Python面向对象编程初学者指南

前言

面向对象 : 采用基于对象(实体) 的概念建立模型，模拟客观世界分析、设计、实现软件的办法。面向对象编程（Object-oriented Programming，简称 OOP）是一种解决软件复用的设计和编程方法，把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作应用数据、状态，以类的形式描述出来，以对象实例的形式在软件系统中复用，提高软件开发效率。

面向对象编程是Python中一个极为重要的概念。

一、面向对象和面向过程

1.两类软件开发设计方法

1. 面向过程编程：根据业务逻辑从上往下，将需要用到的功能代码封装到函数中，着重关注开发的步骤和过程，典型代码为C语言（关注过程）
2. 面向对象编程：将函数或所需要的功能进行分类和封装，着重关注具体哪个类和函数来实现功能，典型代码为Java、C++等语言（关注结果）

2.面向对象相关术语

• 类(Class)：用来描述具有相同属性和方法的对象的集合，它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法，对象是类的实例。
• 实例：也称对象。通过类定义的初始化方法，赋予具体的值，成为一个”有血有肉的实体”。
• 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
• 数据成员：类变量或者实例变量, 用于处理类及其实例对象的相关的数据。
• 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
• 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的。这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。
• 方法：类中定义的函数。
• 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重 写。
• 静态方法：不需要实例化就可以由类执行的方法。
• 类方法：类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。

面向对象三大特性：

• 封装：将内部实现包裹起来，对外透明，提供api接口进行调用的机制。
• 继承：即一个派生类（derived class）继承父类（base class）的变量和方法。
• 多态：根据对象类型的不同以不同的方式进行处理。

二、类和对象

1.对象

对象是面向对象编程的核心，在使用对象过程中，为了将具有共同特征和行为的一组对象抽象定义，形成类

2.类

1）概念

类是一类事物，对象即是这一类事物的具体实现，类具有相同的属性和行为

2）类(class)的组成

• 类名：类的名称
• 属性：事物的特征
• 方法：具体做什么

3）抽象

拥有相同或类似属性和行为的对象都可以抽象成一个类

4）类的分类

创建类使用class关键字，带上类名，再带上括号，括号内为object，这样的类称为：新式类；也可以不带括号和括号内的object，这样的类称为：经典类。

# 新式类 
class Meeting2(object): 
pass 
# 经典类 
class Meeting2: 
pass

5）创建对象

A = Meeting1() 
B

6）self

类方法的第一个参数必须是self(按惯例是self，也可以是其他名称)，调用时不必传入。self代表类的实例

三、获取或添加对象属性

如下有个名为meeting的类，类中初始化了name、age、sex、address、attack等属性，定义了introduction和attacked两个方法：

class Meeting(object):
"""meeting类的类描述"""

def __init__(self, name, age, sex, address, attack):
"""构造函数"""
self.name = name
self.age = int(age)
self.sex = sex
self.address = address
self.attack = int(attack)

def introduction(self):
print("姓名：{}".format(self.name))
print("年龄：{}".format(self.age))
print("性别：{}".format(self.sex))
print("地址：{}".format(self.address))

def attacked(self):
print(f"{self.name}正在向您发起攻击，攻击力为{self.attack}！")

def foreign_fun():
print("我是外部函数")

1.hasattr-检查对象是否包含指定属性或方法

用法：

hasattr(object,name)

作用：检查对象中是否包含指定属性或方法

返回值：存在返回true、不存在返回false

# 实例化meeting类
Meeting = Meeting("张三", 20, "男", "南京", 108)

# 获取Meeting对象中是否存在name属性
print(hasattr(Meeting, "name"))# True
# 获取Meeting对象中是否存在mobile属性
print(hasattr(Meeting, "mobile"))# False
# 获取Meeting对象中是否存在attacked方法
print(hasattr(Meeting, "attacked"))# True

2.getattr-获取对象中指定属性的属性值

用法：

getattr(object,name[,default])

作用：获取对象中指定属性的属性值

返回值：若存在，则返回该属性的属性值；若不存在，则返回指定内容

# 实例化meeting类
Meeting = Meeting("张三", 20, "男", "南京", 108)

# 获取Meeting对象中name属性的属性值
print(getattr(Meeting, "name"))# 张三
# 获取Meeting对象中kills属性或方法的值，若不存在则返回指定内容
print(getattr(Meeting, "kills", "未找到kills方法或属性"))# 未找到kills方法或属性
# 获取Meeting对象中attacked方法，返回值为函数地址
print(getattr(Meeting, "attacked"))
# 使用getattr方法可以直接调用Meeting对象中的方法
f = getattr(Meeting, "attacked")
f()

打印结果如下：

3.setattr-为object对象的name属性设置指定value

用法：

setattr(object,name,value)

作用：为object对象的指定属性设置指定value

返回值：

# 实例化meeting类
Meeting = Meeting("张三", 20, "男", "南京", 108)

# 将对象中name属性的值改为“刘德华”
setattr(Meeting, "name", "刘德华")
# 获取对象中name的属性值
print(getattr(Meeting, "name"))# 刘德华
# 将对象外部的名为foreign_fun的方法引入对象内部，并重新命名为“new_foreign_fun”
setattr(Meeting, "new_foreign_fun", foreign_fun)
# 获取对象中是否存在foreign_fun的属性或方法，返回值为True或False
print(hasattr(Meeting, "foreign_fun"))# False
# 获取对象中是否存在new_foreign_fun的属性或方法，返回值为True或False
print(hasattr(Meeting, "new_foreign_fun"))# True

打印结果如下：

四、魔法方法

1.__init__() 构造函数

__init__()方法是Python中一种特殊的方法，被称为构造函数或初始化方法，当创建这个类的实例时就会调用该方法。

class Meeting(object):
"""meeting类的类描述"""

def __init__(self, name, age, sex, address, attack):
"""构造函数"""
self.name = name
self.age = int(age)
self.sex = sex
self.address = address
self.attack = int(attack)

C = Meeting("张三", 20, "男", "南京", 108)
print(C.name)# 张三
print(C.address)# 南京

2.__del__() 析构函数

当删除对象时，Python解释器会默认调用一个方法__del__()，相当于unittest框架中的tearDown()函数

def __del__(self): 
"""析构函数""" 
print("%s攻击结束" % (self.name)) 

每调用一次对象，都会执行一次__del__()方法

3.引用计数

D = Meeting("张三", 20, "男", "南京", 108)
# 计算当前实例引用计数，D引用一次，sys.getrefcount(D)引用一次
print(sys.getrefcount(D))# 2

D对象的引用计数为2次，一次是D引用，一次是sys.getrefcount所引用的

4.__str()__字符串函数

__str__方法需要返回一个字符串，当做这个对象的描述信息，当使用print输出对象的时候，只要定义了__str__(self)方法，那么就会打印这个方法返回的数据

def __str__(self):
"""字符串函数"""
return "我是Meeting类的字符串描述"
# __str__()：字符串函数，定义__str__()方法时，打印对象，打印的是__str__()方法的返回值，否则打印类的内存地址
print(D)# 我是Meeting类的字符串描述

• 未定义__str__()方法时，打印对象，打印的是Meeting类的内存地址：<__main__.Meeting object at0x014A7748>
• 定义了__str__()方法后，打印对象，打印的是__str__()方法的返回值：我是Meeting类的字符串描述

五、Python的内置属性

1.__dict__：获取类的属性

获取类的属性，包含一个字典，由类的数据属性组成

# __dict__：获取类的属性，返回值为字典类型 
print(D.__dict__) 
# {'name': '张三', 'age': 20, 'sex': '男', 'address': '南京', 'attack': 108} 

2.__doc__：获取类的文档字符串

class Meeting(object): 
 """meeting1类的类描述""" 
 
# __doc__：获取类的文档字符串 
print(D.__doc__) # meeting1类的类描述 

3.__name__：获取类名

# __name__：获取类名 
print(Meeting.__name__) # Meeting 

4.__module__：类定义所在的模块

类的全名是'__main__.clssName'，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__等于mymod

from common.http_requests import HttpRequests
# __module__：类定义所在的模块
print(Meeting.__module__)# __main__
print(HttpRequests.__module__)# common.http_requests

Meeting类的路径为__main__，而从common文件的http_requests文件中导入了HttpRequests类，打印其路径，则为common.http_requests

5.__bases__：获取类的所有父类构成元素

获取类的所有父类构成元素（包含了一个由所有父类元素组成的元组）。例如下面有一个Song类，其继承了父类Music，则获取到的Song类的所有父类构成元素为：(,)

class Music(object):
pass

class Song(Music):
pass

print(Song.__bases__)# (,)

小结

本篇文章我们介绍了面向对象的相关概念，下面来简单总结一下：

面向对象相关概念：

• 类和对象：类是一类事物，对象即是这一类事物的具体实现，类具有相同的属性和行为；
• 类的组成：类名、属性、方法
• 带object的为新式类，不带object的为经典类

获取或添加对象属性：

• hasattr：检查对象是否包含指定属性或方法
• getattr：获取对象中指定属性的属性值
• setattr：为object对象的name属性设置指定value

魔法方法：

• __init__() 构造函数：又叫初始化方法，用来初始化一些成员变量
• __del__() 析构函数：每调用一次对象，都会执行一次__del__()方法，相当于Unittest框架中的tearDown
• __str()__字符串函数：返回一个字符串，当做这个对象的描述信息

Python内置属性：

• __dict__：获取类的属性，返回值为字典类型
• __doc__：获取类的文档字符串
• __name__：获取类名
• __module__：类定义所在的模块
• __bases__：获取类的所有父类构成元素，返回类型为元组