Python学习--10 面向对象编程

面向对象编程——Object Oriented Programming，简称OOP，是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

本节对于面向对象的概念不做展开说明。本节主要内容是Python里如何使用面向对象编程。

分下面几部分：
1、类的格式
2、类的实例
3、类的封装
4、继承和多态

类的格式

下面是一个示例：
student.py

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))

通过例子可以发现：
1、类由class开头，类名首字母大写，类名后面的括号表示继承自基类object，所有类都会继承这个类；
2、类的构造方法是__init__，第一个参数是固定的，永远是self,类里面通过self调用属性和方法，不同于JAVA里使用this。

现在来实例化类：

stu = Student('yjc', 22)
print(stu)
print(stu.name)
stu.print_score()

输出：

<__main__.Student object at 0x028811F0>
yjc
yjc: 22

Python里实例化类不用new关键字，而是像使用函数那样即可。调用类里的方法的时候不用传self参数。

类的封装

默认的，我们实例化了类后，可以直接访问对象里的属性，也可以去修改对象里的属性：

stu = Student('yjc', 22)
print(stu.name)
stu.print_score()
stu.name = 'Allen'
stu.print_score()

输出：

yjc
yjc: 22
Allen: 22

如果要让内部属性不被外部访问，可以把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（子类里也不能继承），所以，我们把Student类改一改：

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))


stu = Student('yjc', 22)
print(stu.name)

输出：

Traceback (most recent call last):
  File "/Projects/python/code/class/Student.py", line 12, in <module>
    print(stu.__name)
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'

这时候如果直接访问，就会报错。

继承和多态

在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

继承示例：

class Animal(object):
    def run(self):
        print('runing')
    
class Dog(Animal):
    pass

以上Dog类继承了Animal类，从而获得父类的方法run()：

dog = Dog()
dog.run()

输出：

runing

这里子类虽然没有写run()方法，但由于父类已经拥有，所以可以直接继承过来。

需要注意的是父类的私有变量(__开头的)子类是不能访问，也不能继承的。

再看看类的多态：

class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('Dog is runing')

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('Cat is runing')

def runClass(obj):
    obj.run()

runClass(Animal())
runClass(Dog())
runClass(Cat())

输出：

runing
Dog is runing
Cat is runing

通过例子我们可以看到：
1、子类如果定义了和父类一样的方法，子类的会覆盖父类；
2、方法runClass接收一个Animal类，只要含有run()方法，均可正常运行，原因就在于多态。

类属性和实例属性

由于Python是动态语言，根据类创建的实例可以任意绑定属性。对于上面的Animal类，我们可以动态绑定新的属性：

a = Animal()
a.name = 'lala'

但这个绑定的属性属于实例，不属于类，其它Animal的实例是不能访问的。

在类里直接定义的属性，称为类属性，所有实例均可访问。

获取对象信息

type

最简单的，我们可以使用type()获取对象的类型：

>>> type(1)
<class 'int'>
>>> type('1')
<class 'str'>
>>> type(True)
<class 'bool'>
>>> type(1.2)
<class 'float'>
>>> type(None)
<class 'NoneType'>
>>> type(abs)
<class 'builtin_function_or_method'>
>>> type(lambda x:x*2)
<class 'function'>
>>> type([1,2])
<class 'list'>
>>> type((1,2))
<class 'tuple'>
>>> type({"name":"yjc"})
<class 'dict'>
>>> type((x for x in range(10)))
<class 'generator'>

还可以使用types模块进行判断：

>>> import types
>>> def f():pass
...
>>>
>>> type(f)==types.FunctionType
True
>>> type(f)==types.BuiltinFunctionType
False
>>> type(lambda x: x)==types.LambdaType
True
>>> type((x for x in range(10)))==types.GeneratorType
True

isinstance

对于类的继承关系，使用isinstance()会更方便：

class Animal(object):
    def run(self):
        print('runing')

class Dog(Animal):
    pass

dog = Dog()
isinstance(dog, Dog)
isinstance(dog,object)

dir

如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()函数：

>>> import math
>>> dir(math)
['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'hypot', 'isfinite', 'isinf','isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin','sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'trunc']

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。

getattr/setattr/hasattr

getattr()可以获取类的某个属性，setattr()可以设置类的某个属性，getattr()可以判断类是否拥有某个属性：

class Animal(object):
    def __init__(self):
        self.type = 'animal'
        self.area = 'China'

    def run(self):
        print('runing')

class Dog(Animal):
    pass

dog = Dog()

print(hasattr(dog,'type'))
print(hasattr(dog,'run'))
print(hasattr(dog,'name'))

print(getattr(dog,'area'))

# print(getattr(dog,'name'))

setattr(dog, 'name', 'Aia')
print(getattr(dog,'name'))

输出：

True
True
False

China

Aia

使用getattr()尝试获取对象的一个不存在属性会报错。可以通过设置默认值避免：

print(getattr(dog,'city', 'beijing')) #beijing