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Python物件導向的基本概念介紹

高洛峰
高洛峰原創
2017-03-17 16:30:581404瀏覽

Python使用類別(class)和物件(object),進行物件導向(object-oriented programming,簡稱OOP)的程式設計。

物件導向的最主要目的是提高程式的重複使用性。我們這麼早切入物件導向程式的原因是,Python的整個概念是基於物件的。了解OOP是進一步學習Python的關鍵。

以下是對物件導向的一種理解,基於分類。

相近對象,歸為類別

在人類認知中,會根據屬性相近把東西歸類,並且給類別命名。比如說,鳥類的共同屬性是有羽毛,透過產卵來生育後代。任何一隻特別的鳥都在鳥類的原型上的。

物件導向就是模擬了以上人類認知過程。在Python語言,為了聽起來酷,我們把上面說的「東西」稱為物件(object)。

先定義鳥類

class Bird(object):
    have_feather = True
    way_of_reproduction  = 'egg'

我們定義了一個類別(class),就是鳥(Bird)。在隸屬於這個類比的語句區塊中,我們定義了兩個變數,一個是有羽毛(have_feather),一個是生殖方式(way_of_reproduction),這兩個變數對應我們剛才說的屬性( attribute)。我們暫時先不說明括號以及其中的內容,記為問題1。

假設我養了一隻小雞,叫summer。它是個對象,且屬於鳥類。使用前面定義的類別:

summer = Bird()
print summer.way_of_reproduction

透過第一句建立物件,並說明summer是類別鳥中的一個對象,summer就有了鳥的類別屬性,對屬性的引用是透過物件.屬性(object.attribute) 的形式實現的。

可憐的summer,你就是毛產的蛋貨,好不精緻。

動作

日常認知中,我們在透過屬性辨識類別的時候,有時會根據這個東西能做什麼事情來區分類別。比如說,鳥會移動。這樣,鳥就和房子的類別區分開了。這些動作會帶來一定的結果,例如移動導致位置的改變。

這樣的一些「行為」屬性為方法(method)。 Python中透過在類別的內部定義函數,來說明方法。

class Bird(object):
    have_feather = True
    way_of_reproduction = 'egg'
    def move(self, dx, dy):
        position = [0,0]
        position[0] = position[0] + dx
        position[1] = position[1] + dy
        return position
summer = Bird()
print 'after move:',summer.move(5,8)

我們重新定義了鳥這個類別。鳥新增一個方法屬性,就是表示移動的方法move。 (我承認這個方法很傻,你可以在看過下一講之後定義個有趣些的方法)

(它的參數中有一個self,它是為了方便我們引用對象自身。方法的第一個參數必須是self,不論是否用到。 move方法會最終傳回運算過的position。

在最後呼叫move方法的時候,我們只傳遞了dx和dy兩個參數,不需要傳遞self參數(因為self只是為了內部使用)。

我的summer可以跑了。

子類別

類別本身還可以進一步細分成子類別

比如說,鳥類可以進一步分成雞,大雁,黃鷂。

在OOP中,我們透過

繼承

(inheritance)來表達上述概念。

class Chicken(Bird):
    way_of_move = 'walk'
    possible_in_KFC = True
class Oriole(Bird):
    way_of_move = 'fly'
    possible_in_KFC = False
summer = Chicken()
print summer.have_feather
print summer.move(5,8)
新定義的雞(Chicken)類別的,增加了兩個屬性:移動方式(way_of_move),可能在KFC找到(possible_in_KFC)

在類別定義時,括號裡為了Bird。這說明,Chicken是屬於鳥類(Bird)的子類,即Chicken繼承自Bird。自然而然,Bird就是Chicken的父類。 Chicken將享有Bird的所有屬性。儘管我只聲明了summer是雞類,它透過繼承享有了父類的屬性(無論是變數屬性have_feather還是方法屬性move)

新定義的黃鷂(Oriole)類,同樣繼承自鳥類。在建立一個黃鷂物件時,該物件自動擁有鳥類的屬性。

透過繼承製度,我們可以減少程式中的重複訊息和重複語句。如果我們分別定義兩個類,而不繼承自鳥類,就必須把鳥類的屬性分別輸入到雞類和黃鷂類的定義中。整個過程會變得繁瑣,因​​此,物件導向提高了程式的可重複使用性。

(回到問題1, 括號中的object,當括號中為object時,表示這個類別沒有父類別(到頭了))

將各種各樣的東西分類,從而了解世界,從人類祖先開始,我們就在練習了這個認知過程,而面向對像是符合人類思維習慣的。所謂面向過程,也就是執行完一個語句再執行下一個,更多的是機器思維。透過物件導向的編程,我們可以更方便的表達思維中的複雜想法。

總結

將東西根據屬性歸類( 將object歸為class )

方法是一種屬性,表示動作

#用繼承來說明父類-子類關係。子類別自動具有父類別的所有屬性。

self代表了根據類別定義而建立的物件。

建立對物件: 物件名稱 = 類別名稱()

參考物件的屬性: object.attribute


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