Python學習記錄——10.面向對象編程

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1.面向對象前導

Python從設計之初就已經是一門面向對象的語言，正因爲如此，在Python中創建一個類和對象是很容易的。

接下來先來簡單的瞭解下面向對象的一些基本特徵。

類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
類變量：類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作爲實例變量使用。
數據成員：類變量或者實例變量用於處理類及其實例對象的相關的數據。
方法重載：如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求，可以對其進行改寫，這個過程叫方法的覆蓋（override），也稱爲方法的重載。
實例變量：定義在方法中的變量，只作用於當前實例的類。
繼承：即一個派生類（derived class）繼承基類（base class）的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作爲一個基類對象對待。例如，有這樣一個設計：一個Dog類型的對象派生自Animal類，這是模擬"是一個（is-a）"關係（例圖，Dog是一個Animal）。
實例化：創建一個類的實例，類的具體對象。
方法：類中定義的函數。
對象：通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員（類變量和實例變量）和方法。

2.類的創建

創建類

使用class語句來創建一個新類，class之後爲類的名稱並以冒號結尾，如下實例:

class ClassName:
   '類的幫助信息'   #類文檔字符串
   class_suite  #類體

類的幫助信息可以通過ClassName.__doc__查看。

class_suite 由類成員，方法，數據屬性組成。

創建類的實例

以下是一個簡單的Python類實例:

#coding=utf-8
class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

empCount變量是一個類變量，它的值將在這個類的所有實例之間共享。你可以在內部類或外部類使用Employee.empCount訪問。
第一種方法__init__()方法是一種特殊的方法，被稱爲類的構造函數或初始化方法，當創建了這個類的實例時就會調用該方法
self代表類的實例，self 在定義類的方法時是必須有的，雖然在調用時不必傳入相應的參數。

self代表類的實例，而非類

類的方法與普通的函數只有一個特別的區別——它們必須有一個額外的第一個參數名稱, 按照慣例它的名稱是 self。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
 
t = Test()
t.prt()

以上實例執行結果爲：

<__main__.Test instance at 0x10d066878>
__main__.Test

從執行結果可以很明顯的看出，self代表的是類的實例，代表當前對象的地址，而self.class則指向類。

創建實例對象

要創建一個類的實例，可以使用類的名稱，並通過__init__方法接受參數。

"創建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

訪問屬性

可以使用點(.)來訪問對象的屬性。使用如下類的名稱訪問類變量:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

完整實例

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"創建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

輸出結果：

Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

可以添加，刪除，修改類的屬性，如下所示：

emp1.age = 7  # 添加一個 'age' 屬性
emp1.age = 8  # 修改 'age' 屬性
del emp1.age  # 刪除 'age' 屬性

你也可以使用以下函數的方式來訪問屬性：

getattr(obj, name[, default]) : 訪問對象的屬性。
hasattr(obj,name) : 檢查是否存在一個屬性。
setattr(obj,name,value) : 設置一個屬性。如果屬性不存在，會創建一個新屬性。
delattr(obj, name) : 刪除屬性。

hasattr(emp1, 'age')    # 如果存在 'age' 屬性返回 True。
getattr(emp1, 'age')    # 返回 'age' 屬性的值
setattr(emp1, 'age', 8) # 添加屬性 'age' 值爲 8
delattr(empl, 'age')    # 刪除屬性 'age'

內置類屬性

dict : 類的屬性（包含一個字典，由類的數據屬性組成）
doc :類的文檔字符串
name: 類名
module: 類定義所在的模塊（類的全名是’main.className’，如果類位於一個導入模塊mymod中，那麼className.module 等於 mymod）
bases : 類的所有父類構成元素（包含了以個由所有父類組成的元組）

實例如下：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

輸出結果：

Employee.__doc__: 所有員工的基類
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

3.類的繼承

繼承

面向對象的編程帶來的主要好處之一是代碼的重用，實現這種重用的方法之一是通過繼承機制。繼承完全可以理解成類之間的類型和子類型關係。

需要注意的地方：繼承語法 class 派生類名（基類名）：//… 基類名寫作括號裏，基本類是在類定義的時候，在元組之中指明的。

在python中繼承中的一些特點：

1：在繼承中基類的構造（init()方法）不會被自動調用，它需要在其派生類的構造中親自專門調用。
2：在調用基類的方法時，需要加上基類的類名前綴，且需要帶上self參數變量。區別於在類中調用普通函數時並不需要帶上self參數
3：Python總是首先查找對應類型的方法，如果它不能在派生類中找到對應的方法，它纔開始到基類中逐個查找。（先在本類中查找調用的方法，找不到纔去基類中找）。

如果在繼承元組中列了一個以上的類，那麼它就被稱作"多重繼承" 。

語法：

派生類的聲明，與它們的父類類似，繼承的基類列表跟在類名之後，如下所示：

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
   'Optional class documentation string'
   class_suite

實例如下：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Parent:        # 定義父類
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "調用父類構造函數"

   def parentMethod(self):
      print '調用父類方法'

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "父類屬性 :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # 定義子類
   def __init__(self):
      print "調用子類構造方法"

   def childMethod(self):
      print '調用子類方法 child method'

c = Child()          # 實例化子類
c.childMethod()      # 調用子類的方法
c.parentMethod()     # 調用父類方法
c.setAttr(200)       # 再次調用父類的方法
c.getAttr()          # 再次調用父類的方法

輸出結果：

調用子類構造方法
調用子類方法 child method
調用父類方法
父類屬性 : 200

還可以繼承多個類，實例如下：

class A:        # 定義類 A
.....

class B:         # 定義類 B
.....

class C(A, B):   # 繼承類 A 和 B
.....

可以使用issubclass()或者isinstance()方法來檢測。

issubclass() ：布爾函數判斷一個類是另一個類的子類或者子孫類，語法：issubclass(sub,sup)
isinstance(obj, Class)：布爾函數如果obj是Class類的實例對象或者是一個Class子類的實例對象則返回true

方法重寫

如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求，你可以在子類重寫你父類的方法：

實例如下：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class Parent:        # 定義父類
   def myMethod(self):
      print '調用父類方法'

class Child(Parent): # 定義子類
   def myMethod(self):
      print '調用子類方法'

c = Child()          # 子類實例
c.myMethod()         # 子類調用重寫方法

輸出結果：

調用子類方法

方法重載

下表列出了一些通用的功能，可以在自己的類重載：

序號	方法, 描述 & 簡單的調用
1	**init ( self [,args…] )*構造函數簡單的調用方法: obj = className(args)*
2	del( self ) 析構方法, 刪除一個對象簡單的調用方法 : del obj
3	repr( self ) 轉化爲供解釋器讀取的形式簡單的調用方法 : repr(obj)
4	str( self ) 用於將值轉化爲適於人閱讀的形式簡單的調用方法 : str(obj)
5	cmp ( self, x ) 對象比較簡單的調用方法 : cmp(obj, x)

運算符重載

Python同樣支持運算符重載，實例如下：

#!/usr/bin/python

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2

輸出結果：

Vector(7,8)

4.類屬性與方法

類的私有屬性： __private_attrs：兩個下劃線開頭，聲明該屬性爲私有，不能在類地外部被使用或直接訪問。在類內部的方法中使用時 self.__private_attrs。
類的方法：在類的內部，使用def關鍵字可以爲類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數self,且爲第一個參數
類的私有方法： __private_method：兩個下劃線開頭，聲明該方法爲私有方法，不能在類地外部調用。在類的內部調用 self.__private_methods

實例如下：

#coding=utf-8
#!/usr/bin/python

class JustCounter:
	__secretCount = 0  # 私有變量
	publicCount = 0    # 公開變量

	def count(self):
		self.__secretCount += 1
		self.publicCount += 1
		print self.__secretCount

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print counter.__secretCount  # 報錯，實例不能訪問私有變量

輸出結果：

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 17, in <module>
    print counter.__secretCount  # 報錯，實例不能訪問私有變量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python不允許實例化的類訪問私有數據，但你可以使用 object._className__attrName 訪問屬性，將如下代碼替換以上代碼的最後一行代碼：

.........................
print counter._JustCounter__secretCount

執行以上代碼，執行結果如下：

單下劃線、雙下劃線、頭尾雙下劃線說明

foo: 定義的是特殊方法，一般是系統定義名字，類似 init() 之類的。
_foo: 以單下劃線開頭的表示的是 protected 類型的變量，即保護類型只能允許其本身與子類進行訪問，不能用於 from module import *
__foo: 雙下劃線的表示的是私有類型(private)的變量, 只能是允許這個類本身進行訪問了。

Python學習記錄——10.面向對象編程

文章目錄

1.面向對象前導

2.類的創建

3.類的繼承

4.類屬性與方法

Python爬蟲學習記錄——9.爬蟲工程化及Scrapy框架初窺

Python爬蟲學習記錄——11.Scrapy選擇器的用法

Python爬蟲學習記錄——10.Scrapy安裝及基本使用

Python爬蟲學習記錄——8.使用自動化神器Selenium爬取動態網頁

Python爬蟲學習記錄——5.使用pandas保存豆瓣短評數據

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