类
熟悉面向对象编程(Object Oriented Programming)
的同学都知道类是OOP
中必不可少的元素,下面我们来了解下Python
中是如何定义和运用类的呢,如下:
class Student(object):
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
def print_score(self):
print('%s:%s' % (self.name,self,score))
bart = Student('Bart Simpson' , 59)
lisa = Student('Lisa Simpson' , 87)
bart.print_score()
lisa.print_score()
封装
、继承
和多态
是面向对象的三大特性。
实例
类(Class)
和实例(Instance)
是面向对象的重要概念,类
是抽象的模板,比如Student
类,而实列是根据类创建出来的一个个具体的对象
,每个对象有相同的方法但各自的数据可能不同。
class Student(object):
pass
class
后面紧接着的是类名,类名通常是首字母大写
,紧接着是(object)
,表示该类从哪个类继承
而来,如果没有合适的继承则使用object
类。
类
在实例化后,依然可以绑定新的属性
,这点与C++等静态语言不同,如下:
>>>bart = Student()
>>>bart.age = 17
类起到的是模板作用,所以定义模板(类)时,我们在模板中通过__init__()
定义一些必须的属性。
在__init__
方法的第一个参数是self
,表示实例本身,通过向self
绑定属性
来实现向实例
绑定属性。
有了__init__
方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与__init__
方法匹配的参数,但self
不需要传,Python
解释器自己会把实例变量传进去。
和普通的函数相比,在类
中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量self
,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以用默认参数
、可变参数
、关键字参数
和命名关键字
参数。
访问控制
在python中以两个下划线__开头的属性或方法为私用的(private
)。需要注意的是,在Python中,变量名类似__xxx__的,也就是以双下划线开头,并且以双下划线结尾的,是特殊变量,特殊变量是可以直接访问的,不是private变量,所以,不能用__name__、__score__这样的变量名。
单下划线的属性外部可以访问,但是约定俗成的规定是,可以把他当作是私有变量,不要随意访问
。
其实双下划线__变量也可以被访问,Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name。
最后注意下这种错误写法:
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.get_name()
'Bart Simpson'
>>> bart.__name = 'New Name' # 设置__name变量!
>>> bart.__name
'New Name'
表面上看,外部代码“成功”地设置了__name
变量,但实际上这个__name
变量和class
内部的__name
变量不是一个变量!内部的__name
变量已经被Python
解释器自动改成了_Student__name
,而外部代码给bart
新增了一个__name
变量。
继承和多态
Python
的继承和多态与其他面向对象编程语言没大区别,此处不再赘述,详细了解可见廖雪峰官方网站。
下面记录下Python
自有的语言特性:
当我们定义一个class的时候,我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python
自带的数据类型,比如str
、list
、dict
没什么两样:
a = list() # a是list类型
b = Animal() # b是Animal类型
c = Dog() # c是Dog类型
判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断:
>>> isinstance(a, list)
True
>>> isinstance(b, Animal)
True
>>> isinstance(c, Dog)
True
>>> isinstance(c, Animal)#此时也会返回True
True
获取对象信息
使用type()
函数判断对象类型:
>>> type(123)
<class 'int'>
>>> type('str')
<class 'str'>
>>> type(None)
<type(None) 'NoneType'>
#如果一个变量指向函数或者类,也可以用type()判断:
>>> type(abs)
<class 'builtin_function_or_method'>
>>> type(a)
<class '__main__.Animal'>
type()
返回的是对应的Class
类型,如果我们要在if
语句中判断,就需要比较两个变量的type
类型是否相同:
>>> type(123)==type(456)
True
>>> type(123)==int
True
>>> type('abc')==type('123')
True
>>> type('abc')==str
True
>>> type('abc')==type(123)
False
也可以判断具体的类型:
>>> import types
>>> def fn():
... pass
...
>>> type(fn)==types.FunctionType
True
>>> type(abs)==types.BuiltinFunctionType
True
>>> type(lambda x: x)==types.LambdaType
True
>>> type((x for x in range(10)))==types.GeneratorType
True
isinstance
可以判断一个变量是否是某些类型中的一种,比如下面的代码就可以判断是否是list
或者tuple
:
>>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
True
>>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
True
dir()方法
dir()
函数可以获取一个对象的所有属性和方法,它返回的是一个包含字符串的list
,比如:
>>> dir('ABC')
['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']
类似__xxx__
的属性和方法在Python
中都是有特殊用途的,比如__len__
方法返回长度。在Python中,如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度,实际上,在len()函数内部,它自动去调用该对象的__len__()
方法,所以,下面的代码是等价的:
>>> len('ABC')
3
>>> 'ABC'.__len__()
3
我们自己写的类,如果也想用len(myObj)
的话,就自己写一个__len__()
方法:
>>> class MyDog(object):
... def __len__(self):
... return 100
...
>>> dog = MyDog()
>>> len(dog)
100
剩下的都是普通属性或方法,比如lower()
返回小写的字符串:
>>> 'ABC'.lower()
'abc'
仅仅把属性和方法列出来是不够的,配合getattr()
、setattr()
以及hasattr()
,我们可以直接操作一个对象的状态:
>>> class MyObject(object):
... def __init__(self):
... self.x = 9
... def power(self):
... return self.x * self.x
...
>>> obj = MyObject()
>>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗?
True
>>> obj.x
9
>>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗?
False
>>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y'
>>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗?
True
>>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'
19
>>> obj.y # 获取属性'y'
19
如果试图获取不存在的属性,会抛出AttributeError
的错误:
>>> getattr(obj, 'z') # 获取属性'z'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'
可以传入一个default
参数,如果属性不存在,就返回默认值:
>>> getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z',如果不存在,返回默认值404
404
也可以获得对象的方法:
>>> hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗?
True
>>> getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn
>>> fn # fn指向obj.power
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn() # 调用fn()与调用obj.power()是一样的
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一个hasattr()
函数用法的例子:
def readImage(fp):
if hasattr(fp, 'read'):
return readData(fp)
return None
假设我们希望从文件流fp中读取图像,我们首先要判断该fp对象是否存在read
方法,如果存在,则该对象是一个流,如果不存在,则无法读取。hasattr()
就派上了用场。
请注意,在Python
这类动态语言中,有read()
方法,不代表该fp对象就是一个文件流,它也可能是网络流,也可能是内存中的一个字节流,但只要read()
方法返回的是有效的图像数据,就不影响读取图像的功能。
实例属性和类属性
由于Python
是动态语言,根据类创建的实例可以任意绑定属性。
给实例绑定属性的方法是通过实例变量,或者通过self
变量:
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
s = Student('Bob')
s.score = 90
也可以直接在class
中定义属性,这种属性是类属性,归Student
类所有:
class Student(object):
name = 'Student'
详见下面的例子:
>>> class Student(object):
... name = 'Student'
...
>>> s = Student() # 创建实例s
>>> print(s.name) # 打印name属性,因为实例并没有name属性,所以会继续查找class的name属性
Student
>>> print(Student.name) # 打印类的name属性
Student
>>> s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性
>>> print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高,因此,它会屏蔽掉类的name属性
Michael
>>> print(Student.name) # 但是类属性并未消失,用Student.name仍然可以访问
Student
>>> del s.name # 如果删除实例的name属性
>>> print(s.name) # 再次调用s.name,由于实例的name属性没有找到,类的name属性就显示出来了
Student
实例属性
属于各个实例
所有,互不干扰;类属性
属于类
所有,所有实例共享
一个属性;
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