Python进阶 -- 面向对象编程⑤

目录

• ​​类属性和类方法​​

• ​​01. 类的结构​​

• ​​1.1 术语 —— 实例​​
• ​​1.2 类是一个特殊的对象​​

• ​​02. 类属性和实例属性​​

• ​​2.1 概念和使用​​
• ​​2.2 属性的获取机制​​

• ​​03. 类方法和静态方法​​

• ​​3.1 类方法​​
• ​​3.2 静态方法​​
• ​​3.3 方法综合案例​​

• ​​案例小结​​

类属性和类方法

01. 类的结构

1.1 术语 —— 实例

1. 使用面相对象开发，第 1 步是设计类
2. 使用类名()创建对象，创建对象的动作有两步：

1. 在内存中为对象分配空间
2. 调用初始化方法​​__init__​​ 为对象初始化

3. 对象创建后，内存中就有了一个对象的实实在在的存在 ——实例

因此，通常也会把：

1. 创建出来的对象叫做类的实例
2. 创建对象的动作叫做实例化
3. 对象的属性叫做实例属性
4. 对象调用的方法叫做实例方法

在程序执行时：

1. 对象各自拥有自己的实例属性
2. 调用对象方法，可以通过​​self.​​

• 访问自己的属性
• 调用自己的方法

结论

• 每一个对象都有自己独立的内存空间，保存各自不同的属性
• 多个对象的方法，在内存中只有一份，在调用方法时，需要把对象的引用传递到方法内部

1.2 类是一个特殊的对象

​​Python​​ 中 一切皆对象：

• ​​class AAA:​​ 定义的类属于类对象
• ​​obj1 = AAA()​​ 属于实例对象

• 在程序运行时，类同样会被加载到内存
• 在​​Python​​ 中，类是一个特殊的对象 ——类对象
• 在程序运行时，类对象在内存中只有一份，使用一个类可以创建出很多个对象实例
• 除了封装实例的属性和方法外，类对象还可以拥有自己的属性和方法

1. 类属性
2. 类方法

• 通过类名.的方式可以访问类的属性或者调用类的方法

02. 类属性和实例属性

2.1 概念和使用

• 类属性就是给类对象中定义的属性
• 通常用来记录与这个类相关的特征
• 类属性不会用于记录具体对象的特征

示例需求

• 定义一个工具类
• 每件工具都有自己的​​name​​
• 需求—— 知道使用这个类，创建了多少个工具对象？

class Tool(object):

    # 使用赋值语句，定义类属性，记录创建工具对象的总数
    count = 0

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

        # 针对类属性做一个计数+1
        Tool.count += 1


# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("铁锹")

# 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count)

2.2 属性的获取机制

• 在​​Python​​ 中属性的获取存在一个向上查找机制

• 因此，要访问类属性有两种方式：

1. 类名.类属性
2. 对象.类属性（不推荐）

注意

• 如果使用​​对象.类属性 = 值​​ 赋值语句，只会给对象添加一个属性，而不会影响到类属性的值

03. 类方法和静态方法

3.1 类方法

• 类属性就是针对类对象定义的属性

• 使用赋值语句在​​class​​ 关键字下方可以定义类属性
• 类属性用于记录与这个类相关的特征

• 类方法就是针对类对象定义的方法

• 在类方法内部可以直接访问类属性或者调用其他的类方法

语法如下

@classmethod
def 类方法名(cls):
    pass

• 类方法需要用修饰器​​@classmethod​​ 来标识，告诉解释器这是一个类方法
• 类方法的第一个参数应该是​​cls​​

• 由哪一个类调用的方法，方法内的​​cls​​ 就是哪一个类的引用
• 这个参数和实例方法的第一个参数是​​self​​ 类似
• 提示使用其他名称也可以，不过习惯使用​​cls​​

3. 通过类名.调用类方法，调用方法时，不需要传递​​cls​​ 参数
4. 在方法内部

• 可以通过​​cls.​​访问类的属性
• 也可以通过​​cls.​​调用其他的类方法

示例需求

• 定义一个工具类
• 每件工具都有自己的​​name​​
• 需求—— 在类封装一个​​show_tool_count​​ 的类方法，输出使用当前这个类，创建的对象个数

@classmethod
def show_tool_count(cls):
    """显示工具对象的总数"""
    print("工具对象的总数 %d" % cls.count)

在类方法内部，可以直接使用 ​​cls​​ 访问 类属性 或者 调用类方法

3.2 静态方法

• 在开发时，如果需要在类 中封装一个方法，这个方法：

• 既不需要访问实例属性或者调用实例方法
• 也不需要访问类属性或者调用类方法

• 这个时候，可以把这个方法封装成一个静态方法

语法如下

@staticmethod
def 静态方法名():
    pass

• 静态方法需要用修饰器​​@staticmethod​​ 来标识，告诉解释器这是一个静态方法
• 通过类名.调用静态方法

class Dog(object):
    
    # 狗对象计数
    dog_count = 0
    
    @staticmethod
    def run():
        
        # 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
        print("狗在跑...")

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

3.3 方法综合案例

需求

1. 设计一个​​Game​​ 类
2. 属性：

• 定义一个类属性​​top_score​​ 记录游戏的历史最高分
• 定义一个实例属性​​player_name​​ 记录当前游戏的玩家姓名

3. 方法：

• 静态方法​​show_help​​ 显示游戏帮助信息
• 类方法​​show_top_score​​ 显示历史最高分
• 实例方法​​start_game​​ 开始当前玩家的游戏

4. 主程序步骤

1. 查看帮助信息
2. 查看历史最高分
3. 创建游戏对象，开始游戏

案例小结

1. 实例方法—— 方法内部需要访问实例属性

• 实例方法内部可以使用类名.访问类属性

2. 类方法—— 方法内部只需要访问类属性
3. 静态方法—— 方法内部，不需要访问实例属性和类属性

提问

如果方法内部 即需要访问 实例属性，又需要访问 类属性，应该定义成什么方法？

答案

• 应该定义实例方法
• 因为，类只有一个，在实例方法内部可以使用类名.访问类属性

class Game(object):

    # 游戏最高分，类属性
    top_score = 0

    @staticmethod
    def show_help():
        print("帮助信息：让僵尸走进房间")
        
    @classmethod
    def show_top_score(cls):
        print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)

    def __init__(self, player_name):
        self.player_name = player_name

    def start_game(self):
        print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
        
        # 使用类名.修改历史最高分
        Game.top_score = 999

# 1. 查看游戏帮助
Game.show_help()

# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score()

# 3. 创建游戏对象，开始游戏
game = Game("小明")

game.start_game()

# 4. 游戏结束，查看游戏最高分
Game.show_top_score()