Python3 面向對象
面向對象技術簡介
- 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。
- 方法：類中定義的函數。
- 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。
- 方法重寫：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），也稱爲方法的重寫。
- 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。
Python中的類提供了面向對象編程的所有基本功能：類的繼承機制允許多個基類，派生類可以覆蓋基類中的任何方法，方法中可以調用基類中的同名方法。
對象可以包含任意數量和類型的數據。
類定義
語法格式如下：
class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>類實例化後，可以使用其屬性，實際上，創建一個類之後，可以通過類名訪問其屬性。
類對象
類對象支持兩種操作：屬性引用和實例化。
屬性引用使用和 Python 中所有的屬性引用一樣的標準語法：obj.name。
類對象創建後，類命名空間中所有的命名都是有效屬性名。類定義是這樣:
class MyClass:
i=123
def fun(self):
return 'handsome'
# 實例化類
x=MyClass()
# 訪問類的屬性和方法
print('MyClass類的屬性 i 爲：',x.i)
print('MyClass類的方法 fun輸出爲：',x.fun())以上創建了一個新的類實例並將該對象賦給局部變量 x，x 爲空的對象。
執行以上程序輸出結果爲：
MyClass類的屬性 i 爲： 123MyClass類的方法 fun輸出爲： handsome
很多類都傾向於將對象創建爲有初始狀態的。因此類可能會定義一個名爲 __init__() 的特殊方法（構造方法），像下面這樣：
def __init__(self):
print('hello')類定義了 __init__() 方法的話，類的實例化操作會自動調用 __init__() 方法。所以在下例中，可以這樣創建一個新的實例:
x = MyClass()
當然， __init__() 方法可以有參數，參數通過 __init__() 傳遞到類的實例化操作上。例如:
class Complex:
m=1
def __init__(self, real_part, imaginary_part):
self.r = real_part
self.i = imaginary_part
x = Complex(3.0, -2.1)
print(x.r,x.i)
print(x.m)
# 輸出結果：
# 3.0 -4.5
# 1self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 object at 0x00000000021EA438>
<class '__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。
self 不是 python 關鍵字，我們把他換成 run 也是可以正常執行的:
class Test:
def prt(run):
print(run)
print(run.__class__)
t = Test()
t.prt()以上實例執行結果爲：
<__main__.Test object at 0x000000000283A320>
<class '__main__.Test'>
類的方法
在類的內部，使用 def 關鍵字來定義一個方法，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，self 代表的是類的實例。
# 類定義
class people:
# 定義基本屬性
name=''
age=0
# 定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進行訪問
__weight=0
# 定義構造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name=n
self.age=a
self.__weight=w
def speak(self):
print('%s 說：我 %d 歲，%d 斤。'%(self.name,self.age,self.__weight))
# 實例化類
p = people('Bob', 12, 90)
p.speak()
print(p.name)
print(p.age)輸出結果：
Bob 說：我 12 歲，90 斤。
Bob
12
繼承
Python 同樣支持類的繼承，如果一種語言不支持繼承，類就沒有什麼意義。派生類的定義如下所示:
class DerivedClassName(BaseClassName1):
<statement-1>
. . .
<statement-N>
需要注意圓括號中基類的順序，若是基類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，python從左至右搜索 即方法在子類中未找到時，從左到右查找基類中是否包含方法。
BaseClassName（示例中的基類名）必須與派生類定義在一個作用域內。除了類，還可以用表達式，基類定義在另一個模塊中時這一點非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
# 類定義
class people:
# 定義基本屬性
name = ''
age = 0
# 定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進行訪問
__weight = 0
# 定義構造方法
def __init__(self, n, a, w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print("%s 說: 我 %d 歲。" % (self.name, self.age))
# 單繼承示例
class student(people):
grade=''
def __init__(self,n,a,w,g):
#調用父類的構造函數
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade=g
# 覆寫父類的方法
def speak(self):
print("%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級" % (self.name, self.age, self.grade))
s = student('ken', 10, 80, 3)
s.speak()執行以上程序輸出結果爲：
ken 說: 我 10 歲了，我在讀 3 年級
多繼承
Python同樣有限的支持多繼承形式。多繼承的類定義形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
. . .
<statement-N>
需要注意圓括號中父類的順序，若是父類中有相同的方法名，而在子類使用時未指定，python從左至右搜索 即方法在子類中未找到時，從左到右查找父類中是否包含方法。
# 類定義
class people:
# 定義基本屬性
name = ''
age = 0
# 定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進行訪問
__weight = 0
# 定義構造方法
def __init__(self, n, a, w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print("%s 說: 我 %d 歲。" % (self.name, self.age))
# 單繼承示例
class student(people):
grade = ''
def __init__(self, n, a, w, g):
# 調用父類的構造函數
people.__init__(self, n, a, w)
self.grade = g
# 覆寫父類的方法
def speak(self):
print("%s 說: 我 %d 歲了，我在讀 %d 年級" % (self.name, self.age, self.grade))
# 另一個類，多重繼承之前的準備
class speaker():
topic=''
name=''
def __init__(self,n,t):
self.name=n
self.topic=t
def speak(self):
print("我叫 %s，我是一個演說家，我演講的主題是 %s" %(self.name,self.topic))
# 多重繼承
# class sample(student,speaker):
class sample(speaker,student):
a=''
def __init__(self,n,a,w,g,t):
student.__init__(self,n,a,w,g)
speaker.__init__(self,n,t)
test = sample("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak() # 方法名同，默認調用的是在括號中排前地父類的方法執行以上程序輸出結果爲：
我叫 Tim，我是一個演說家，我演講的主題是 Python
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：
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
super(Child, c).myMethod() # 用子類對象調用父類已被覆蓋的方法
super() 函數是用於調用父類(超類)的一個方法。
執行以上程序輸出結果爲：
調用子類方法調用父類方法
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
在類地內部，使用 def 關鍵字來定義一個方法，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，self 代表的是類的實例。
self 的名字並不是規定死的，也可以使用 this，但是最好還是按照約定是用 self。
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，只能在類的內部調用 ，不能在類地外部調用。self.__private_methods。
類的私有屬性實例如下：
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執行以上程序輸出結果爲：
1
Traceback (most recent call last):
2
2
File "E:/python_code/.idea/test.py", line 291, in <module>
print(counter.__secretCount) # 報錯，實例不能訪問私有變量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
類的私有方法實例如下：
class Site:
def __init__(self, name, url):
self.name = name # public
self.__url = url # private
def who(self):
print('name : ', self.name)
print('url : ', self.__url)
def __foo(self): # 私有方法
print('這是私有方法')
def foo(self): # 公共方法
print('這是公共方法')
self.__foo()
x = Site('python', 'www.baidu.com')
x.who() # 正常輸出
x.foo() # 正常輸出
x.__foo() # 報錯以上實例執行結果：
name : python
url : www.baidu.com
這是公共方法
這是私有方法
Traceback (most recent call last):
File "E:/python_code/.idea/test.py", line 319, in <module>
x.__foo() # 報錯
AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'
類的專有方法：
- __init__ : 構造函數，在生成對象時調用
- __del__ : 析構函數，釋放對象時使用
- __repr__ : 打印，轉換
- __setitem__ : 按照索引賦值
- __getitem__: 按照索引獲取值
- __len__: 獲得長度
- __cmp__: 比較運算
- __call__: 函數調用
- __add__: 加運算
- __sub__: 減運算
- __mul__: 乘運算
- __div__: 除運算
- __mod__: 求餘運算
- __pow__: 乘方
運算符重載
Python同樣支持運算符重載，我們可以對類的專有方法進行重載，實例如下：
class people:
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
def __str__(self):
return '這個人的名字是%s,已經有%d歲了！'%(self.name,self.age)
a=people('張三丰',100)
print(a)輸出：
這個人的名字是張三丰,已經有100歲了！
Python3 錯誤和異常
Python有兩種錯誤很容易辨認：語法錯誤和異常。
語法錯誤
Python 的語法錯誤或者稱之爲解析錯，是初學者經常碰到的，如下實例
這個例子中，函數 print() 被檢查到有錯誤，是它前面缺少了一個冒號（:）。
語法分析器指出了出錯的一行，並且在最先找到的錯誤的位置標記了一個小小的箭頭。
異常
即便Python程序的語法是正確的，在運行它的時候，也有可能發生錯誤。運行期檢測到的錯誤被稱爲異常。
大多數的異常都不會被程序處理，都以錯誤信息的形式展現在這裏:
異常以不同的類型出現，這些類型都作爲信息的一部分打印出來: 例子中的類型有 ZeroDivisionError，NameError 和 TypeError。
錯誤信息的前面部分顯示了異常發生的上下文，並以調用棧的形式顯示具體信息。
異常處理
Python中使用try except 語句來捕獲並處理異常。
def div(a,b):
try:
return a/b
except ZeroDivisionError:
print("除數不能爲0")
div(3,0)輸出結果：
除數不能爲0
try語句按照如下方式工作；
- 首先，執行try子句（在關鍵字try和關鍵字except之間的語句）
- 如果沒有異常發生，忽略except子句，try子句執行後結束。
- 如果在執行try子句的過程中發生了異常，那麼try子句餘下的部分將被忽略。如果異常的類型和 except 之後的名稱相符，那麼對應的except子句將被執行。最後執行 try 語句之後的代碼。
- 如果一個異常沒有與任何的except匹配，那麼這個異常將會傳遞給上層的try中。
一個 try 語句可能包含多個except子句，分別來處理不同的特定的異常。最多隻有一個分支會被執行。
處理程序將只針對對應的try子句中的異常進行處理，而不是其他的 try 的處理程序中的異常。
一個except子句可以同時處理多個異常，這些異常將被放在一個括號裏成爲一個元組，例如:
最後一個except子句可以忽略異常的名稱，它將被當作通配符使用。你可以使用這種方法打印一個錯誤信息，然後再次把異常拋出。
try except 語句還有一個可選的else子句，如果使用這個子句，那麼必須放在所有的except子句之後。這個子句將在try子句沒有發生任何異常的時候執行。例如:
def div(a,b):
try:
a/b
except ZeroDivisionError as Zero:
print("除數不能爲0",Zero)
else:
print("沒有捕獲到異常")
div(3,4)輸出：
沒有捕獲到異常
使用 else 子句比把所有的語句都放在 try 子句裏面要好，這樣可以避免一些意想不到的、而except又沒有捕獲的異常。
異常處理並不僅僅處理那些直接發生在try子句中的異常，而且還能處理子句中調用的函數（甚至間接調用的函數）裏拋出的異常。例如:
def this_fails():
x = 1 / 0
try:
this_fails()
except ZeroDivisionError as err:
print('捕獲到異常:', err)Python 使用raise 語句拋出一個指定的異常。raise唯一的一個參數指定了要被拋出的異常。它必須是一個異常的實例或者是異常的類（也就是Exception 的子類）。如果你只想知道這是否拋出了一個異常，並不想去處理它，那麼一個簡單的raise語句就可以再次把它拋出。
try:
raise NameError('HiThere')
except NameError:
print('一個異常被拋出啦!')
# raise
