Python 类和实例

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类是实例的模板，实例是依据类建立的对象。类和实例是面向对象编程最重要的两个概念。

根据同一个类建立的实例（或对象）具有相同的方法，但是他们各自可以有不同的数据。

类

类是对同一种事物的抽象（即一种事物所具有的相同部分），在 python 中使用关键字 class 来定义一个类，下面是一个最简单的类的定义

class Person:
    pass

以上代定义了一个空的类，该类不存在任何的属性和方法。从属于类的变量我们称之为类的属性，从属于类的函数我们称之为类的方法。

属性

属性有两种类型，从属于某一个类本身或从属于摸一个类的实例。从属于类的示例的我们称之为示例属性，从属于类本身的我们称之为类属性。

通过实例变量或 self 关键字可以给实例绑定属性

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
person = Person('Bob')
person.age = 31

print(person.name)
print(person.age)
print(Person.name)
print(Person.age)

以上代码执行结果如下

Bob
31
Traceback (most recent call last):
  File "class.py", line 13, in <module>
    print(Person.name)
AttributeError: type object 'Person' has no attribute 'name'

以上代码使用实例 person 和 self 分别定义了属性 age 和 name，在访问属性时通过实例 person 可正常获取 age 和 name 的值，但是当使用类 Person 来访问属性 age 和 name 是 python 提示 type object 'Person' has no attribute 'name'，即类 Person 不存在属性 name。

如果类 Person本身需要一个属性，可以直接在类中定义，它属于 Person 类本身，所有通过 Person 实例化的示例均可访问该属性。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    name = 'Person'
    
    def __init__(self, age):
        self.age = age

person1 = Person(23)
person2 = Person(33)
print(Person.name)
print(person1.name)
print(person1.age)
print(person2.name)
print(person2.age)

以上代码执行结果如下

Person
Person
23
Person
33

通过以上代码可以看出属性 name 直接在类中进行定义，不仅类 Person 可访问该属性，Person 的实例 person1 和 person2 同样可以访问该属性。

示例属性仅在该示例内可以使用。类属性不仅类可使用，通过该类实例化的实例同样可使用。

既然类的属性在类的实例中可使用，那么实例属性和类属性相同此时会发生什么呢，让我们来看以下代码。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    name = 'Person'
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

person = Person('Bob', 33)
print(person.name)
print(person.age)
print(Person.name)

以上代码运行结果如下

Bob
33
Person

通过以上代码可以看出，当类属性和实例属性相同时，实例属性并不会覆盖类属性的值，通过实例访问时获取的是实例属性，通过类访问时获取到的是类属性。

在编写代码时要尽量避免出现类属性和实例属性相同的情况，因为此时实例属性会覆盖类属性，可能会得到与预期不同的结果。

在以上我们看到的代码中类或示例的属性对所有人都是可见，事实上使用类的初衷是隐藏内部的数据，通过方法来操作数据，从目前来说这与我们的初衷相悖。那么如果要隐藏内部属性该怎么做呢？我们可以在属性的名称前加上两个下划线，在 Python 中，实例的变量名如果以 __ 开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问。我们将以上代码修改如下：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age
        
    def print_age():
        print("%s age is %s" % (self.name, self.age))

person = Person('Bob', 33)
person.print_age()
print(person.__age)

以上代码运行结果如下

Bob age is 33
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 14, in <module>
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__age'

如上所示类的属性不能直接访问，这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态，这样通过访问限制的保护，代码更加健壮。但是如果想要获取或修改内部属性改怎么处理，我们可以通过增加 get 和 set 方法来实现。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age
        
    def print_age():
        print("%s age is %s" % (self.name, self.age))
        
    def get_name():
        return self.__name
    
    def get_age():
        return self.__age
        
    def set_name(name):
        self.__name = name
    
    def set_age(age):
        self.__age = age

person = Person('Bob', 33)
person.print_age()
print(person,get_age())
person.set_age(34)
print(person,get_age())

以上代码运行结果如下

Bob age is 33
33
34

方法

类的方法既类中的函数，和普通函数不同的是类的方法第一个参数是 self，但是在调用该方法时不需要传入 self。除此之外，类的方法和普通函数没有什么区别，因此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。

方法中的 self 是必须的，即使没有其它参数也必须有 self 参数。

在前面的代码中总是看到 __init__ 方法，__init__ 方法是类的一个特殊方法，它有一个名字叫初始化函数，它在类被实例化时立即运行，它可以对任何你需要操作的目标对象进行初始化操作。就像前面的示例中所使用的，你不必显式调用该函数，在类的实例化过程中 python 会自动调用该函数。

需要注意的是在 __init__ 方法前后分别有两个下划线。