Python 面向对象 - 06 类属性、实例属性、类方法、静态

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目录
一、类的结构
1.1 术语 —— 实例
1.2 类是一个特殊的对象
二、类属性和实例属性
2.1 概念
2.2 属性的获取机制
三、类方法和静态方法
3.1 类方法
3.2 静态方法
四、方法综合案例

一、类的结构

1.1 术语 —— 实例

1. 使用面相对象开发，第 1 步 是设计 类
2. 使用 类名() 创建对象，创建对象 的动作有两步：
   • 1. 在内存中为对象 分配空间
   • 2. 调用初始化方法 __init__ 为 对象初始化
3. 对象创建后，内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例

因此，通常也会把：

1. 创建出来的 对象 叫做 类 的 实例
2. 创建对象的 动作 叫做 实例化
3. 对象的属性 叫做 实例属性
4. 对象调用的方法 叫做 实例方法

在程序执行时：

1. 对象各自拥有自己的 实例属性
2. 调用对象方法，可以通过 self.
   • 访问自己的属性
   • 调用自己的方法

结论

• 每一个对象 都有自己 独立的内存空间，保存各自不同的属性
• 多个对象的方法，在内存中只有一份，在调用方法时，需要把对象的引用 传递到方法内部

1.2 类是一个特殊的对象

Python 中 一切皆对象：

• class AAA: 定义的类属于 类对象
• obj1 = AAA() 属于 实例对象

• 在程序运行时，类 同样 会被加载到内存
• 在 Python 中，类 是一个特殊的对象 —— 类对象
• 在程序运行时，类对象 在内存中 只有一份，使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例
• 除了封装 实例 的 属性 和 方法外，类对象 还可以拥有自己的 属性 和 方法
• 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法
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二、类属性和实例属性

2.1 概念

• 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性
• 通常用来记录 与这个类相关 的特征
• 类属性 不会用于记录 具体对象的特征

示例需求

• 定义一个 工具类
• 每件工具都有自己的 name
• 需求 —— 知道使用这个类，创建了多少个工具对象？

class Tool(object):
    # 使用赋值语句，定义类属性，记录创建工具对象的总数
    count = 0
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        # 针对类属性做一个计数+1
        Tool.count += 1
# 创建工具对象
tool1 = Tool("水桶")
tool2 = Tool("石头")
tool3 = Tool("锤子")
# 打印结果： 现在创建了 3个工具
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count) 

2.2 属性的获取机制

• 在 Python 中 属性的获取 存在一个 向上查找机制
  图片.png
• 因此，要访问类属性有两种方式：
  1. 类名.类属性
  2. 对象.类属性 （不推荐）

注意

• 如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句，只会 给对象添加一个属性，而不会影响到 类属性的值

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三、类方法和静态方法

3.1 类方法

3.1.1 概念

• 类属性 就是针对 类对象 定义的属性
  • 使用 赋值语句 在 class 关键字下方可以定义 类属性
  • 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
• 类方法 就是针对 类对象 定义的方法
  • 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法

3.1.2 语法格式

@classmethod
def 类方法名(cls):
    pass

• 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识，告诉解释器这是一个类方法
• 类方法的 第一个参数 应该是 cls
  • 由 哪一个类 调用的方法，方法内的 cls 就是 哪一个类的引用
  • 这个参数和 实例方法 的第一个参数是 self 类似
  • 提示 使用其他名称也可以，不过习惯使用 cls
• 通过 类名. 调用 类方法，调用方法时，不需要传递 cls 参数
• 在方法内部
  • 可以通过 cls. 访问类的属性
  • 也可以通过 cls. 调用其他的类方法

3.1.3 示例

• 定义一个 Person类
• Person都有自己的 name
• 需求 —— 在 类 封装一个 show_count 的类方法，输出使用当前这个类，创建的对象个数

class Person(object):
    count = 0
    # 类方法
    @classmethod
    def show_count(cls):
        print("数量为%d" % cls.count)
    def __init__(self,name):
        self.name = name
        Person.count += 1

p = Person("zhangsan01")
p1 = Person("zhangsan02")
Person.show_count()

3.2 静态方法

3.2.1 概念

• 在开发时，如果需要在 类 中封装一个方法，这个方法：
  • 既 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
  • 也 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法
• 这个时候，可以把这个方法封装成一个 静态方法

3.2.2 语法格式

@staticmethod
def 静态方法名():
    pass

• 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识，告诉解释器这是一个静态方法
• 通过 类名. 调用 静态方法

3.2.3 示例

class Person(object):
    # 静态方法
    @staticmethod
    def show():
# 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
        print("show")
# 类名.调用静态方法  不需要创建对象
Person.show()

四、方法综合案例

需求

1. 设计一个 Game 类
2. 属性：
   • 定义一个 类属性 top_score 记录游戏的 历史最高分
   • 定义一个 实例属性 player_name 记录 当前游戏的玩家姓名
3. 方法：
   • 静态方法 show_help 显示游戏帮助信息
   • 类方法 show_top_score 显示历史最高分
   • 实例方法 start_game 开始当前玩家的游戏
4. 主程序步骤
   • 1 查看帮助信息
   • 2 查看历史最高分
   • 3 创建游戏对象，开始游戏

class Game(object):
    # 游戏成绩记录，类属性
    top_score = 0
    
    def __init__(self,player_name):
        self.player_name = player_name

    @staticmethod
    def game_help():
        print("游戏帮助，让用户进入游戏")

    @classmethod
    def show_top_score(cls):
        print("历史记录 吃鸡次数 … %d " %(cls.top_score))
    
    def start_game(self):
        print("%s要开始吃鸡了" % (self.player_name))
        # 使用类名.修改吃鸡次数
        Game.top_score = 10

# 1.查看游戏帮助
Game.game_help()

# 2. 查看游戏记录
Game.show_top_score()

# 3. 创建游戏对象，开始游戏
zhangsan = Game("张三")
zhangsan.start_game()

# 4. 游戏结束，查看游戏最高分
Game.show_top_score()

案例小结

1. 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性
   • 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
2. 类方法 —— 方法内部 只 需要访问 类属性
3. 静态方法 —— 方法内部，不需要访问 实例属性 和 类属性