Python基础篇之面向对象

面向对象OO（Object Oriented）相关的词汇有OOP（面向对象编程），OOD（面向对向设计），OOA（面向对象分析）OOS（面向对象服务等）等，那么什么是面向对象呢？

面向对象

面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法，是计算机编程技术发展到一定阶段后的产物，详细参考百科。拆分开口语化来理解，面向：从什么的方向出发，对象：一个抽象化的目标（具有一定的属性或特性以及具有一定的方法或动作）。合起来就是：从一个抽象化目标的方向出发，去做什么，具有从整体到局部的导向性。如：OOP从一个抽象化目标的方向出发，去编程。

面向对象的特性

了解面向对象之前先要了解类，先看下与类有关的词语：类比，同类，类型，物以类聚等等都提到了“类”，由此可见与“类”相关说明有很多共性存在。类是具有相同特性（数据元素）和行为（功能）的万物的抽象。即万物抽象化后为类，类实例化后为对象。至于抽象后叫什么类自定义，鸟类，人类，猫科类等等。面向对象具有封装，继承，多态的特性。

图片.png

封装：对数据和行为的包装和信息隐藏。
继承：有利于衍生的一种层次模型，继承者为子类（又叫派生类），被继承者为父类（又叫基类），子类具有父类的可继承属性和方法。Python没有java中的接口实现方式，可多继承。继承的父类在类的定义后的括号中逗号隔开，object一般不描述，默认继承。

class C(object,A,B):#C继承自A和B，A、B必须是存在的类
    pass

多态：指不同事物具有不同表现形式的能力。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口，通过这种方式减少代码的复杂度。一个接口，多种方式。主要体现在面向接口编程的语言中，如java的父类引用指向子类对象。Python中多态不太好体现。因为其类型为隐藏类型，不比其他的声明式类型的语言。

方法和变量

方法是类中定义的函数，变量分为类变量和方法变量，类变量是函数体之外，类之中的变量，在整个类中可以使用，方法变量是方法内部定义的变量，只能在方法中使用。类变量也可以理解为属性。属性也可在类的构造方法__init__()中通过self.XXX 来设置。

类的默认方法

Python中所有类都继承超级基类 object，所以类拥有如下超级基类的方法如下：

• __init__() : 构造函数，来自“initialize”简写。可自定义参数，在生成对象时调用。
• __del__() : 析构函数，来自“delete”简写。释放对象时使用。
• __repr__() : 打印，转换。来自“reprint”简写。
• __setitem__(): 按照索引赋值。
• __getitem__(): 按照索引获取值
• __len__(): 获得长度，来自“length”简写
• __cmp__(): 比较运算，来自“compare”简写
• __call__(): 函数调用
• __add__(): 加运算
• __sub__(): 减运算
• __mul__(): 乘运算
• __truediv__(): 除运算
• __mod__(): 求余运算
• __pow__(): 乘方
  更多非类默认函数的具体使用参考另一篇：基础篇之函数

类的实现

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。此处以经典的动物作为案例实现。

• 创建动物基类Animal

class Animal(object):#类名Animal
    '''
    动物类定义
    '''
    #但类变量一般是常量等共用的数据
    CLASSNAME=None#类变量：脚的数量，也是属性
    def __init__(self):
        print("Animal 正在实例化...")
        self.name=None#属性：名称
        self.color=None#属性：颜色
    '''
    # 带参数的构造函数，构造函数只能有一个
    def __init__(self,name,color):
        self.name = name
        self.color = color
    '''
    #自定义方法
    def moving(self):
        print(self.color+"的"+self.name+"正在移动")
    #自定义方法
    def eating(self):
        print(self.color+"的"+self.name+"正在吃东西")
    #自定义方法
    def showInfo(self):
        print("\nname="+self.name+",color="+str(self.color))
        

• 创建两个子类继承自基类Animal

class Dog(Animal):
    def __init__(self,name,color):
        Animal.__init__(self)#重写构造函数，如果构造函数带参数，此处可略
        self.CLASSNAME = "Dog"
        self.name = name
        self.color = color

class Pig(Animal):
    def __init__(self,name,color):
        Animal.__init__(self)#重写构造函数，如果构造函数带参数，此处可略
        self.CLASSNAME = "Pig"
        self.name = name
        self.color = color

• 测试调用

if __name__ == "__main__":
    dog1 = Dog("哈士奇","白色")
    dog2 = Dog("哈士奇","黑色")
    dog3 = Dog("泰迪","白色")
    
    pig1 = Pig("种猪","黑色")
    
    dog1.showInfo()
    dog1.moving()
    dog1.eating()

    dog2.showInfo()
    dog2.moving()
    dog2.eating()
    
    dog3.showInfo()
    dog3.moving()
    dog3.eating()
    
    pig1.showInfo()
    pig1.moving()
    pig1.eating()

• 输出结果

  
  执行结果.png
• 属性的操作
  上面案例中用到了方法重写，类的声明，类的继承，变量的使用，实例对象的创建及方法的调用等。关于属性的使用，关于Python中get/set方法可以自己在类中定义，如在基类中定义如下方法：

    def setName(self,name):
        self.name = name
    def getName(self):
        return self.name

与自定义get/set方法，Python有内置的函数处理，用内置函数的前提是知道具体的属性，否则会报：AttributeError。如下是等价的：

    print("getName获取值："+dog1.getName())#获取属性
    print("getattribute获取值:"+dog1.__getattribute__('name'))
    
    dog1.setName("哈士奇二代")#设置属性
    
    print("getName获取值："+dog1.getName())#获取属性
    print("getattribute获取值:"+dog1.__getattribute__('name'))
    
    dog1.__setattr__('name',"哈士奇三代")
    
    print("getName获取值："+dog1.getName())#获取属性
    print("getattribute获取值:"+dog1.__getattribute__('name'))

如上代码dog1对象的名字从哈士奇 改为了 哈士奇二代。输出如下：

图片.png

类的其他知识

• super() 函数是用于调用父类(基类)的一个方法。
• 方法重写，是重写父类中已存在的方法，在本对象或者实例中有效
• 私有属性和方法，在属性名或方法明前+“__”(两个下划线)
  如: 类的私有属性，通过__private_attrs 定义属性名，外部不能调用
  如: 类的私有方法，通过__private_method定义方法名，外部不能调用
• 如果重写了__init__ 时，实例化子类，就不会调用父类已经定义的 __init__，要调用可以通过：父类名称.__init__(self,参数1，参数2，...)
• 自定义类自定义私有方法是，不要跟超类object中已存在的方法名（超级基类默认方法）重复。