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。
• 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。類變量通常不作為實例變量使用。
• 數據成員：類變量或者實例變量用于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），也稱為方法的重寫。
• 實例變量：定義在方法中的變量，只作用于當前實例的類。
• 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為一個基類對象對待。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）"關系（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。

和其它編程語言相比，Python 在盡可能不增加新的語法和語義的情況下加入了類機制。

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>

類實例化后，可以使用其屬性，實際上，創建一個類之后，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。

類對象創建后，類命名空間中所有的命名都是有效屬性名。所以如果類定義是這樣:

#!/usr/bin/python3

class MyClass:
    """一個簡單的類實例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'

# 實例化類
x = MyClass()

# 訪問類的屬性和方法
print("MyClass 類的屬性 i 為：", x.i)
print("MyClass 類的方法 f 輸出為：", x.f())

實例化類：

# 實例化類
x = MyClass()
# 訪問類的屬性和方法

以上創建了一個新的類實例并將該對象賦給局部變量 x，x 為空的對象。

執行以上程序輸出結果為：

MyClass 類的屬性 i 為： 12345
MyClass 類的方法 f 輸出為： hello world

很多類都傾向于將對象創建為有初始狀態的。因此類可能會定義一個名為 __init__() 的特殊方法（構造方法），像下面這樣：

def __init__(self):
    self.data = []

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:
...     def __init__(self, realpart, imagpart):
...         self.r = realpart
...         self.i = imagpart
...
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)

類的方法

在類地內部，使用def關鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數self,且為第一個參數:

#!/usr/bin/python3

#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))

# 實例化類
p = people('runoob',10,30)
p.speak()

執行以上程序輸出結果為：

runoob 說: 我 10 歲。

繼承

Python 同樣支持類的繼承，如果一種語言不支持繼承就，類就沒有什么意義。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):

實例

#!/usr/bin/python3

#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):
        #調用父類的構函
        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',10,60,3)
s.speak()

執行以上程序輸出結果為：

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。

#!/usr/bin/python3

#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):
        #調用父類的構函
        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(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為：

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：

#!/usr/bin/python3

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

執行以上程序輸出結果為：

調用子類方法

類屬性與方法

類的私有屬性

__private_attrs：兩個下劃線開頭，聲明該屬性為私有，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關鍵字可以為類定義一個方法，與一般函數定義不同，類方法必須包含參數self,且為第一個參數

類的私有方法

__private_method：兩個下劃線開頭，聲明該方法為私有方法，不能在類地外部調用。在類的內部調用 slef.__private_methods。

實例如下：

#!/usr/bin/python3

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為：

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 16, 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__: 求余運算
• __pow__: 稱方

運算符重載

Python同樣支持運算符重載，我么可以對類的專有方法進行重載，實例如下：

#!/usr/bin/python3

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)

以上代碼執行結果如下所示:

Vector(7,8)