Python3 物件導向

物件導向技術簡介

• 類別(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的物件的集合。它定義了該集合中每個物件所共有的屬性和方法。物件是類別的實例。

• 類別變數：類別變數在整個實例化的物件中是公用的。類別變數定義在類別中且在函數體之外。類別變數通常不作為實例變數使用。

• 資料成員：類別變數或實例變數用於處理類別及其實例物件的相關的資料。

• 方法重寫：如果從父類別繼承的方法不能滿足子類別的需求，可以對其進行改寫，這個過程叫做方法的覆寫（override ），也稱為方法的重寫。

• 實例變數：定義在方法中的變量，只作用於目前實例的類別。

• 繼承：即一個衍生類別（derived class）繼承基底類別（base class）的欄位和方法。繼承也允許把一個衍生類別的物件當作一個基底類別物件。例如，有這樣一個設計：一個Dog類型的物件派生自Animal類，這是模擬"是一個（is-a）"關係（例圖，Dog是一個Animal）。

• 實例化：建立一個類別的實例，類別的具體物件。

• 方法：類別中定義的函數。

• 物件：透過類別定義的資料結構實例。物件包括兩個資料成員（類別變數和實例變數）和方法。

和其它程式語言相比，Python 在盡可能不增加新的語法和語意的情況下加入了類別機制。

Python中的類別提供了物件導向程式設計的所有基本功能：類別的繼承機制允許多個基類，而衍生類別可以覆寫基底類別中的任何方法，方法中可以呼叫基底類別中的同名方法。

物件可以包含任意數量和類型的資料。

類別定義

語法格式如下：

class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

類別實例化後，可以使用其屬性，實際上，建立一個類別之後，可以透過類別名稱存取其屬性。

類別物件

類別物件支援兩種操作：屬性參考和實例化。

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。

類別物件建立後，類別命名空間中所有的命名都是有效屬性名稱。所以如果類別定義是這樣:

#!/usr/bin/python3

class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'

# 实例化类
x = MyClass()

# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())

實例化類別：

# 实例化类
x = MyClass()
# 访问类的属性和方法

以上創建了一個新的類別實例並將該物件賦給局部變數 x，x 為空的物件。

執行上述程式輸出結果為：

MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

很多類別都傾向於將物件建立為有初始狀態的。因此類別可能會定義一個名為__init__() 的特殊方法（建構方法），像下面這樣：

def __init__(self):
    self.data = []

類別定義了__init__() 方法的話，類別的實例化操作會自動呼叫_ _init__() 方法。所以在下例中，可以這樣建立一個新的實例:

x = MyClass()

當然， __init__() 方法可以有參數，參數透過 __init__() 傳遞到類別的實例化操作。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)

類別的方法

在類別地內部，使用def關鍵字可以為類別定義一個方法，與一般函數定義不同，類別方法必須包含參數self,且為第一個參數:

#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

# 实例化类
p = people('php',10,30)
p.speak()

執行以上程式輸出結果為：

php 说: 我 10 岁。

#繼承

Python 同樣支援類別的繼承，如果一種語言不支援繼承，類就沒有什麼意義。衍生類別的定義如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圓括號中基底類別的順序，若是基底類別中有相同的方法名，而在子類別使用時未指定，python從左到右搜尋 即方法在子類別中找不到時，從左到右查找基底類別中是否包含方法。

BaseClassName（範例中的基底類別名稱）必須與衍生類別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組中時這一點非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

實例

#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))



s = student('ken',10,60,3)
s.speak()

執行上述程式輸出結果為：

ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

多繼承

Python同樣有限的支援多繼承形式。多繼承的類別定義形如下例:

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圓括號中父類別的順序，若是父類別中有相同的方法名，而在子類別使用時未指定，python從左至右搜尋 即方法在子類別中找不到時，從左到右查找父類別中是否包含方法。

#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))

#另一个类，多重继承之前的准备
class speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self,n,t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))

#多重继承
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，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

執行上述程式輸出結果為：

我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

方法重寫

如果你的父類別方法的功能不能滿足你的需求，你可以在子類別重寫你父類別的方法，實例如下：

#!/usr/bin/python3

class Parent:        # 定义父类
   def myMethod(self):
      print ('调用父类方法')

class Child(Parent): # 定义子类
   def myMethod(self):
      print ('调用子类方法')

c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法

執行上述程式輸出結果為：

调用子类方法

類別屬性與方法

類別的私有屬性

__private_attrs：兩個底線開頭，宣告該屬性為私有，不能在類別地外部被使用或直接存取。在類別內部的方法中使用時 self.__private_attrs。

類別的方法

在類別地內部，使用def關鍵字可以為類別定義一個方法，與一般函數定義不同，類別方法必須包含參數self,且為第一個參數

類別的私有方法

__private_method：兩個底線開頭，宣告該方法為私有方法，不能在類別地外部呼叫。在類別的內部呼叫 slef.__private_methods。

實例如下：

#!/usr/bin/python3

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0    # 公开变量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print (self.__secretCount)

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print (counter.publicCount)
print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量

執行上述程式輸出結果為：

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, in <module>
    print (counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

類別的專有方法：

• # #__init__ : 建構函數，在產生物件時呼叫

• #__del__ : 析構函數，釋放物件時使用

• #__repr__ : 列印，轉換

• #__setitem__ : 依照索引賦值

• #__getitem__: 依照索引取得值

• __len__: 取得長度

• __cmp__ : 比較運算

• __call__: 函數呼叫

• __add__: 加運算

• #__sub__: 減運算

• #__mul__: 乘運算

#__div__: