Python学习之面向对象

面向对象

面向对象编程（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。

面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合，而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。

在Python中，所有数据类型都可以视为对象，当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类（Class）的概念。

面向对象的设计思想是抽象出Class，根据Class创建Instance

面向对象的特征：封装、继承、多态

学习面向对象，先了解一些技术名词。

 类和实例

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），类是抽象的模板，比如Student类，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。

class Student(object):
    name = "小红"

    def f(self):
        return "这是类里面的一个方法"


# 类实例化
student = Student()

# 访问类的属性和方法
print(student.name)  # 小红
print(student.f())  # 这是类里面的一个方法

通过class关键字定义类，类名通常是大写字母开头，(object)是表示该类是从哪个类继承下来的。如果没有合适的继承的类，object是所有的类都会继承的类。

由于类具有模板的作用，我们可以把一些属性强制绑定，通过__init__方法来实现。__init__相当于构造方法。

class Student(object):
    # name = "小红"
    # score = 100

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def f(self):
        return "这是类里面的一个方法"


# 类实例化
student = Student("小红", 99)

# 访问类的属性和方法
print(student.name)  # 小红
print(student.score)  # 99
print(student.f())  # 这是类里面的一个方法

__init__方法的第一个参数永远是self，表示创建的实例本身，可以把各种属性绑定到self。

有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数，必须传入和__init__方法匹配的参数，但self不需要传，解释器会自己把实例传进去。

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，除此之外，方法的参数和函数一样。

数据封装

面向对象的特征之一：封装。

上述Student类有两个数据，name和score，要访问这些数据，没有必要从外面的函数去访问，可以直接在Student类的内部定义访问数据的方法，这样，就把“数据”给封装起来了。

class Student(object):
    # name = "小红"
    # score = 100

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    # def f(self):
    #     return "这是类里面的一个方法"

    def get_score(self):
        if self.score >= 95:
            print("%s的成绩是优秀" % self.name)
        elif self.score >= 80:
            print("%s的成绩是良好" % self.name)
        elif self.score >= 60:
            print("%s的成绩是及格" % self.name)
        else:
            print("%s的成绩不及格" % self.name)


# 类实例化
student = Student("小红", 59)
student.get_score()　　# 小红的成绩不及格

get_score()方法封装了具体的数据实现，我们直接通过实例变量调用方法就行，不需要知道具体的实现细节。

实例属性和类属性

给实例绑定属性的方法是通过实例变量，或者通过self变量。

直接在class中定义的属性是类属性，归类所有，类的所有实例都可以访问到。

class Student(object):
    age = 19

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score


    def get_score(self):
        if self.score >= 95:
            print("%s的成绩是优秀" % self.name)
        elif self.score >= 80:
            print("%s的成绩是良好" % self.name)
        elif self.score >= 60:
            print("%s的成绩是及格" % self.name)
        else:
            print("%s的成绩不及格" % self.name)


# 类实例化
student = Student("小红", 59)
print(student.age)

age就是类属性。

千万不要对实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性，但是当你删除实例属性后，再使用相同的名称，访问到的将是类属性。

访问限制

在Java中，可以通过关键字public，private，protect修饰来进行访问权限控制，那么python呢?

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(prinvate)，只有内部可以访问，外部不能访问。

class Student(object):
    age = 19

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_score(self):
        if self.__score >= 95:
            print("%s的成绩是优秀" % self.__name)
        elif self.__score >= 80:
            print("%s的成绩是良好" % self.__name)
        elif self.__score >= 60:
            print("%s的成绩是及格" % self.__name)
        else:
            print("%s的成绩不及格" % self.__name)


# 类实例化
student = Student("小红", 59)
print(student.age)
# print(student.name)   # 变量没有加__外部可以访问
student.get_score()

加了__之后，name和score只能内部访问，外部不能访问。

如果外部代码需要修改或者获取name和score的时候，就需要增加set_name和set_score、get_name和get_score方法来实现。

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

    def set_name(self, name):
        self.__name = name

    def set_score(self, score):
        self.__score = score


# 类实例化
student = Student("小红", 99)
# 获取name和score
print(student.get_name())
print(student.get_score())

# 修改name
student.set_name("小明")
# 获取name
print(student.get_name())
# 修改score
student.set_score("88")
# 获取 score
print(student.get_score())

在python中，__xxx__这个变量，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，所以我们不能使用这样的变量名。