简明python教程 --C++程序员的视角(五):面向对象的编程


面向对象的编程


在大多数时候你可以使用过程性编程,但是有些时候当你想要编写大型程序或是寻求一个更加合适的解决方案的时候,你就得使用面向对象的编程技术。

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  • 对象可以使用普通的属于对象的变量存储数据。属于一个对象或类的变量被称为
    域有两种类型——属于每个实例/类的对象或属于类本身。它们分别被称为实例变量类变量
  • 对象也可以使用属于类的函数来具有功能。这样的函数被称为类的方法

这些术语帮助我们把它们与孤立的函数和变量区分开来。域和方法可以合称为类的属性。类使用class关键字创建。类的域和方法被列在一个缩进块中。

 

self


类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称,但是在调用这个方法的时候你为这个参数赋值,Python会提供这个值。这个特别的变量指对象本身,按照惯例它的名称是self

虽然你可以给这个参数任何名称,但是 强烈建议 你使用self这个名称——其他名称都是不赞成你使用的。使用一个标准的名称有很多优点——你的程序读者可以迅速识别它,如果使用self的话,还有些IDE(集成开发环境)也可以帮助你。

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假如你有一个类称为MyClass和这个类的一个实例MyObject。当你调用这个对象的方法MyObject.method(arg1, arg2)的时候,这会由Python自动转为MyClass.method(MyObject, arg1, arg2)——这就是self的原理了。

这也意味着如果你有一个不需要参数的方法,你还是得给这个方法定义一个self参数。

 


我们使用class语句后跟类名,创建了一个新的类。这后面跟着一个缩进的语句块形成类体。在这个例子中,我们使用了一个空白块,它由pass语句表示。

接下来,我们使用类名后跟一对圆括号来创建一个对象/实例。(我们将在下面的章节中学习更多的如何创建实例的方法)。

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为了验证,我们简单地打印了这个变量的类型。它告诉我们我们已经在__main__模块中有了一个Person类的实例。可以注意到存储对象的计算机内存地址也打印了出来。这个地址在你的计算机上会是另外一个值,因为Python可以在任何空位存储对象。

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对象的方法


我们已经讨论了类/对象可以拥有像函数一样的方法,这些方法与函数的区别只是一个额外的self变量。现在我们来学习一个例子,sayHi方法没有任何参数,但仍然在函数定义时有self

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__init__方法


在Python的类中有很多方法的名字有特殊的重要意义。现在我们将学习__init__方法的意义。

__init__方法在类的一个对象被建立时,马上运行。这个方法可以用来对你的对象做一些你希望的 初始化。注意,这个名称的开始和结尾都是双下划线。

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这里,我们把__init__方法定义为取一个参数name(以及普通的参数self)。在这个__init__里,我们只是创建一个新的域,也称为name。注意它们是两个不同的变量,尽管它们有相同的名字。点号使我们能够区分它们。

最重要的是,我们没有专门调用__init__方法,只是在创建一个类的新实例的时候,把参数包括在圆括号内跟在类名后面,从而传递给__init__方法。这是这种方法的重要之处。

现在,我们能够在我们的方法中使用self.name域。这在sayHi方法中得到了验证。

 

类与对象的变量


类与对象的数据部分,事实上,只是与类和对象的名称空间 绑定 的普通变量,即这些名称只在这些类与对象的前提下有效。有两种类型的 ——类的变量和对象的变量。

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image这是一个很长的例子,但是它有助于说明类与对象的变量的本质。这里,population属于Person类,因此是一个类的变量。name变量属于对象(它使用self赋值)因此是对象的变量。

观察可以发现__init__方法用一个名字来初始化Person实例。在这个方法中,我们让population增加1,这是因为我们增加了一个人。同样可以发现,self.name的值根据每个对象指定,这表明了它作为对象的变量的本质。

记住,你只能使用self变量来参考同一个对象的变量和方法。这被称为 属性参考

在这个程序中,我们还看到docstring对于类和方法同样有用。我们可以在运行时使用Person.__doc__Person.sayHi.__doc__来分别访问类与方法的文档字符串。

就如同__init__方法一样,还有一个特殊的方法__del__,它在对象消逝的时候被调用。对象消逝即对象不再被使用,它所占用的内存将返回给系统作它用。在这个方法里面,我们只是简单地把Person.population1

当对象不再被使用时,__del__方法运行,但是很难保证这个方法究竟在 什么时候 运行。如果你想要指明它的运行,你就得使用del语句,就如同我们在以前的例子中使用的那样。

 

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继承


面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过 继承 机制。继承完全可以理解成类之间的 类型和子类型关系。

继承有很多优点。

  • 如果我们增加/改变了SchoolMember中的任何功能,它会自动地反映到子类型之中。例如,你要为教师和学生都增加一个新的身份证域,那么你只需简单地把它加到SchoolMember类中。然而,在一个子类型之中做的改动不会影响到别的子类型。
  • 另外一个优点是你可以把教师和学生对象都作为SchoolMember对象来使用,这在某些场合特别有用,比如统计学校成员的人数。一个子类型在任何需要父类型的场合可以被替换成父类型,即对象可以被视作是父类的实例,这种现象被称为多态现象

另外,我们会发现在 重用父类的代码的时候,我们无需在不同的类中重复它。而如果我们使用独立的类的话,我们就不得不这么做了。

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为了使用继承,我们把基本类的名称作为一个元组跟在定义类时的类名称之后

然后,我们注意到基本类的__init__方法专门使用self变量调用,这样我们就可以初始化对象的基本类部分。这一点十分重要——Python不会自动调用基本类的constructor,你得亲自专门调用它。

我们还观察到我们在方法调用之前加上类名称前缀,然后把self变量及其他参数传递给它。

注意,在我们使用SchoolMember类的tell方法的时候,我们把TeacherStudent的实例仅仅作为SchoolMember的实例。

另外,在这个例子中,我们调用了子类型的tell方法,而不是SchoolMember类的tell方法。可以这样来理解,Python总是首先查找对应类型的方法,在这个例子中就是如此。如果它不能在导出类中找到对应的方法,它才开始到基本类中逐个查找。

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一个术语的注释——如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作 多重继承

Python是一个高度面向对象的语言,理解这些概念会在将来有助于你进一步深入学习Python。

posted on 2012-03-26 03:00  小唯THU  阅读(579)  评论(0编辑  收藏

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