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10. python 入门速通教程之类、继承类、类中的特殊方法

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python 学习过程中,对新手来说,最难的就是面向对象部分了,但又不得不把它掌握。


在 python 中所有的内容都是对象

python 中的类

学习面向对象,第一个知识点就是类,它可以看成是对象的设计图,通过提炼各种相似对象的属性和方法,然后形成一个“模板”,就是类。


在正式开始前,一定要明确一个类可以实例化出多个对象实例,这句话中也包含了,对象、实例、类之间的关系,一定要理解清楚。


==类是在程序中实例化对象的设计图==


类的定义使用关键字 class 定义类,class 后面为类名,类名一般采用驼峰命名法,即 MyClass,单词首字母大写。


class MyClass:    pass

c = MyClass()c.name = "橡皮擦"print(c.name)
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类的调用与函数类似,使用 类名() 即可,上述 MyClass 是一个空白类(设计图),调用类之后赋值给变量 c,此时的 c 就是类的一个实例对象,一般简称为实例或对象。


使用点号 .,可以给对象添加属性,每个对象都可以添加自己的属性。


当然一个类可以实例化出多个对象


class MyClass:    pass

c1 = MyClass()c1.name = "橡皮擦"print(c1.name)
c2 = MyClass()c2.name = "大象"print(c1.name)print(c2.name)
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**类的初始化方法 __init__ **在类中可以直接定义类初始化时的方法 __init__,该方法在实例生成时执行,类中的方法与普通的函数存在一个小的差异,就是类中的方法必须带有关键字 self,即实例本身,该关键字可以为任意变量名,只是约定俗成为 self


声明一个类,并给类增加一个初始化方法。


# 定义类class MyClass:  # 初始化方法,第一个参数为对象本身 self,第二个参数为实例化时必须传递的参数    def __init__(self, name):        print(name)
# 类的调用,只需要传递 name 参数即可c = MyClass("橡皮擦")
复制代码


在初始化方法中,可以直接给 self 绑定属性,例如下述代码:


class MyClass:    def __init__(self, name):        # 将传递进来的 name 参数绑定到对象(self)上        self.name = name

c = MyClass("橡皮擦")print(c.name)
复制代码


类的定义是一个抽象概念的过程下面将通过一个简单类定义的过程,为你展示类的抽象过程。


我们要定义一个学生类,这个类是一个设计图,用它可以实例化出多个学生对象。


首先定义一个空类:


class Student:  pass
复制代码


接下来要思考的是,在类调用(实例化)初始化时就传递学生姓名与性别,可以大幅度提高类的便捷性。


class Student:    def __init__(self, name, sex):        self.name = name        self.sex = sex
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学生类具备属性之后,一个学生还应该具备跑这一动作,动作就是方法,就是类内部的函数。


class Student:    def __init__(self, name, sex):        self.name = name        self.sex = sex
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
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除了跑步以外,学生还具备跳高动作,继续增加一个类方法


class Student:    def __init__(self, name, sex):        self.name = name        self.sex = sex
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
def jump(self): print("我是{0},{1}生,可以跳高".format(self.name, self.sex))
复制代码


到此为止,一个 Student 类就已经定义完毕了,可以拿着这个设计图去实例化学生了。


xiao_ming = Student("小明", "男")xiao_hong = Student("小红", "女")
xiao_ming.run()xiao_hong.jump()
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在类的定义过程中,内部的方法(函数)第一个关键字一定不要丢掉。


属性转为私有属性


在 python 中有个约定俗称的规则,在属性或者方法名称前,增加一个下划线 _,表示该属性或者方法仅在类的内部使用。


class Student:    def __init__(self, name, sex, age):        self.name = name        self.sex = sex        self._age = age
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
def jump(self): print("我是{0},{1}生,可以跳高".format(self.name, self.sex))

xiao_ming = Student("小明", "男", 19)xiao_hong = Student("小红", "女", 20)
xiao_ming.run()xiao_hong.jump()
# 调用私有属性,可以掉到,但是请遵守约定规则print(xiao_hong._age)
复制代码


上述代码,你可以手动的去调用 _age,从而获取到 age 属性,更加严格的办法是在属性或者方法前增加两个下划线 __,此时手动调用属性无法获取。


class Student:    def __init__(self, name, sex, age, weight):        self.name = name        self.sex = sex        self._age = age        self.__weight = weight
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
def jump(self): print("我是{0},{1}生,可以跳高".format(self.name, self.sex))

xiao_ming = Student("小明", "男", 19, 180)xiao_hong = Student("小红", "女", 20, 90)
xiao_ming.run()xiao_hong.jump()
# 调用私有属性,可以掉到,但是请遵守约定规则print(xiao_hong._age)
# 无法调用两个下划线的属性print(xiao_hong.__weight)
复制代码


错误提示如下所示


AttributeError: 'Student' object has no attribute '__weight'
复制代码


这里真实的情况也是无法避免被调用,只是增加两个下划线之后,名称在内部被置换成其它名称了,看上去是被隐藏掉了。

继承类以及面向对象的高级特征

在 python 中编写类之后,有时需要给类扩展功能,此时最直接的办法就是继承类。


类的继承就是以某一个类为基类来制作新的类。这里的基类也叫做超类,继承自超类创建的类,为子类


Python 支持多重继承,将多个类组合成一个新的类。


类继承的语法格式如下(包括多重继承)


class 类名称(超类1,超类2,超类3,...):  pass
复制代码


在子类中可以对超类的方法进行重写,简单理解就是在子类重新定义一个与超类同名的方法。



class Student: def __init__(self, name, sex, age, weight): self.name = name self.sex = sex self._age = age self.__weight = weight
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
def jump(self): print("我是{0},{1}生,可以跳高".format(self.name, self.sex))

class Mid_Student(Student): # 重写超类方法 def run(self): print("我重新了超类的 run 方法")

xiao_ming = Student("小明", "男", 19, 180)xiao_hong = Mid_Student("小红", "女", 20, 90)
# 调用子类的 run Fangfaxiao_hong.run()
复制代码


在子类的初始化方法中,可以调用超类的初始化方法该处关键词为 super,使用 super 调用超类方法是由于在 python 中,重写方法是完全覆盖原有内容,例如下述代码:


class Student:    def __init__(self, name, sex, age, weight):        self.name = name        self.sex = sex        self._age = age        self.__weight = weight
def run(self): print("我是{0},我可以跑步".format(self.name))
def jump(self): print("我是{0},{1}生,可以跳高".format(self.name, self.sex))

class Mid_Student(Student): # __init__ 方法将超类中的初始化方法完全覆盖 def __init__(self, card_id): self.card_id = card_id
def run(self): print("我重新了超类的 run 方法")

xiao_hong = Mid_Student(10086)
# 报错,没有该属性print(xiao_hong.name)
复制代码


如果希望继续使用超类的属性,可以使用 super 函数解决。


class Mid_Student(Student):    def __init__(self, name, sex, age, weight, card_id):      # 通过 super 函数向 Student 类传参        super().__init__(name, sex, age, weight)        self.card_id = card_id
def run(self): print("我重新了超类的 run 方法")

xiao_hong = Mid_Student("小红", "女", 19, 100, 10086)
print(xiao_hong.name)
复制代码


在 python 中是可以给对象实例任意添加属性的,例如下述代码:


class MyClass:    pass

c = MyClass()c.name = "橡皮擦"
print(c.name)
复制代码


那是否存在限制任意添加属性的办法呢?有的。使用 __slots__ 属性即可限制属性的添加。


class MyClass:    __slots__ = ['name', 'age']    pass

c = MyClass()c.name = "橡皮擦"c.age = 19c.sex = "女"
print(c.name)
复制代码


运行代码会出现如下错误:AttributeError: 'MyClass' object has no attribute 'sex'

类中的特殊方法

在上文提及的 __init__ 是类的初始化方法,与之相同的还有一些其它特殊方法。


  • __add____iadd__:当对象使用 ++= 运算符时,被调用;

  • __sub____isub__:当对象使用 --= 运算符时,被调用;

  • __mul____imul__:当对象使用 **= 运算符时,被调用;

  • _truediv__itruediv:当对象使用 //= 运算符时,被调用;


相同的规则还有 __floordiv____ifloordiv____and____or__,这些都可以算作类内部定义算术运算符。


比较运算符也可以在类内部进行重定义。


  • __eq__:使用 == 运算符时,被调用;

  • __ne__:使用 != 时被调用;

  • __lt__:使用 < 被调用;

  • __gt__:使用 > 被调用;


类型转换也存在一些特殊方法。


  • __int__:被内置函数 int() 调用时使用的方法;

  • __float__:被内置函数 float() 调用时使用的方法;

  • __str__:被 str() 调用时使用的方法;

  • __repr__:返回对象的字符串表示方法;

  • __bytes__:被 bytes() 调用时使用的方法;

  • __format__:被 format() 格式化字符串时用到的方法。


如果你定义一个容器类型的类,那还有如下特殊方法可用


  • __len__:调用 len() 函数时使用;

  • __getitem__:如果想让对象具备按索引获取的形式,定义该方法;

  • __setitem__:通过索引设置值;

  • __delitem__:使用 del 删除对象中元素时,被调用;

  • __iter__:被 iter 等迭代类代码调用时;

  • __contains__:使用 in 运算符时被调用。


其它几个特殊方法


  • __call__:将对象向函数一样调用;

  • __del__:删除对象时被调用;

  • __hash__:使用 hash 函数时被调用。


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爬虫 100 例作者,蓝桥签约作者,博客专家 2021.02.06 加入

6 年产品经理+教学经验,3 年互联网项目管理经验; 互联网资深爱好者; 沉迷各种技术无法自拔,导致年龄被困在 25 岁; CSDN 爬虫 100 例作者。 个人公众号“梦想橡皮擦”。

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