 函数调用父类(超类)的方法。

# 定义父类
class Parent:
    def m(self):
        print('调用父类方法')


class Child(Parent):  # 定义子类
    def m(self):
        print('调用子类方法')


c = Child()  # 子类实例
c.m()  # 子类调用重写方法
super(Child, c).m()

输出结果

调用子类方法
调用父类方法

6.10 对象判断

判断两个标识符是否引用同一个对象时,可以用is进行比较，还可以用相反的方式，is not进行比较。is 跟 == 的区别是：is用于判断两个变量是否引用同一个对象，==是比较两个变量的值是否相等。可通过id()函数获得对象引用地址。

# 定义父类
class Parent:
    def m(self):
        print('调用父类方法')


class Child(Parent):  # 定义子类
    def m(self):
        print('调用子类方法')


p = Parent()
c = Child()     # 子类实例
print(c is p)
# 数组
a = (5, 6, 8)
b = a
print(id(a), id(b))
print(a is b)
print(a, "==", b)
print(a == b)

输出结果

False
140317976246976 140317976246976
True
(5, 6, 8) == (5, 6, 8)
True

好了，有关面向对象的内容讲完了

6.11 枚举类型

枚举语法跟类差不多，放在一起学习效果更好。 枚举(Enum)跟整型一样，是一种数据类型。它是一系列常量的集合，通常用于表示某些特定的有限集合，如月份、星期、状态、性别(男、女、不男不女)等，当一个变量有几种可能取值的时候，定义为枚举类型。
1.枚举定义
枚举是不可变类型，一旦定义创建，其成员的值不可改变，名称不可重复，通过class关键字和继承Enum类进行定义。定义时若出现成员的值相同，那只有第一个有效，其语法结构为：
class 枚举名(Enum):
成员名1 = 值1
成员名x = 值n

# ---引入枚举类---
from enum import Enum


class Colors(Enum):
    red = 1
    orange = 2
    yellow = 3
    green = 4
    red_alias = 1


print(Colors(1))

输出结果

Colors.red

2.整型枚举
枚举成员的值支持多种数据类型，如字符串、布尔或整型等，如要指定为整型，可继承IntEnum类。注意，就算指定为IntEnum,其成员的值照样可以为字符串等，但在获取成员的值时，会进行自动转换，如果转换失败，会报错。当然，既然指定为整型了，就不要故意指定为字符串等了。

# ---引入枚举类---
from enum import Enum, IntEnum


# 字符串枚举
class Gender(Enum):
    Male = "男"
    Female = "女"
    Unknown = "保密"
    

print(Gender.Male.value)


# 整型枚举
class Number(IntEnum):
    One = 1
    Two = 2
    # 会自动转为整型
    Three = "3"


print(Number.Three.value)

输出结果

男
3

3.唯一值
如果要限制定义枚举时，不能定义相同值的成员。可以使用装饰器@unique进行限制。如若出现相同值，运行时会报错。

# 引入枚举类和唯一装饰器
from enum import Enum, unique


@unique
class Weekday(Enum):

    Sun = 0
    Mon = 1
    Tue = 2
    Wed = 3
    Thu = 4
    Fri = 5
    Sat = 6


print(Weekday.Sat.value)

输出结果

6

4.枚举取值
枚举可通过成员获取它的名称和值，可通过名称或值获取成员。

# 引入枚举类和唯一装饰器
from enum import Enum, unique


@unique
class Months(Enum):
    Jan = 1
    Feb = 2
    Mar = 3
    Apr = 4
    May = 5
    Jun = 6
    Jul = 7
    Aug = 8
    Sep = 9
    Oct = 10
    Nov = 11
    Dec = 12

# 通过成员获取名称和值
print(Months.Jan.name, Months.Jan.value)
# 通过名称和值获取成员
print(Months["Feb"], Months(2))

输出结果

Jan 1
Months.Feb Months.Feb

5.枚举遍历
通过for循环遍历枚举成员时，如若出现成员的值相同时，只获取第一个成员。当然，如果要遍历所有成员的话，得用特殊的方式获取，就是通过__menbers__属性。

# ---引入枚举类---
from enum import Enum


class Colors(Enum):
    red = 1
    orange = 2
    yellow = 3
    green = 4
    red_alias = 1


# 获取成员名称，值相等的,只获取第一个
for color in Colors:
    print(color.name)

# 获取所有成员名称
for color in Colors.__members__:
    print(color)

输出结果

red
orange
yellow
green
red
orange
yellow
green
red_alias

6.枚举比较
枚举成员不可以比较大小，但可以通过is、is not 和==、！=进行同性或等值比较。

# ---引入枚举类---
from enum import Enum


class Colors(Enum):
    red = 1
    orange = 2
    yellow = 3
    green = 4
    red_alias = 1


# is 判断
result = Colors.red is Colors.red
print(result)
# is not判断
result = Colors.red is not Colors.green
print(result)
# ==比较值是否相等
result = Colors.red == Colors.red_alias
print(result)
# !=比较值是否不相等
result = Colors.red != Colors.green
print(result)

输出结果

True
True
True
True

7.类中枚举
枚举可以定义在类里，并可通过类名和枚举名进行调用。

# ---引入枚举类---
from enum import Enum


class Plane:

    def __init__(self, color):
        self.color = color

    # 类的成员
    class Colors(Enum):
        Red = 1
        Orange = 2
        Yellow = 3
        Green = 4
        Blue = 5


plane = Plane(Plane.Colors.Blue.value)
print(plane.color)

输出结果

5

好了，有关枚举类型的内容讲完了。

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