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Python进阶 -- 面向对象编程①


目录

  • ​​类和对象​​
  • ​​01. 类和对象的概念​​
  • ​​1.1 类​​
  • ​​1.2 对象​​
  • ​​02. 类和对象的关系​​
  • ​​03. 类的设计​​
  • ​​大驼峰命名法​​
  • ​​3.1 类名的确定​​
  • ​​3.2 属性和方法的确定​​
  • ​​面相对象基础语法​​
  • ​​01. `dir` 内置函数(知道)​​
  • ​​02. 定义简单的类(只包含方法)​​
  • ​​2.1 定义只包含方法的类​​
  • ​​2.2 创建对象​​
  • ​​2.3 第一个面向对象程序​​
  • ​​引用概念的强调​​
  • ​​案例进阶 —— 使用 Cat 类再创建一个对象​​
  • ​​03. 方法中的 `self` 参数​​
  • ​​3.1 案例改造 —— 给对象增加属性​​
  • ​​3.2 使用 `self` 在方法内部输出每一只猫的名字​​
  • ​​04. 初始化方法​​
  • ​​4.1 之前代码存在的问题 —— 在类的外部给对象增加属性​​
  • ​​4.2 初始化方法​​
  • ​​4.3 在初始化方法内部定义属性​​
  • ​​4.4 改造初始化方法 —— 初始化的同时设置初始值​​
  • ​​05. 内置方法和属性​​
  • ​​5.1 `__del__` 方法(知道)​​
  • ​​5.2 `__str__` 方法​​

类和对象

01. 类和对象的概念

对象面向对象编程的 两个 核心概念

1.1 类

  • 是对一群具有相同 特征或者行为的事物的一个统称,是抽象的,不能直接使用
  • 特征被称为属性
  • 行为被称为方法
  • 就相当于制造飞机时的图纸,是一个模板,是负责创建对象的

Python进阶 -- 面向对象编程①_初始化方法

1.2 对象

  • 对象由类创建出来的一个具体存在,可以直接使用
  • 哪一个类创建出来的对象,就拥有在哪一个类中定义的:
  • 属性
  • 方法
  • 对象就相当于用图纸制造的飞机

在程序开发中,应该 先有类,再有对象

Python进阶 -- 面向对象编程①_后端_02

02. 类和对象的关系

  • 类是模板对象是根据这个模板创建出来的,应该先有类,再有对象
  • 只有一个,而对象可以有很多个
  • 不同的对象之间属性可能会各不相同
  • 中定义了什么属性和方法对象中就有什么属性和方法,不可能多,也不可能少

03. 类的设计

在使用面相对象开发前,应该首先分析需求,确定一下,程序中需要包含哪些类!

Python进阶 -- 面向对象编程①_创建对象_03

在程序开发中,要设计一个类,通常需要满足一下三个要素:

  1. 类名这类事物的名字,满足大驼峰命名法
  2. 属性这类事物具有什么样的特征
  3. 方法这类事物具有什么样的行为

大驼峰命名法

​CapWords​

  1. 每一个单词的首字母大写
  2. 单词与单词之间没有下划线

3.1 类名的确定

名词提炼法 分析 整个业务流程,出现的 名词,通常就是找到的类

3.2 属性和方法的确定

  • 对象的特征描述,通常可以定义成属性
  • 对象具有的行为(动词),通常可以定义成方法

提示:需求中没有涉及的属性或者方法在设计类时,不需要考虑

面相对象基础语法

01. ​​dir​​ 内置函数(知道)

  • 在​​Python​​ 中对象几乎是无所不在的,我们之前学习的变量数据函数都是对象

在 ​​Python​​ 中可以使用以下两个方法验证:

  1. 标识符/数据后输入一个​​.​​​,然后按下​​TAB​​​ 键,​​iPython​​ 会提示该对象能够调用的方法列表
  2. 使用内置函数​​dir​​ 传入标识符/数据,可以查看对象内的所有属性及方法

提示​__方法名__​​​ 格式的方法是 ​​Python​​ 提供的 内置方法 / 属性,稍后会给大家介绍一些常用的 内置方法 / 属性

序号

方法名

类型

作用

01

​__new__​

方法

创建对象时,会被 自动 调用

02

​__init__​

方法

对象被初始化时,会被 自动 调用

03

​__del__​

方法

对象被从内存中销毁前,会被 自动 调用

04

​__str__​

方法

返回对象的描述信息,​​print​​ 函数输出使用

提示 利用好 ​​dir()​​ 函数,在学习时很多内容就不需要死记硬背了

02. 定义简单的类(只包含方法)

面向对象更大封装,在 一个类中 封装 多个方法,这样 通过这个类创建出来的对象,就可以直接调用这些方法了

2.1 定义只包含方法的类

  • 在​​Python​​ 中要定义一个只包含方法的类,语法格式如下:

class 类名:

def 方法1(self, 参数列表):
pass

def 方法2(self, 参数列表):
pass

  • 方法的定义格式和之前学习过的函数几乎一样
  • 区别在于第一个参数必须是​​self​​​,大家暂时先记住,稍后介绍​​self​

注意:类名 的 命名规则 要符合 大驼峰命名法

2.2 创建对象

  • 当一个类定义完成之后,要使用这个类来创建对象,语法格式如下:

对象变量 = 类名()

2.3 第一个面向对象程序

需求

  • 小猫鱼,小猫

分析

  1. 定义一个猫类​​Cat​
  2. 定义两个方法​​eat​​​ 和​​drink​
  3. 按照需求 —— 不需要定义属性

Python进阶 -- 面向对象编程①_开发语言_04

class Cat:
"""这是一个猫类"""

def eat(self):
print("小猫爱吃鱼")

def drink(self):
print("小猫在喝水")

tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()

引用概念的强调

在面向对象开发中,引用的概念是同样适用的!

  • 在​​Python​​ 中使用类创建对象之后,​​tom​​ 变量中 仍然记录的是对象在内存中的地址
  • 也就是​​tom​​ 变量引用新建的猫对象
  • 使用​​print​​ 输出对象变量,默认情况下,是能够输出这个变量引用的对象由哪一个类创建的对象,以及在内存中的地址十六进制表示

提示:在计算机中,通常使用 十六进制 表示 内存地址

  • 十进制十六进制都是用来表达数字的,只是表示的方式不一样
  • 十进制十六进制的数字之间可以来回转换
  • ​%d​​ 可以以10 进制输出数字
  • ​%x​​ 可以以16 进制输出数字

案例进阶 —— 使用 Cat 类再创建一个对象

lazy_cat = Cat()
lazy_cat.eat()
lazy_cat.drink()

提问:​​tom​​​ 和 ​​lazy_cat​​ 是同一个对象吗?

03. 方法中的 ​​self​​ 参数

3.1 案例改造 —— 给对象增加属性

  • 在​​Python​​ 中,要给对象设置属性,非常的容易,但是不推荐使用
  • 因为:对象属性的封装应该封装在类的内部
  • 只需要在类的外部的代码中直接通过​​.​​ 设置一个属性即可

注意:这种方式虽然简单,但是不推荐使用!

tom.name = "Tom"
...

lazy_cat.name = "大懒猫"

3.2 使用 ​​self​​ 在方法内部输出每一只猫的名字

哪一个对象 调用的方法,方法内的 ​​self​​ 就是 哪一个对象的引用

  • 在类封装的方法内部,​​self​​ 就表示当前调用方法的对象自己
  • 调用方法时,程序员不需要传递​​self​​ 参数
  • 在方法内部
  • 可以通过​​self.​访问对象的属性
  • 也可以通过​​self.​调用其他的对象方法
  • 改造代码如下:

class Cat:

def eat(self):
print("%s 爱吃鱼" % self.name)

tom = Cat()
tom.name = "Tom"
tom.eat()

lazy_cat = Cat()
lazy_cat.name = "大懒猫"
lazy_cat.eat()

Python进阶 -- 面向对象编程①_创建对象_05

  • 类的外部,通过​​变量名.​​ 访问对象的属性和方法
  • 类封装的方法中,通过​​self.​​ 访问对象的属性和方法

04. 初始化方法

4.1 之前代码存在的问题 —— 在类的外部给对象增加属性

  • 将案例代码进行调整,先调用方法 再设置属性,观察一下执行效果

tom = Cat()
tom.drink()
tom.eat()
tom.name = "Tom"
print(tom)

  • 程序执行报错如下:

AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'name'
属性错误:'Cat' 对象没有 'name' 属性

提示

  • 在日常开发中,不推荐在类的外部给对象增加属性
  • 如果在运行时,没有找到属性,程序会报错
  • 对象应该包含有哪些属性,应该封装在类的内部

4.2 初始化方法

  • 当使用​​类名()​​ 创建对象时,会自动执行以下操作:
  1. 为对象在内存中分配空间—— 创建对象
  2. 为对象的属性设置初始值—— 初始化方法(​​init​​)
  • 这个初始化方法就是​​__init__​​​ 方法,​​__init__​​ 是对象的内置方法

​__init__​​ 方法是 专门 用来定义一个类 具有哪些属性的方法

在 ​​Cat​​​ 中增加 ​​__init__​​ 方法,验证该方法在创建对象时会被自动调用

class Cat:
"""这是一个猫类"""

def __init__(self):
print("初始化方法")

4.3 在初始化方法内部定义属性

  • 在​​__init__​​​ 方法内部使用​​self.属性名 = 属性的初始值​​ 就可以定义属性
  • 定义属性之后,再使用​​Cat​​ 类创建的对象,都会拥有该属性

class Cat:

def __init__(self):

print("这是一个初始化方法")

# 定义用 Cat 类创建的猫对象都有一个 name 的属性
self.name = "Tom"

def eat(self):
print("%s 爱吃鱼" % self.name)

# 使用类名()创建对象的时候,会自动调用初始化方法 __init__
tom = Cat()

tom.eat()

4.4 改造初始化方法 —— 初始化的同时设置初始值

  • 在开发中,如果希望在创建对象的同时,就设置对象的属性,可以对​​__init__​​ 方法进行改造
  1. 把希望设置的属性值,定义成​​__init__​​ 方法的参数
  2. 在方法内部使用​​self.属性 = 形参​​ 接收外部传递的参数
  3. 在创建对象时,使用​​类名(属性1, 属性2...)​​ 调用

class Cat:

def __init__(self, name):
print("初始化方法 %s" % name)
self.name = name
...

tom = Cat("Tom")
...

lazy_cat = Cat("大懒猫")
...

05. 内置方法和属性

序号

方法名

类型

作用

01

​__del__​

方法

对象被从内存中销毁前,会被 自动 调用

02

​__str__​

方法

返回对象的描述信息,​​print​​ 函数输出使用

5.1 ​​__del__​​ 方法(知道)

  • 在​​Python​​ 中
  • 当使用​​类名()​​ 创建对象时,为对象分配完空间后,自动调用​​__init__​​ 方法
  • 当一个对象被从内存中销毁前,会自动调用​​__del__​​ 方法
  • 应用场景
  • ​__init__​​ 改造初始化方法,可以让创建对象更加灵活
  • ​__del__​​​ 如果希望在对象被销毁前,再做一些事情,可以考虑一下​​__del__​​ 方法
  • 生命周期
  • 一个对象从调用​​类名()​​ 创建,生命周期开始
  • 一个对象的​​__del__​​ 方法一旦被调用,生命周期结束
  • 在对象的生命周期内,可以访问对象属性,或者让对象调用方法

class Cat:

def __init__(self, new_name):

self.name = new_name

print("%s 来了" % self.name)

def __del__(self):

print("%s 去了" % self.name)

# tom 是一个全局变量
tom = Cat("Tom")
print(tom.name)

# del 关键字可以删除一个对象
del tom

print("-" * 50)

5.2 ​​__str__​​ 方法

  • 在​​Python​​​ 中,使用​​print​​ 输出对象变量,默认情况下,会输出这个变量引用的对象由哪一个类创建的对象,以及在内存中的地址十六进制表示
  • 如果在开发中,希望使用​​print​​ 输出对象变量时,能够打印自定义的内容,就可以利用​​__str__​​ 这个内置方法了

注意:​​__str__​​ 方法必须返回一个字符串

class Cat:

def __init__(self, new_name):

self.name = new_name

print("%s 来了" % self.name)

def __del__(self):

print("%s 去了" % self.name)

def __str__(self):
return "我是小猫:%s" % self.name

tom = Cat("Tom")
print(tom)

相当于java中一个类的toString()方法


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