Python3 面向對象
Python從設計之初就已經是一門面向對象的語言，正因為如此，在Python中創建一個類和對象是很容易的。本章節我們將詳細介紹Python的面向對象編程。
如果你以前沒有接觸過面向對象的編程語言，那你可能需要先了解一些面向對象語言的一些基本特征，在頭腦里頭形成一個基本的面向對象的概念，這樣有助于你更容易的學習Python的面向對象編程。
接下來我們先來簡單的了解下面向對象的一些基本特征。
面向對象技術簡介
- 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
- 類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作為實例變量使用。
- 數據成員：類變量或者實例變量用于處理類及其實例對象的相關的數據。
- 方法重寫：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對其進行改寫，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱為方法的重寫。
- 實例變量：定義在方法中的變量，只作用于當前實例的類。
- 繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待。例如，有這樣一個設計：一個Dog類型的對象派生自Animal類，這是模擬'是一個（is-a）'關系（例圖，Dog是一個Animal）。
- 實例化：創建一個類的實例，類的具體對象。
- 方法：類中定義的函數。
- 對象：通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員（類變量和實例變量）和方法。
和其它編程語言相比，Python 在盡可能不增加新的語法和語義的情況下加入了類機制。
Python中的類提供了面向對象編程的所有基本功能：類的繼承機制允許多個基類，派生類可以覆蓋基類中的任何方法，方法中可以調用基類中的同名方法。
對象可以包含任意數量和類型的數據。
類定義
語法格式如下：
class ClassName: statement-1> . . . statement-N>
類實例化后，可以使用其屬性，實際上，創建一個類之后，可以通過類名訪問其屬性。
類對象
類對象支持兩種操作：屬性引用和實例化。
屬性引用使用和 Python 中所有的屬性引用一樣的標準語法：obj.name。
類對象創建后，類命名空間中所有的命名都是有效屬性名。所以如果類定義是這樣:
#!/usr/bin/python3class MyClass: '''一個簡單的類實例''' i = 12345 def f(self): return 'hello world'# 實例化類x = MyClass()# 訪問類的屬性和方法print('MyClass 類的屬性 i 為：', x.i)print('MyClass 類的方法 f 輸出為：', x.f())
實例化類：
# 實例化類x = MyClass()# 訪問類的屬性和方法
以上創建了一個新的類實例并將該對象賦給局部變量 x，x 為空的對象。
執行以上程序輸出結果為：
MyClass 類的屬性 i 為： 12345MyClass 類的方法 f 輸出為： hello world
很多類都傾向于將對象創建為有初始狀態的。因此類可能會定義一個名為 __init__() 的特殊方法（構造方法），像下面這樣：
def __init__(self): self.data = []
類定義了 __init__() 方法的話，類的實例化操作會自動調用 __init__() 方法。所以在下例中，可以這樣創建一個新的實例:
x = MyClass()
當然， __init__() 方法可以有參數，參數通過 __init__() 傳遞到類的實例化操作上。例如:
>>> class Complex:... def __init__(self, realpart, imagpart):... self.r = realpart... self.i = imagpart...>>> x = Complex(3.0, -4.5)>>> x.r, x.i(3.0, -4.5)
類的方法
在類地內部，使用def關鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數self,且為第一個參數:
#!/usr/bin/python3#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法直接進行訪問 __weight = 0 #定義構造方法 def __init__(self,n,a,w): self.name = n self.age = a self.__weight = w def speak(self): print('%s 說: 我 %d 歲。' %(self.name,self.age))# 實例化類p = people('runoob',10,30)p.speak()
執行以上程序輸出結果為：
runoob 說: 我 10 歲。
繼承
Python 同樣支持類的繼承，如果一種語言不支持繼承就，類就沒有什么意義。派生類的定義如下所示:
class DerivedClassName(BaseClassName1): statement-1> . . . statement-N>
需要注意圓括號中基類的順序，若是基類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，python從左至右搜索即方法在子類中未找到時，從左到右查找基類中是否包含方法。
BaseClassName（示例中的基類名）必須與派生類定義在一個作用域內。除了類，還可以用表達式，基類定義在另一個模塊中時這一點非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
實例
#!/usr/bin/python3#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法直接進行訪問 __weight = 0 #定義構造方法 def __init__(self,n,a,w): self.name = n self.age = a self.__weight = w def speak(self): print('%s 說: 我 %d 歲。' %(self.name,self.age))#單繼承示例class student(people): grade = '' def __init__(self,n,a,w,g): #調用父類的構函 people.__init__(self,n,a,w) self.grade = g #覆寫父類的方法 def speak(self): print('%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級'%(self.name,self.age,self.grade))s = student('ken',10,60,3)s.speak()
執行以上程序輸出結果為：
ken 說: 我 10 歲了，我在讀 3 年級
多繼承
Python同樣有限的支持多繼承形式。多繼承的類定義形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3): statement-1> . . . statement-N>
需要注意圓括號中父類的順序，若是父類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，python從左至右搜索即方法在子類中未找到時，從左到右查找父類中是否包含方法。
#!/usr/bin/python3#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法直接進行訪問 __weight = 0 #定義構造方法 def __init__(self,n,a,w): self.name = n self.age = a self.__weight = w def speak(self): print('%s 說: 我 %d 歲。' %(self.name,self.age))#單繼承示例class student(people): grade = '' def __init__(self,n,a,w,g): #調用父類的構函 people.__init__(self,n,a,w) self.grade = g #覆寫父類的方法 def speak(self): print('%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級'%(self.name,self.age,self.grade))#另一個類，多重繼承之前的準備class speaker(): topic = '' name = '' def __init__(self,n,t): self.name = n self.topic = t def speak(self): print('我叫 %s，我是一個演說家，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，默認調用的是在括號中排前地父類的方法
執行以上程序輸出結果為：
我叫 Tim，我是一個演說家，我演講的主題是 Python
方法重寫
如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求，你可以在子類重寫你父類的方法，實例如下：
#!/usr/bin/python3class Parent: # 定義父類 def myMethod(self): print ('調用父類方法')class Child(Parent): # 定義子類 def myMethod(self): print ('調用子類方法')c = Child() # 子類實例c.myMethod() # 子類調用重寫方法
執行以上程序輸出結果為：
調用子類方法
類屬性與方法
類的私有屬性
__private_attrs：兩個下劃線開頭，聲明該屬性為私有，不能在類地外部被使用或直接訪問。在類內部的方法中使用時 self.__private_attrs。
類的方法
在類地內部，使用def關鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數self,且為第一個參數
類的私有方法
__private_method：兩個下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，不能在類地外部調用。在類的內部調用 slef.__private_methods。
實例如下：
#!/usr/bin/python3class JustCounter: __secretCount = 0 # 私有變量 publicCount = 0 # 公開變量 def count(self): self.__secretCount += 1 self.publicCount += 1 print (self.__secretCount)counter = JustCounter()counter.count()counter.count()print (counter.publicCount)print (counter.__secretCount) # 報錯，實例不能訪問私有變量
執行以上程序輸出結果為：
122Traceback (most recent call last): File 'test.py', line 16, in print (counter.__secretCount) # 報錯，實例不能訪問私有變量AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
類的專有方法：
- __init__ : 構造函數，在生成對象時調用
- __del__ : 析構函數，釋放對象時使用
- __repr__ : 打印，轉換
- __setitem__ : 按照索引賦值
- __getitem__: 按照索引獲取值
- __len__: 獲得長度
- __cmp__: 比較運算
- __call__: 函數調用
- __add__: 加運算
- __sub__: 減運算
- __mul__: 乘運算
- __div__: 除運算
- __mod__: 求余運算
- __pow__: 稱方
運算符重載
Python同樣支持運算符重載，我么可以對類的專有方法進行重載，實例如下：
#!/usr/bin/python3class Vector: def __init__(self, a, b): self.a = a self.b = b def __str__(self): return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b) def __add__(self,other): return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)v1 = Vector(2,10)v2 = Vector(5,-2)print (v1 + v2)
以上代碼執行結果如下所示:
Vector(7,8)
