Python初探之面向對象編程

概述

很多人接觸Python，都是從爬蟲開始，其實很多語言都可以做爬蟲，只是Python相對其他語言來說，更加簡單而已。但是Python並不止於爬蟲，在人工智慧，科學計算等方面的應用更加廣泛。古人雲：萬丈高樓平地起，要想有長足的發展，打好基礎很重要，本文主要講解Python的面向對象相關知識，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正。

面向對象的特征

• 類：用來描述相同事物的特征的集合，如：Person 類，表示人，具有人的屬性和特征。
• 對象：通過類定義的具體的實例，如：zhangsan 表示一個具體的人。
• 繼承：是指派生類繼承基類的方法和屬性，並具有自己屬性和特征，如：Man是Person的子類。
• 封裝：隱藏數據和實現細節，提供對外訪問方法。
• 多態：一個基類，可以有多個派生類，可以有不同的形態。
• 抽象：拋開細節，只關註本質特征的過程。

以上是面向對象的基本特征，那麼Python在面向對象方面是如何做的呢？

創建類

如下所示：

• 使用 class 語句來創建一個新類，class 之後為類的名稱並以冒號結尾。
• Python的類，沒有大括弧表示類的內容範圍，而是通過縮進來實現。
• 類的成員方法和普通方法的區別是，方法定義的第一個參數是self，表示類的實例，但在調用時不需要。
• 其中__init__方法為類的初始化方法，當聲明對象時，會調用對應的方法。
• 其中__del__方法為析構函數，當類被釋放時調用。

 1 class Employee:
 2     """員工類"""
 3     emp_count = 0  # 變數是一個類變數，它的值將在這個類的所有實例之間共用
 4 
 5     def __init__(self, name, salary):
 6         """初始化"""
 7         self.name = name
 8         self.salary = salary
 9         Employee.emp_count += 1
10 
11     def display_count(self):
12         """顯示數量"""
13         print('Total Employee =', Employee.emp_count)
14 
15     def display_employee(self):
16         """顯示信息"""
17         print('name =', self.name, ', salary = ', self.salary)
18 
19     def prt(self):
20         """列印自己"""
21         print(self)
22         print(self.__class__)
23 
24     def __del__(self):
25         """析構函數"""
26         print(self, '被釋放了')

創建對象

Python創建對象，不需要new關鍵字，類似於函數的調用，和Java及.Net不同。如下所示：

1 '創建第一個對象'
2 emp = Employee('Jack', 20)
3 emp.display_count()
4 emp.display_employee()
5 emp.prt()

動態添加與刪除對象屬性

對象的屬性可以動態添加，這點與編譯型語言不同，如下所示：

1 emp.age = 17  # 添加一個 'age' 屬性
2 emp.age = 28  # 修改 'age' 屬性
3 del emp.age  # 刪除 'age' 屬性

也可以通過Python的內置方法來添加和獲取屬性，如下所示：

1 print(getattr(emp, 'name'))  # 獲取屬性
2 print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含屬性
3 setattr(emp, 'age', 18)  # 設置屬性和值
4 print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含屬性
5 print(getattr(emp, 'age'))  # 獲取屬性
6 delattr(emp, 'age')  # 刪除屬性
7 print(hasattr(emp, 'age'))  # 是否包含屬性

Python也有內置類的一些屬性，如下所示：

1 # 內置對象
2 print("Employee.__doc__:", Employee.__doc__)
3 print("Employee.__name__:", Employee.__name__)
4 print("Employee.__module__:", Employee.__module__)
5 print("Employee.__bases__:", Employee.__bases__)
6 print("Employee.__dict__:", Employee.__dict__)

類的屬性與方法

• 類的私有屬性，以雙下劃線開頭，只可以在類內部通過self進行訪問。
•  類的protected屬性，以下劃線開頭，只允許子類和自身調用。
• 在類的內部，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：以兩個下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，不能在類的外部調用。在類的內部調用 self.__private_methods

如下所示：

1 class JustCounter:
2     """類描述"""
3     __secretCount = 0  # 類的私有變數
4     publicCount = 0  # 公開變數
5 
6     def count(self):
7         self.__secretCount += 1
8         self.publicCount += 1
9         print('私有變數：', self.__secretCount)

Python不允許實例化的類訪問私有數據，但你可以使用 object._className__attrName（ 對象名._類名__私有屬性名 ）訪問屬性，如下所示：

1 print(counter._JustCounter__secretCount)

類的繼承

面向對象的編程帶來的主要好處之一是代碼的重用，實現這種重用的方法之一是通過繼承機制。通過繼承創建的新類稱為子類或派生類，被繼承的類稱為基類、父類或超類。

• Python中的繼承通過 class 子類名(父類名): 的格式實現。
• 子類可以調用父類的方法和定義自己的方法。
• 如果父類方法的功能不能滿足需求，子類可以重寫（overrides）父類的方法。

如下所示：Parent表示一個父類，擁有自己的屬性和方法。

 1 class Parent:
 2     """定義父類"""
 3     parentAttr = 100
 4 
 5     def __init__(self):
 6         print('調用父類的構造函數')
 7 
 8     def parentMethod(self):
 9         print('調用父類方法')
10 
11     def setAttr(self, attr):
12         Parent.parentAttr = attr
13 
14     def getAttr(self):
15         print('父類屬性:', Parent.parentAttr)
16 
17     def myMethod(self):
18         print('我是父類的MyMethod')

Child表示一個子類，繼承自Parent，如下所示：

 1 class Child(Parent):
 2     """定義子類"""
 3 
 4     def __init__(self):
 5         print('調用子類的構造方法')
 6 
 7     def childMethod(self):
 8         print('調用子類方法')
 9 
10     def myMethod(self):
11         """重寫Overrides父類方法"""
12         print('我是子類的MyMethod')
13 
14     def __str__(self):
15         """重寫方法，適合人閱讀"""
16         return 'str方法返回'

子類的實例化

如下所示：

1 c = Child()  # 實例化子類對象
2 c.childMethod()  # 調用子類方法
3 c.parentMethod()  # 調用父類方法
4 c.setAttr(200)  # 再次調用父類方法，設置屬性
5 c.getAttr()  # 再次調用父類方法 獲取屬性
6 c.myMethod()  # 調用的是子類的MyMethod

可以通過內置函數，判斷子類與類的關係，如下所示：

1 print(issubclass(Child, Parent))  # 判斷是否是對應的父子關係
2 print(isinstance(c, Child))  # 判斷是否是實例對象
3 print(isinstance(c, Parent))  # 判斷是否是實例對象

備註

天凈沙·秋思

作者：馬致遠