‘壹’ Python的类和对象入门
本文来说说Python中的类与对象,Python这门语言是无处不对象,如果你曾浅要了解过Python,你应该听过Python是一种面向对象编程的语言,所以你经常可能会看到面向“对象”编程这类段子,而面向对象编程的语言都会有三大特征:封装、继承、多态。
我们平时接触到的很多函数、方法的操作都具有这些性质,我们只是会用,但还没有去深入了解它的本质,下面就介绍一下关于类和对象的相关知识。
封装这个概念应该并不陌生,比如我们把一些数据封装成一个列表,这就属于数据封装,我们也可以将一些代码语句封装成一个函数方便调用,这就是代码的封装,我们也可以将数据和代码封装在一起。用术语表示的话,就是可以将属性和方法进行封装,从而得到对象。
首先我们可以定义一个类,这个类中有属性和方法,但有的伙伴会比较好奇,属性和方法不是会封装成对象嘛,为什么又变成类了?举个例子,类就好比是一个毛坯房,而对象是在毛坯房的基础上改造成的精装房。
在类定义完成时就创建了一个类对象,它是对类定义创建的命名空间进行了一个包装。类对象支持两种操作:属性引用和实例化。
属性引用的语法就是一般的标准语法:obj.name。比如XiaoMing.height和XiaoMing.run就是属性引用,前者会返回一条数据,而后者会返回一个方法对象。
这里也支持对类属性进行赋值操作,比如为类中的weight属性赋予一个新值。
而类的实例化可以将类对象看作成一个无参函数的赋值给一个局部变量,如下:
ming就是由类对象实例化后创建的一个实例对象,通过实例对象也可以调用类中的属性和方法。
类在实例化过程中并不都是像上面例子一样简单的,一般类都会倾向将实例对象创建为有初始状态的,所以在类中可能会定义一个__init__的魔法方法,这个方法就可以帮助接收、传入参数。
而一个类如果定义了__init__方法,那么在类对象实例化的过程中就会自动为新创建的实例化对象调用__init__方法,请看下面这个例子。
可以看到在__init__()中传入了参数x和y,然后在print_coor中需要接收参数x和y,接下来通过实例化这个类对象,验证一下参数是否能通过__init__()传递到类的实例化操作中。
所谓继承就是一个新类在另一个类的基础上构建而成,这个新类被称作子类或者派生类,而另一个类被称作父类、基类或者超类,而子类会继承父类中已有的一些属性和方法。
比如上面这个例子,我并没有将list_定义成一个列表,但它却能调用append方法。原因是类Mylist继承于list这个基类,而list_又是Mylist的一个实例化对象,所以list_也会拥有父类list拥有的方法。当然可以通过自定义类的形式实现两个类之间的继承关系,我们定义Parent和Child两个类,Child中没有任何属性和方法,只是继承于父类Parent。
当子类中定义了与父类中同名的方法或者属性,则会自动覆盖父类对应的方法或属性,还是用上面这个例子实现一下,方便理解。
可以看到子类Child中多了一个和父类Parent同名的方法,再实例化子类并调用这个方法时,最后调用的是子类中的方法。Python中继承也允许多重继承,也就是说一个子类可以继承多个父类中的属性和方法,但是这类操作会导致代码混乱,所以大多数情况下不推荐使用,这里就不过多介绍了。
多态比较简单,比如定义两个类,这两个类没有任何关系,只是两个类中有同名的方法,而当两个类的实例对象分别调用这个方法时,不同类的实例对象调用的方法也是不同的。
上面这两个类中都有introce方法,我们可以实例化一下两个类,利用实例对象调用这个方法实现一下多态。
判断一个类是否是另一个类的子类,如果是则返回True,反之则返回False。
需要注意的有两点:
判断一个对象是否为一个类的实例对象,如果是则返回True,反之则返回False。
需要注意的有两点:
判断一个实例对象中是否包含一个属性,如果是则返回True,反之则返回False。
需要注意的是第二个参数name必须为字符串形式传入,如果不是则会返回False。
‘贰’ Python类的继承和多态代码详解
Python类的继承和多态代码详解
Python类的继承
在OOP(ObjectOrientedProgramming)程序设计中,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Baseclass、Superclass)。
我们先来定义一个classPerson,表示人,定义属性变量name及sex(姓名和性别);
定义一个方法print_title():当sex是male时,printman;当sex是female时,printwoman。参考如下代码:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person): # Child 继承 Person
pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex) # 子类继承父类方法及属性
May.print_title()
Peter.print_title()
而我们编写Child类,完全可以继承Person类(Child就是Person);使用classsubclass_name(baseclass_name)来表示继承;
继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下Child类就可以直接使用父类的print_title()方法
实例化Child的时候,子类继承了父类的构造函数,就需要提供父类Person要求的两个属性变量name及sex:
在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它也可以被看做是父类(May既是Child又是Person)。但是,反过来就不行(Peter仅是Person,而不是Child)。
继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树:
isinstance()及issubclass()
Python与其他语言不同点在于,当我们定义一个class的时候,我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型,比如str、list、dict没什么两样。
Python有两个判断继承的函数:isinstance()用于检查实例类型;issubclass()用于检查类继承。参见下方示例:
class Person(object):
pass
class Child(Person): # Child 继承 Person
pass
May = Child()
Peter = Person()
print(isinstance(May,Child)) # True
print(isinstance(May,Person)) # True
print(isinstance(Peter,Child)) # False
print(isinstance(Peter,Person)) # True
print(issubclass(Child,Person)) # True
Python类的多态
在说明多态是什么之前,我们在Child类中重写print_title()方法:若为male,printboy;若为female,printgirl
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person): # Child 继承 Person
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("boy")
elif self.sex == "female":
print("girl")
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()
当子类和父类都存在相同的print_title()方法时,子类的print_title()覆盖了父类的print_title(),在代码运行时,会调用子类的print_title()
这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态。
多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增Teenagers、Grownups等时,我们只需要继承Person类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是着名的“开闭”原则:
对扩展开放(Openforextension):允许子类重写方法函数
对修改封闭(Closedformodification):不重写,直接继承父类方法函数
子类重写构造函数
子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类Child中新增两个属性变量:mother和father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
class Child(Person): # Child 继承 Person
def __init__(self,name,sex,mother,father):
self.name = name
self.sex = sex
self.mother = mother
self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
Person
若父类构造函数包含很多属性,子类仅需新增1、2个,会有不少冗余的代码,这边,子类可对父类的构造方法进行调用,参考如下:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
class Child(Person): # Child 继承 Person
def __init__(self,name,sex,mother,father):
Person.__init__(self,name,sex) # 子类对父类的构造方法的调用
self.mother = mother
self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
多重继承
多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类baby继承Child,可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person):
pass
class Baby(Child):
pass
May = Baby("May","female") # 继承上上层父类的属性
print(May.name,May.sex)
May.print_title() # 可使用上上层父类的方法
class Child(Person):
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("boy")
elif self.sex == "female":
print("girl")
class Baby(Child):
pass
May = Baby("May","female")
May.print_title() # 优先使用上层类的方法
总结
以上就是本文关于Python类的继承和多态代码详解的全部内容,希望对大家有所帮助。