Python 基礎(chǔ)入門前四篇：

• Python 基礎(chǔ)入門–簡(jiǎn)介和環(huán)境配置
• Python基礎(chǔ)入門_2基礎(chǔ)語(yǔ)法和變量類型
• Python基礎(chǔ)入門_3條件語(yǔ)句和迭代循環(huán)
• Python基礎(chǔ)入門_4函數(shù)

第五篇主要介紹 Python 的面向?qū)ο蠡A(chǔ)知識(shí)，也就是類的介紹，包括類方法和屬性、構(gòu)造方法、方法重寫、繼承等，最后給出兩道簡(jiǎn)單的練習(xí)題。

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5.面向?qū)ο?/h3>

5.1 簡(jiǎn)介

先簡(jiǎn)單介紹一些名詞概念。

• 類：用來(lái)描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合。它定義了該集合中每個(gè)對(duì)象所共有的屬性和方法。對(duì)象是類的實(shí)例。
• 類方法：類中定義的函數(shù)。
• 類變量：類變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外。類變量通常不作為實(shí)例變量使用。
• 數(shù)據(jù)成員：類變量或者實(shí)例變量用于處理類及其實(shí)例對(duì)象的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
• 方法重寫：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對(duì)其進(jìn)行改寫，這個(gè)過(guò)程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重寫。
• 局部變量：定義在方法中的變量，只作用于當(dāng)前實(shí)例的類。
• 實(shí)例變量：在類的聲明中，屬性是用變量來(lái)表示的。這種變量就稱為實(shí)例變量，是在類聲明的內(nèi)部但是在類的其他成員方法之外聲明的。
• 繼承：即一個(gè)派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個(gè)派生類的對(duì)象作為一個(gè)基類對(duì)象對(duì)待。例如，有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)：一個(gè) Dog 類型的對(duì)象派生自 Animal 類，這是模擬"是一個(gè)（is-a）"關(guān)系（例圖，Dog 是一個(gè) Animal）。
• 實(shí)例化：創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例，類的具體對(duì)象。
• 對(duì)象：通過(guò)類定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例。對(duì)象包括兩個(gè)數(shù)據(jù)成員（類變量和實(shí)例變量）和方法。

Python中的類提供了面向?qū)ο缶幊痰乃谢竟δ?#xff1a;類的繼承機(jī)制允許多個(gè)基類，派生類可以覆蓋基類中的任何方法，方法中可以調(diào)用基類中的同名方法。

對(duì)象可以包含任意數(shù)量和類型的數(shù)據(jù)。

5.2 類定義

下面是簡(jiǎn)單定義一個(gè)類：

# 定義一個(gè)動(dòng)物類別 class Animal(object):# 類變量eat = Truedef __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = gender# 類方法def run(self):return 'Animal run!' # 實(shí)例化類 anm = Animal('animal', 'male')# 訪問(wèn)類的屬性和方法 print("Animal 類的屬性 eat 為：", anm.eat) print("Animal 類的方法 run 輸出為：", anm.run())

輸出結(jié)果：

Animal 類的屬性 eat 為： True Animal 類的方法 run 輸出為： Animal run!

上述是一個(gè)簡(jiǎn)單的類的定義，通常一個(gè)類需要有關(guān)鍵字 class ，然后接一個(gè)類的名字，然后如果是 python2.7 是需要如例子所示加上圓括號(hào)和 object ，但在 python3 版本中，其實(shí)可以直接如下所示：

class Animal:

構(gòu)造方法和特殊參數(shù) self 的表示

然后 __init__ 是構(gòu)造方法，即在進(jìn)行類實(shí)例化的時(shí)候會(huì)調(diào)用該方法，也就是 anm = Animal('animal', 'male')。

此外，對(duì)于類的方法，第一個(gè)參數(shù)也是必須帶上的參數(shù)，按照慣例名稱是 self ，它代表的是類的實(shí)例，也就是指向?qū)嵗旧淼囊?#xff0c;讓實(shí)例本身可以訪問(wèn)類中的屬性和方法。如下代碼所示：

class Test:def prt(self):print(self)print(self.__class__)t = Test() t.prt()

輸出結(jié)果：

<__main__.Test object at 0x000002A262E2BA20> <class '__main__.Test'>

可以看到 print(self) 的結(jié)果是輸出當(dāng)前對(duì)象的地址，而 self.__class__ 表示的就是類。

剛剛說(shuō)了 self 只是慣例取的名稱，換成其他名稱也可以，如下所示：

# 不用 self 名稱 class Test2:def prt(sss):print(sss)print(sss.__class__)t2 = Test2() t2.prt()

輸出結(jié)果是一樣的，類實(shí)例的地址改變了而已。

<__main__.Test2 object at 0x000001FB7644BBA8> <class '__main__.Test2'>

類方法

類方法和構(gòu)造方法一樣，首先是關(guān)鍵字 def ，接著就是參數(shù)第一個(gè)必須是 self ，表示類實(shí)例的參數(shù)。

#類定義 class people:#定義基本屬性name = ''age = 0#定義私有屬性,私有屬性在類外部無(wú)法直接進(jìn)行訪問(wèn)__weight = 0#定義構(gòu)造方法def __init__(self,n,a,w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 說(shuō): 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))# 實(shí)例化類 p = people('runoob',10,30) p.speak()

輸出結(jié)果

runoob 說(shuō): 我 10 歲。

5.3 繼承

繼承的語(yǔ)法定義如下：

class DerivedClassName(BaseClassName1,BaseClassName2,...):<statement-1>...<statement-N>

需要注意：

• 圓括號(hào)中基類的順序，當(dāng)基類含有相同方法名，子類沒(méi)有指定(即類似 BaseClass1.method1()），python 會(huì)從左到右搜索繼承的基類是否包含該方法；
• 基類和子類必須定義在一個(gè)作用域內(nèi)；

下面給出一個(gè)代碼例子，基類定義還是上一節(jié)中的 people 類別，這次定義一個(gè)子類 student

# 單繼承示例 class student(people):grade = ''def __init__(self, n, a, w, g):# 調(diào)用父類的構(gòu)造方法people.__init__(self, n, a, w)self.grade = g# 覆寫父類的方法def speak(self):print("%s 說(shuō): 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級(jí)" % (self.name, self.age, self.grade))s = student('ken', 10, 60, 3) s.speak()

輸出結(jié)果

ken 說(shuō): 我 10 歲了，我在讀 3 年級(jí)

這是一個(gè)單繼承，即繼承一個(gè)基類的示例，子類的構(gòu)造方法必須先調(diào)用基類(父類)的構(gòu)造方法：

# 調(diào)用父類的構(gòu)造方法 people.__init__(self, n, a, w)

另一種調(diào)用基類的構(gòu)造方法，利用 super() 函數(shù)：

super.__init__(self, n, a, w)

方法重寫

上述例子還重寫了基類的方法 speak()。

方法重寫是在基類的方法無(wú)法滿足子類的需求時(shí)，在子類重寫父類的方法。

多繼承

python 也支持多繼承，下面是一個(gè)例子，繼續(xù)沿用剛剛定義的一個(gè)類 student ，然后再重新定義一個(gè)基類 speaker

#另一個(gè)類，多重繼承之前的準(zhǔn)備 class speaker():topic = ''name = ''def __init__(self,n,t):self.name = nself.topic = tdef speak(self):print("我叫 %s，我是一個(gè)演說(shuō)家，我演講的主題是 %s"%(self.name,self.topic))#多重繼承 class sample(speaker,student):a =''def __init__(self,n,a,w,g,t):student.__init__(self,n,a,w,g)speaker.__init__(self,n,t)test = sample("Tim",25,80,4,"Python") test.speak() #方法名同，默認(rèn)調(diào)用的是在括號(hào)中排前地父類的方法

輸出結(jié)果：

我叫 Tim，我是一個(gè)演說(shuō)家，我演講的主題是 Python

而如果想指定任意父類的方法，可以添加下面這段代碼：

# 顯示調(diào)用 student 父類的 speak 方法 def speak(self):super(student, self).speak()

上面介紹過(guò)了， super() 函數(shù)是調(diào)用父類的一個(gè)方法，可以直接 super().method() ，但如果是多繼承并且指定父類的話，就如上述所示，添加父類名字以及 self 來(lái)表示類實(shí)例。

另外，python2.7 調(diào)用 super() 方法，也需要傳入父類名字和 self 兩個(gè)參數(shù)。

5.4 類屬性與方法

屬性和方法的訪問(wèn)權(quán)限，即可見(jiàn)性，有三種，公開、受保護(hù)以及私有，私有方法和私有屬性如下定義：

• 類的私有屬性：兩個(gè)下劃線開頭，聲明該屬性私有，不能在類的外部被使用或直接訪問(wèn)，而在類內(nèi)部的方法中使用時(shí)：self.__private_attrs

• 類的私有方法：兩個(gè)下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，只能在類的內(nèi)部調(diào)用 ，不能在類的外部調(diào)用。self.__private_methods。

而如果是受保護(hù)的屬性或者方法，則是一個(gè)下劃線開頭，例如 _protected_attr 。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

class JustCounter:__secretCount = 0 # 私有變量publicCount = 0 # 公開變量def count(self):self.__secretCount += 1self.publicCount += 1print(self.__secretCount)self.__count()def __count(self):print('私有方法')counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print(counter.publicCount) print(counter.__secretCount) # 報(bào)錯(cuò)，實(shí)例不能訪問(wèn)私有變量 print(counter.__count())

輸出結(jié)果

1 私有方法 2 私有方法 2

調(diào)用私有屬性會(huì)報(bào)錯(cuò)：

AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

調(diào)用私有方法會(huì)報(bào)錯(cuò)：

AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__count'

類的屬性不僅可以是變量，也可以是類實(shí)例作為一個(gè)屬性，例子如下所示：

class TimeCounter:def __init__(self):print('timer')class JustCounter:__secretCount = 0 # 私有變量publicCount = 0 # 公開變量def __init__(self):self.timer = TimeCounter()def count(self):self.__secretCount += 1self.publicCount += 1print(self.__secretCount)self.__count()def __count(self):print('私有方法')counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print(counter.publicCount)

同樣繼續(xù)采用 JustCounter 類，只是新定義 TimeCounter ，并在 JustCounter 調(diào)用構(gòu)造方法，實(shí)例化一個(gè) TimeCounter 類，輸出結(jié)果：

timer 1 私有方法 2 私有方法 2

5.5 練習(xí)

最后是來(lái)自 Python-100-Days–Day08面向?qū)ο蠡A(chǔ) 的兩道練習(xí)題：

定義一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘

這個(gè)例子將采用受保護(hù)的屬性，即屬性名字以單下劃線開頭，所以初始化的構(gòu)造方法如下：

from time import sleepclass Clock(object):"""數(shù)字時(shí)鐘"""def __init__(self, hour=0, minute=0, second=0):'''初始化三個(gè)基本屬性，時(shí)，分，秒:param hour::param minute::param second:'''self._hour = hourself._minute = minuteself._second = second

然后是模擬時(shí)鐘的運(yùn)行，這里只需要注意時(shí)鐘運(yùn)行過(guò)程邊界問(wèn)題，即秒和分都是每到 60 需要置零，并讓分或者時(shí)加 1，而時(shí)是每隔 24 需要進(jìn)行這樣的操作

def run(self):'''模擬時(shí)鐘的運(yùn)行:return:'''self._second += 1if self._second == 60:self._second = 0self._minute += 1if self._minute == 60:self._minute = 0self._hour += 1if self._hour == 24:self._hour = 0

最后是顯示時(shí)間，需要注意時(shí)、分和秒三個(gè)屬性都是整數(shù)，如果采用 % 進(jìn)行格式化，需要調(diào)用 str() 方法顯示將它們從整數(shù)變成字符串類型，而如果用 format() 方法，就不需要。

def show(self):'''顯示時(shí)間:return:'''print("{:02d}:{:02d}:{:02d}".format(self._hour, self._minute, self._second))

簡(jiǎn)單的運(yùn)用例子，這里調(diào)用 time.sleep() 方法，每顯示一次時(shí)間休眠一秒，然后運(yùn)行，設(shè)置循環(huán)次數(shù)是 5 次。

# 簡(jiǎn)單時(shí)鐘例子 clock = Clock(23, 59, 57) i = 0 while i < 5:clock.show()sleep(1)clock.run()i += 1

輸出結(jié)果：

23:59:57 23:59:58 23:59:59 00:00:00 00:00:01

定義一個(gè)類描述點(diǎn)之間的移動(dòng)和距離

第二個(gè)練習(xí)是定義一個(gè)類，描述平面上點(diǎn)之間的移動(dòng)和距離計(jì)算

首先是基本的構(gòu)造方法定義，這里作為平面上的點(diǎn)，需要定義的屬性就是點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)：

# 定義描述平面上點(diǎn)之間的移動(dòng)和計(jì)算距離的類 class Point(object):def __init__(self, x=0, y=0):'''初始的坐標(biāo):param x:橫坐標(biāo):param y:縱坐標(biāo)'''self._x = xself._y = y

接著，點(diǎn)的移動(dòng)，可以有兩種實(shí)現(xiàn)，第一種直接說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)：

def move_to(self, new_x, new_y):'''移動(dòng)到新的坐標(biāo):param new_x:新的橫坐標(biāo):param new_y:新的縱坐標(biāo):return:'''self._x = new_xself._y = new_y

第二種則是只告訴分別在橫、縱兩個(gè)方向移動(dòng)的距離：

def move_by(self, dx, dy):'''移動(dòng)指定的增量:param dx:橫坐標(biāo)的增量:param dy:縱坐標(biāo)的增量:return:'''self._x += dxself._y += dy

然后計(jì)算點(diǎn)之間的距離方法，這里就需要用到剛剛從 math 庫(kù)導(dǎo)入的方法 sqrt ，即求取平方根：

def distance(self, other):'''計(jì)算與另一個(gè)點(diǎn)的距離:param other::return:'''x_dist = self._x - other._xy_dist = self._y - other._yreturn sqrt(x_dist ** 2 + y_dist ** 2)

最后當(dāng)然就是打印當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)信息了：

def __str__(self):'''顯示當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo):return:'''return '({},{})'.format(self._x, self._y)

簡(jiǎn)單的應(yīng)用例子

p1 = Point(10, 20) p2 = Point(30, 5) print('point1:', p1) print('point2:', p2) p1.move_to(15, 25) print('after move to (15, 25), point1:', p1) p1.move_by(20, 10) print('move by (20, 10), point1:', p1) dist = p1.distance(p2) print('distance between p1 and p2: ', dist)

輸出結(jié)果：

point1: (10,20) point2: (30,5) after move to (15, 25), point1: (15,25) move by (20, 10), point1: (35,35) distance between p1 and p2: 30.4138126514911

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參考：

• 《Python 編程從入門到實(shí)踐》
• Python3 面向?qū)ο?/li>
• Python-100-Days–Day08面向?qū)ο蠡A(chǔ)

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小結(jié)

本文簡(jiǎn)單介紹 Python 面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)內(nèi)容，主要是類的定義、方法和屬性介紹，繼承和方法重寫，這些是比較基礎(chǔ)的內(nèi)容，后續(xù)計(jì)劃的進(jìn)階內(nèi)容關(guān)于面向?qū)ο蟛糠?#xff0c;還會(huì)繼續(xù)介紹如多態(tài)、裝飾器等內(nèi)容。

此外，本文的代碼都上傳到我的 github 上了：

https://github.com/ccc013/Python_Notes/blob/master/Practise/class_example.py

歡迎關(guān)注我的微信公眾號(hào)–機(jī)器學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)，或者掃描下方的二維碼，大家一起交流，學(xué)習(xí)和進(jìn)步！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python基础入门_5面向对象基础的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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