Python 面向对象编程

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。

面向对象技术简介

类（Class）: 用来描述具有相同的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。
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。
实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
方法：类中定义的函数。
对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

创建类

使用class语句来创建一个新类，class之后为类的名称并以冒号结尾，如下实例:class ClassName: "类的帮助信息" #类文档字符串 class_suite#类体类的帮助信息可以通过ClassName.__doc__查看。 class_suite 由类成员，方法，数据属性组成。

实例

以下是一个简单的Python类实例:#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Employee: "所有员工的基类" empCount = 0 def __init__（self, name, salary）:self.name = nameself.salary = salaryEmployee.empCount += 1def displayCount（self）: print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee（self）:print "Name : ", self.name,", Salary: ", self.salary

empCount变量是一个类变量，它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用Employee.empCount访问。
第一种方法__init__（）方法是一种特殊的方法，被称为类的构造函数或初始化方法，当创建了这个类的实例时就会调用该方法

创建实例对象

要创建一个类的实例，你可以使用类的名称，并通过__init__方法接受参数。"创建 Employee 类的第一个对象"emp1 = Employee（"Zara", 2000）"创建 Employee 类的第二个对象"emp2 = Employee（"Manni", 5000）

访问属性

您可以使用点（.）来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量:emp1.displayEmployee（）emp2.displayEmployee（）print "Total Employee %d" % Employee.empCount 完整实例：#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Employee: "所有员工的基类" empCount = 0 def __init__（self, name, salary）:self.name = nameself.salary = salaryEmployee.empCount += 1def displayCount（self）: print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee（self）:print "Name : ", self.name,", Salary: ", self.salary"创建 Employee 类的第一个对象"emp1 = Employee（"Zara", 2000）"创建 Employee 类的第二个对象"emp2 = Employee（"Manni", 5000）emp1.displayEmployee（）emp2.displayEmployee（）print "Total Employee %d" % Employee.empCount 执行以上代码输出结果如下：Name :Zara ,Salary:2000Name :Manni ,Salary:5000Total Employee 2 你可以添加，删除，修改类的属性，如下所示：emp1.age = 7# 添加一个 "age" 属性emp1.age = 8# 修改 "age" 属性del emp1.age# 删除 "age" 属性你也可以使用以下函数的方式来访问属性：

getattr（obj, name[, default]） : 访问对象的属性。
hasattr（obj,name） : 检查是否存在一个属性。
setattr（obj,name,value） : 设置一个属性。如果属性不存在，会创建一个新属性。
delattr（obj, name） : 删除属性。

hasattr（emp1, "age"）# 如果存在 "age" 属性返回 True。getattr（emp1, "age"）# 返回 "age" 属性的值setattr（emp1, "age", 8） # 添加属性 "age" 值为 8delattr（empl, "age"）# 删除属性 "age"

Python内置类属性

__dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
__doc__ :类的文档字符串
__name__: 类名
__module__: 类定义所在的模块（类的全名是"__main__.className"，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）
__bases__ : 类的所有父类构成元素（包含了以个由所有父类组成的元组）

Python内置类属性调用实例如下：#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Employee: "所有员工的基类" empCount = 0 def __init__（self, name, salary）:self.name = nameself.salary = salaryEmployee.empCount += 1def displayCount（self）: print "Total Employee %d" % Employee.empCount def displayEmployee（self）:print "Name : ", self.name,", Salary: ", self.salaryprint "Employee.__doc__:", Employee.__doc__print "Employee.__name__:", Employee.__name__print "Employee.__module__:", Employee.__module__print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__ 执行以上代码输出结果如下：Employee.__doc__: 所有员工的基类Employee.__name__: EmployeeEmployee.__module__: __main__Employee.__bases__: （）Employee.__dict__: {"__module__": "__main__", "displayCount": <function displayCount at 0x10a939c80>, "empCount": 0, "displayEmployee": <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, "__doc__": "xe6x89x80xe6x9cx89xe5x91x98xe5xb7xa5xe7x9ax84xe5x9fxbaxe7xb1xbb", "__init__": <function __init__ at 0x10a939578>}

python对象销毁（垃圾回收）

同Java语言一样，Python使用了引用计数这一简单技术来追踪内存中的对象。在Python内部记录着所有使用中的对象各有多少引用。一个内部跟踪变量，称为一个引用计数器。当对象被创建时，就创建了一个引用计数，当这个对象不再需要时，也就是说，这个对象的引用计数变为0 时，它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的，由解释器在适当的时机，将垃圾对象占用的内存空间回收。a = 40# 创建对象<40>b = a # 增加引用， <40> 的计数c = [b] # 增加引用.<40> 的计数del a # 减少引用 <40> 的计数b = 100 # 减少引用 <40> 的计数c[0] = -1 # 减少引用 <40> 的计数垃圾回收机制不仅针对引用计数为0的对象，同样也可以处理循环引用的情况。循环引用指的是，两个对象相互引用，但是没有其他变量引用他们。这种情况下，仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器实际上是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。作为引用计数的补充，垃圾收集器也会留心被分配的总量很大（及未通过引用计数销毁的那些）的对象。在这种情况下，解释器会暂停下来，试图清理所有未引用的循环。

实例

析构函数 __del__ ，__del__在对象消逝的时候被调用，当对象不再被使用时，__del__方法运行：#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Point: def __init（ self, x=0, y=0）:self.x = xself.y = y def __del__（self）:class_name = self.__class__.__name__print class_name, "destroyed"pt1 = Point（）pt2 = pt1pt3 = pt1print id（pt1）, id（pt2）, id（pt3） # 打印对象的iddel pt1del pt2del pt3 以上实例运行结果如下：3083401324 3083401324 3083401324Point destroyed 注意：通常你需要在单独的文件中定义一个类，

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。需要注意的地方：继承语法 class 派生类名（基类名）：//... 基类名写作括号里，基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。在python中继承中的一些特点：

1：在继承中基类的构造（__init__（）方法）不会被自动调用，它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。
2：在调用基类的方法时，需要加上基类的类名前缀，且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
3：Python总是首先查找对应类型的方法，如果它不能在派生类中找到对应的方法，它才开始到基类中逐个查找。（先在本类中查找调用的方法，找不到才去基类中找）。

如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作"多重继承" 。语法： 派生类的声明，与他们的父类类似，继承的基类列表跟在类名之后，如下所示：class SubClassName （ParentClass1[, ParentClass2, ...]）: "Optional class documentation string" class_suite实例：#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Parent:# 定义父类 parentAttr = 100 def __init__（self）:print "调用父类构造函数" def parentMethod（self）:print "调用父类方法" def setAttr（self, attr）:Parent.parentAttr = attr def getAttr（self）:print "父类属性 :", Parent.parentAttrclass Child（Parent）: # 定义子类 def __init__（self）:print "调用子类构造方法" def childMethod（self）:print "调用子类方法 child method"c = Child（）# 实例化子类c.childMethod（）# 调用子类的方法c.parentMethod（） # 调用父类方法c.setAttr（200） # 再次调用父类的方法c.getAttr（）# 再次调用父类的方法以上代码执行结果如下：调用子类构造方法调用子类方法 child method调用父类方法父类属性 : 200 你可以继承多个类class A:# 定义类 A.....class B: # 定义类 B.....class C（A, B）: # 继承类 A 和 B..... 你可以使用issubclass（）或者isinstance（）方法来检测。

issubclass（） - 布尔函数判断一个类是另一个类的子类或者子孙类，语法：issubclass（sub,sup）
isinstance（obj, Class）布尔函数如果obj是Class类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true。

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法：实例：#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class Parent:# 定义父类 def myMethod（self）:print "调用父类??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（） # 子类调用重写方法执行以上代码输出结果如下：调用子类方法

基础重载方法

下表列出了一些通用的功能，你可以在自己的类重写：

序号	方法, 描述 & 简单的调用
1	__init__ （ self [,args...] ）构造函数简单的调用方法: obj = className（args）
2	__del__（ self ）析构方法, 删除一个对象简单的调用方法 : dell obj
3	__repr__（ self ）转化为供解释器读取的形式简单的调用方法 : repr（obj）
4	__str__（ self ）用于将值转化为适于人阅读的形式简单的调用方法 : str（obj）
5	__cmp__ （ self, x ）对象比较简单的调用方法 : cmp（obj, x）

运算符重载

Python同样支持运算符重载，实例如下：#！/usr/bin/pythonclass Vector: def __init__（self, a, b）:self.a = aself.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 以上代码执行结果如下所示:Vector（7,8）

类属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。

类的方法

在类地内部，使用def关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数self,且为第一个参数

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 self.__private_methods

实例

#！/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-class JustCounter:__secretCount = 0# 私有变量publicCount = 0# 公开变量def count（self）:self.__secretCount += 1self.publicCount += 1print self.__secretCountcounter = JustCounter（）counter.count（）counter.count（）print counter.publicCountprint counter.__secretCount# 报错，实例不能访问私有变量 Python 通过改变名称来包含类名:122Traceback （most recent call last）:File "test.py", line 17, in <module>print counter.__secretCount# 报错，实例不能访问私有变量AttributeError: JustCounter instance has no attribute "__secretCount" Python不允许实例化的类访问私有数据，但你可以使用 object._className__attrName 访问属性，将如下代码替换以上代码的最后一行代码：.........................print counter._JustCounter__secretCount 执行以上代码，执行结果如下：1222
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序号	方法, 描述 & 简单的调用
1	__init__ （ self [,args...] ）构造函数简单的调用方法: obj = className（args）
2	__del__（ self ）析构方法, 删除一个对象简单的调用方法 : dell obj
3	__repr__（ self ）转化为供解释器读取的形式简单的调用方法 : repr（obj）
4	__str__（ self ）用于将值转化为适于人阅读的形式简单的调用方法 : str（obj）
5	__cmp__ （ self, x ）对象比较简单的调用方法 : cmp（obj, x）