Python 基础（六） | 面向对象类定义及特性详解
作者：timerring
- 2022 年 10 月 02 日 山东
本文字数：7173 字
阅读完需：约 24 分钟
⭐本专栏旨在对 Python 的基础语法进行详解，精炼地总结语法中的重点，详解难点，面向零基础及入门的学习者，通过专栏的学习可以熟练掌握 python 编程，同时为后续的数据分析，机器学习及深度学习的代码能力打下坚实的基础。
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引子
Why：面向对象更符合人类对客观世界的抽象和理解
一切皆对象
一只小狗，一把椅子，一张信用卡，一条巧克力。。。
一切对象，都有自己内在的属性
狗狗的品种、椅子的质地、信用卡的额度、巧克力的口味。。。
一切行为，皆是对象的行为
狗狗蹲下、椅子移动位置、刷信用卡、巧克力融化了。。。
How：类是对象的载体
不同年龄、肤色、品质的猫，每一只都是一个对象
他们有一个共同的特征：都是猫
我们可以把一类对象的公共特征抽象出来，创建通用的类
# 创建类class Cat(): """模拟猫""" def __init__(self, name): """初始化属性""" self.name = name def jump(self): """模拟猫跳跃""" print(self.name + " is jumping")
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# 用类创建实例my_cat = Cat("Loser")your_cat = Cat("Lucky")
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# 调用属性print(my_cat.name)print(your_cat.name)
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LoserLucky
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# 调用方法my_cat.jump()your_cat.jump()
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Loser is jumpingLucky is jumping
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6.1 类的定义
三要素：类名、属性、方法
6.1.1 类的命名
要有实际意义
驼峰命名法——组成的单词首字母大写
Dog、 CreditCard、 ElectricCar
# class 类名："""类前空两行"""
class Car(): """对该类的简单介绍""" pass
"""类后空两行"""
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6.1.2 类的属性
# def __init__(self,要传递的参数) 初始化类的属性
复制代码
class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0
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6.1.3 类的方法
# 相对于类内部定义的函数
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class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0 def get_main_information(self): # self不能省 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year)) def get_mileage(self): """获取总里程""" return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage)
复制代码
6.2 创建实例
6.2.1 实例的创建
将实例赋值给对象，实例化过程中，传入相应的参数
v = 类名（必要的初始化参数）
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)
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6.2.2 访问属性
实例名.属性名
print(my_new_car.brand)print(my_new_car.model)print(my_new_car.year)
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AudiA62018
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6.2.3 调用方法
class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0 def get_main_information(self): # self不能省 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year)) def get_mileage(self): """获取总里程数""" return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage)
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实例名.方法名(必要的参数)
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)my_new_car.get_main_information()
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品牌：Audi 型号：A6 出厂年份：2018
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mileage = my_new_car.get_mileage()print(mileage)
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行车总里程：0公里
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6.2.4 修改属性
1、直接修改
my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)
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先访问，后修改
print(my_old_car.mileage)my_old_car.mileage = 12000print(my_old_car.mileage)
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012000
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print(my_old_car.get_mileage())
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行车总里程：12000公里
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2、通过方法修改属性
class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0 def get_main_information(self): # self不能省 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year)) def get_mileage(self): """获取总里程数""" return "行车总里程：{}公里".format(self.mileage) def set_mileage(self, distance): """设置总里程数""" self.mileage = distance
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my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)print(my_old_car.get_mileage())my_old_car.set_mileage(8000)print(my_old_car.get_mileage())
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行车总里程：0公里行车总里程：8000公里
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3、继续拓展
禁止设置负里程
class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0 def get_main_information(self): # self不能省 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year)) def get_mileage(self): """获取总里程数""" print("行车总里程：{}公里".format(self.mileage)) def set_mileage(self, distance): """设置总里程数""" if distance >= 0: self.mileage = distance else: print("里程数不能为负！") def increment_mileage(self, distance): """总里程数累计""" if distance >= 0: self.mileage += distance else: print("新增里程数不能为负！")
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my_old_car = Car("BYD", "宋", 2016)my_old_car.get_mileage()my_old_car.set_mileage(-8000)my_old_car.get_mileage()
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行车总里程：0公里里程数不能为负！行车总里程：0公里
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将每次的里程数累加
my_old_car.get_mileage()my_old_car.set_mileage(8000)my_old_car.get_mileage()my_old_car.increment_mileage(500)my_old_car.get_mileage()
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行车总里程：0公里行车总里程：8000公里行车总里程：8500公里
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小结
my_new_car = Car("Audi", "A6", 2018)my_cars = [my_new_car, my_old_car]
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包含的信息量可以是极大的，可以创建无穷多的实例
高度的拟人（物）化，符合人类对客观世界的抽象和理解
6.3 类的继承
引子
看一下人在生物界的分支链
生物——动物界——脊索动物门——哺乳动物纲——灵长目——人科——人属——智人种
公共特征逐渐增加的过程
【问题】
假设二元系统： 人属 = {A 人种， B 人种， C 人种。。。。}
为每一个人种构造一个类
方案一：各自独立，分别构造各自人种的类
方案二：
1、将各人种公共特征提取出来，建立人属的类；
2、各人种继承上一级（人属）的公共特征，然后添加自身特殊特征，构建各自人种的类。
通常，我们选择方案二，因为他避免了过多的重复劳动
所谓继承，就是低层抽象继承高层抽象的过程
6.3.1 简单的继承
父类
class Car(): """模拟汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化汽车属性""" # 相当于类内部的变量 self.brand = brand # 汽车的品牌 self.model = model # 汽车的型号 self.year = year # 汽车出厂年份 self.mileage = 0 # 新车总里程初始化为0 def get_main_information(self): # self不能省 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{}".format(self.brand, self.model, self.year)) def get_mileage(self): """获取总里程数""" print("行车总里程：{}公里".format(self.mileage)) def set_mileage(self, distance): """设置总里程数""" if distance >= 0: self.mileage = distance else: print("里程数不能为负！") def increment_mileage(self, distance): """总里程数累计""" if distance >= 0: self.mileage += distance else: print("新增里程数不能为负！")
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子类
class 子类名（父类名）：
新建一个电动汽车的类
class ElectricCar(Car): """模拟电动汽车""" def __init__(self, brand, model, year): """初始化电动汽车属性""" super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性,这里的super就是超类（父类）
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自动继承父类的所有方法
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046)my_electric_car.get_main_information()
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品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046
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6.3.2 给子类添加属性和方法
class ElectricCar(Car): """模拟电动汽车""" def __init__(self, brand, model, year, bettery_size):# 新传入的参数bettery_size """初始化电动汽车属性""" super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性 self.bettery_size = bettery_size # 电池容量 self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量 self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程 def get_electric_quantit(self): """查看当前电池电量""" print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity)) def set_electric_quantity(self, electric_quantity): """设置电池剩余电量，重新计算电量可支撑行驶里程""" if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size: self.electric_quantity = electric_quantity self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio else: print("电量未设置在合理范围！") def get_remainder_range(self): """查看剩余可行驶里程""" print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
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my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)my_electric_car.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量my_electric_car.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
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当前电池剩余电量：70 kW.h当前电量还可以继续驾驶 350 公里
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my_electric_car.set_electric_quantity(50) # 重设电池电量my_electric_car.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量my_electric_car.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
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当前电池剩余电量：50 kW.h当前电量还可以继续驾驶 250 公里
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6.3.3 重写父类的方法——多态
首先在子类的方法中找，如果找不到再去父类的方法中寻找
class ElectricCar(Car): """模拟电动汽车""" def __init__(self, brand, model, year, bettery_size): """初始化电动汽车属性""" super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性 self.bettery_size = bettery_size # 电池容量 self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量 self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程 def get_main_information(self): # 重写父类方法 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{} 续航里程：{} 公里" .format(self.brand, self.model, self.year, self.bettery_size*self.electric2distance_ratio)) def get_electric_quantit(self): """查看当前电池电量，重新计算电量可支撑行驶里程""" print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity)) def set_electric_quantity(self, electric_quantity): """设置电池剩余电量""" if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size: self.electric_quantity = electric_quantity self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio else: print("电量未设置在合理范围！") def get_remainder_range(self): """查看剩余可行驶里程""" print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
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my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)my_electric_car.get_main_information()
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品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046 续航里程：350 公里
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6.3.4 用在类中的实例
把电池抽象成一个对象
逻辑更加清晰
class Bettery(): """模拟电动汽车的电池""" def __init__(self, bettery_size = 70): self.bettery_size = bettery_size # 电池容量 self.electric_quantity = bettery_size # 电池剩余电量 self.electric2distance_ratio = 5 # 电量距离换算系数 5公里/kW.h self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio # 剩余可行驶里程
def get_electric_quantit(self): """查看当前电池电量""" print("当前电池剩余电量：{} kW.h".format(self.electric_quantity)) def set_electric_quantity(self, electric_quantity): """设置电池剩余电量，计重新算电量可支撑行驶里程""" if electric_quantity >= 0 and electric_quantity <= self.bettery_size: self.electric_quantity = electric_quantity self.remainder_range = self.electric_quantity*self.electric2distance_ratio else: print("电量未设置在合理范围！") def get_remainder_range(self): """查看剩余可行驶里程""" print("当前电量还可以继续驾驶 {} 公里".format(self.remainder_range))
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class ElectricCar(Car): """模拟电动汽车""" def __init__(self, brand, model, year, bettery_size): """初始化电动汽车属性""" super().__init__(brand, model, year) # 声明继承父类的属性 self.bettery = Bettery(bettery_size) # 电池 def get_main_information(self): # 重写父类方法 """获取汽车主要信息""" print("品牌：{} 型号：{} 出厂年份：{} 续航里程：{} 公里" .format(self.brand, self.model, self.year, self.bettery.bettery_size*self.bettery.electric2distance_ratio))
复制代码
my_electric_car = ElectricCar("NextWeek", "FF91", 2046, 70)my_electric_car.get_main_information() # 获取车辆主要信息
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品牌：NextWeek 型号：FF91 出厂年份：2046 续航里程：350 公里
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my_electric_car.bettery.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
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当前电池剩余电量：70 kW.h
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my_electric_car.bettery.set_electric_quantity(50) # 重设电池电量
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my_electric_car.bettery.get_electric_quantit() # 获取当前电池电量
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当前电池剩余电量：50 kW.h
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my_electric_car.bettery.get_remainder_range() # 获取当前剩余可行驶里程
复制代码
当前电量还可以继续驾驶 250 公里
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版权声明: 本文为 InfoQ 作者【timerring】的原创文章。
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