lesson 040 —— 面向对象简介
关于面向对象的简单介绍。
三大编程范式
- 面向过程编程
- 函数式编程
- 面向对象编程
面向对象概念
- 类： 把一类事物相同的特征和动作整合到一起就是类。类是一个抽象的概念。类是一种数据结构。
- 对象：就是基于类而创建的一个具体的事物（具体存在的），也是特征和动作整合到一起；对象就是类的实例化，具体化。对象是一个具体的事物。
- 类与对象的关系： 对象是由类产生的，对象是类的实例化，具体化。
- 实例化： 由类产生对象的过程叫实例化，类实例化的结果就是一个对象，或者叫一个实例（实例=对象）。
1. 声明类
class 类名:
"""类的文档字符串"""
类体
# 声明一个类，类名一般首字母大写，使用驼峰命名法
# 代表的是：class Data(object):
class Data:
"""这是一个时间的类。"""
pass
# 实例化这个类
d1 = Data()
在 Python3 中使用新式类，所有的类都继承自一个父类：object。
2. 属性
类是用来描述一类事物的，类的对象指的是一类事物中的一个个体。事物的属性分为：
- 数据属性： 就是变量
- 函数(方法)属性： 就是函数，在面向对象里称为方法。
注意：类和对象都使用点 . 来访问自己的属性。
3. 类的属性
-
类的数据属性： 类的数据属性是所有对象共享的
-
类的方法属性： 类的函数属性是绑定给对象用的
-
一些内置的类的特殊属性
类名.__name__# 类的名字(字符串) 类名.__doc__# 类的文档(字符串) 类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲) 类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲) 类名.__dict__# 类的字典属性 类名.__module__# 类定义所在的模块 类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)使用 dir(类名) 可以查看类的属性！！！
class Data:
"""关于时间的类"""
# 类的数据属性
year = 2018
month = 7
day = 35
week = '星期三'
# 类的方法属性
def print_year():
print('2018 年')
# 需要传入参数和这个类绑定，不传也没问题，可是不会绑定
# 可是要使用参数的时候，就需要传入 self
def print_data(self):
print('%4d 年 %2d 月 %2d 日' % (self.year, self.month, self.day))
if __name__ == '__main__':
d1 = Data()
d2 = Data()
print("类的属性")
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("Data.print_year: ")
Data.print_year()
# 这里类调用的话，就需要传入一个参数
print("Data.print_data: ")
Data.print_data(Data)
print()
print("类的属性是所有对象公有的")
print("id Data.year: %d" % id(Data.year))
print("id d1.year: %d" % id(d1.year))
print("id d2.year: %d" % id(d2.year))
print()
print("函数属性是对于不同对象的")
print("addr Data.print_data: ", Data.print_data)
print("addr d1.print_data: ", d1.print_data)
print("addr d2.print_data: ", d2.print_data)
print("id Data.print_data: %d" % id(Data.print_data))
print("id d1.print_data: %d" % id(d1.print_data))
print("id d2.print_data: %d" % id(d2.print_data))
print()
print("d1 对象与类属性关系")
print("d1.year: %d" % d1.year)
# 这里不能调用，因为类里面是没有参数的，对象调用的话就会传入对象，即 self 参数
#print("d1.print_year: ")
#d1.print_year()
print("d1.print_data: ")
d1.print_data()
print()
print("类改变数据属性:")
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("d1.year: %d" % d1.year)
print("d2.year: %d" % d2.year)
print("执行 Data.year = Data.year + 1")
Data.year = Data.year + 1
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("d1.year: %d" % d1.year)
print("d2.year: %d" % d2.year)
print()
print("对象改变数据属性:")
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("d1.year: %d" % d1.year)
print("d2.year: %d" % d2.year)
print("执行 d1.year = d1.year + 1")
d1.year = d1.year + 1
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("d1.year: %d" % d1.year)
print("d2.year: %d" % d2.year)
print("执行 d2.year = d2.year + 1")
d2.year = d2.year + 1
print("Data.year: %d" % Data.year)
print("d1.year: %d" % d1.year)
print("d2.year: %d" % d2.year)
print()
print("改变之后的地址")
print("id Data.year: %d" % id(Data.year))
print("id d1.year: %d" % id(d1.year))
print("id d2.year: %d" % id(d2.year))
print()
结果：
类的属性
Data.year: 2018
Data.print_year:
2018 年
Data.print_data:
2018 年 7 月 35 日
类的属性是所有对象公有的
id Data.year: 139849464558928
id d1.year: 139849464558928
id d2.year: 139849464558928
函数属性是对于不同对象的
addr Data.print_data: <function Data.print_data at 0x7f313da13d90>
addr d1.print_data: <bound method Data.print_data of <__main__.Data object at 0x7f313da440f0>>
addr d2.print_data: <bound method Data.print_data of <__main__.Data object at 0x7f313da44128>>
id Data.print_data: 139849464102288
id d1.print_data: 139849465338376
id d2.print_data: 139849465338376
d1 对象与类属性关系
d1.year: 2018
d1.print_data:
2018 年 7 月 35 日
类改变数据属性:
Data.year: 2018
d1.year: 2018
d2.year: 2018
执行 Data.year = Data.year + 1
Data.year: 2019
d1.year: 2019
d2.year: 2019
对象改变数据属性:
Data.year: 2019
d1.year: 2019
d2.year: 2019
执行 d1.year = d1.year + 1
Data.year: 2019
d1.year: 2020
d2.year: 2019
执行 d2.year = d2.year + 1
Data.year: 2019
d1.year: 2020
d2.year: 2020
改变之后的地址
id Data.year: 139849465104656
id d1.year: 139849464558832
id d2.year: 139849464558896
从以上实例中我们可以验证得到这几个结论：
-
类的数据属性是所有对象共享的，我们称为类的数据
id Data.year: 139849464558928 id d1.year: 139849464558928 id d2.year: 139849464558928 -
当使用类改变类的数据之后，我们发现，所有的对象数据都改变了，即他们的地址都是一样的。
类改变数据属性: Data.year: 2018 d1.year: 2018 d2.year: 2018 执行 Data.year = Data.year + 1 Data.year: 2019 d1.year: 2019 d2.year: 2019 -
但是，我们使用对象改变类的属性之后，仅仅是这个对象的数据变了，而其它对象和类的都不会改变。我们可以得知：Python 中，直接改变对象中类的数据，其实是创建了新的对象数据，而不是改变了类的数据，即将指向类的数据的变量指向了一个新的数据地址！！！
对象改变数据属性: Data.year: 2019 d1.year: 2019 d2.year: 2019 执行 d1.year = d1.year + 1 Data.year: 2019 d1.year: 2020 d2.year: 2019 执行 d2.year = d2.year + 1 Data.year: 2019 d1.year: 2020 d2.year: 2020 id Data.year: 139849465104656 id d1.year: 139849464558832 id d2.year: 139849464558896注意：Python 中几乎所有变量的赋值，都是将新的数据地址赋值给这个变量，即这个变量指向了一个新的内存地址，而不是改变变量指向的对应内存地址的数据！！！
-
在 obj.name 会先从 obj 自己的名称空间里找 name，找不到则去类中找，类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常.
-
类中的函数属性需要一个 self 形参来和这个类的对象绑定。在 Python 中，self 代表的就是对象，定义的函数属性本质上是定义一个函数。（虽然不加 self 程序不会报错，但是不会和对象绑定）。虽然绑定了，但是当类调用的时候可以随便传入参数，只要传入的参数使函数可以运行。
def print_data(self): print('%4d 年 %2d 月 %2d 日' % (self.year, self.month, self.day)) Data.print_data(Data) -
类的函数属性没有 self 参数的时候，只有类可以调用，对象是无法调用的，它是类的方法。
# 这里不能调用，因为类里面是没有参数的，对象调用的话就会传入对象，即 self 参数 #print("d1.print_year: ") #d1.print_year() -
通过类来创建对象的时候，对于绑定的类的函数，即有 self 形参的函数，实际上是将那个函数复制到了对象的空间中，有了自己的内存，与类中的地址不一样。所以，通过类创建对象，虽然是同一个类，同一个类的函数，但是，每个对象都会复制函数，每个对象有他们自己的存储这个函数的内存，即变成了对象自己的函数，而不是类的函数。虽然所有对象指向的都是相同的功能，但是绑定到不同的对象就是不同的绑定方法！！！
addr Data.print_data: <function Data.print_data at 0x7f313da13d90> addr d1.print_data: <bound method Data.print_data of <__main__.Data object at 0x7f313da440f0>> addr d2.print_data: <bound method Data.print_data of <__main__.Data object at 0x7f313da44128>> id Data.print_data: 139849464102288 id d1.print_data: 139849465338376 id d2.print_data: 139849465338376 -
强调：绑定到对象的方法的特殊之处在于，绑定给谁就由谁来调用，谁来调用，就会将谁本身当做第一个参数传给方法，即自动传值（方法
__init__也是一样的道理）注意：绑定到对象的方法的这种自动传值的特征，决定了在类中定义的函数都要默认写一个参数 self，self 可以是任意名字，但是约定俗成地写出self。
# 类调用 Data.print_data(Data) # 对象调用 d1.print_data()
4. 对象
对象是类的实例化，类实例化的一个结果称为一个实例或者一个对象。
class Student:
school='xxoo'
def __init__(self, name, sex, age):
print('开始创建')
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
print('创建结束')
def learn(self):
print('%s is learning' % self.name) #新增self.name
def eat(self):
print('%s is eating' % self.name)
def sleep(self):
print('%s is sleeping' % self.name)
# 创建对象
s1=Student('李坦克','男',18)
s2=Student('王大炮','女',38)
s3=Student('牛榴弹','男',78)
对象不仅有函数属性，还有类的数据属性，另外，还有它自己的数据属性。它们都可以通过 . 来访问。
对象的 __dict__ 属性只有函数属性，说明了对象只有数据属性。
要使用 __init__ 来设置初始化一个对象的方法，它没有返回值。
对于每一个类里定义的参数，都必须要有 self 形参，且必须要有，还要放在第一个位置。
5. 类属性增删改查
类属性的操作使用 . 与 del 进行操作，当使用类进行类属性的更改，它的所有的实例对象，不管是改变之前创建的，或者是改变之后创建的，都会跟着改变；当使用对象对类属性重新赋值之后，类属性实际不会改变，而这个对象的类属性转变为对象属性。数据属性与函数属性都一样，同样的方式。
注意： 要调用类的属性，只能通过类名加点或者对象加点的方式调用，如果直接使用变量名，则调用的是全局的变量。调用不到类的属性。
country = '中国'
class N:
country = '日本'
num = ['a', 'b',]
def __init__(self):
print(country) # 输出的是中国
n1 = N()
print(N.num)
print(n1.num)
n1.num.append(1) # 没有给类属性赋新值，只是改变了类属性，所以结果是类属性改变了
print(N.num)
print(n1.num)
结果：
中国
['a', 'b']
['a', 'b']
['a', 'b', 1]
['a', 'b', 1]
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