Datawhale组队学习 -- Task07：类、对象与魔法方法

类与对象

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1. 对象 = 属性 + 方法

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对象是类的实例。换句话说，类主要定义对象的结构，然后我们以类为模板创建对象。类不但包含方法定义，而且还包含所有实例共享的数据。

三大特性：

• 封装：也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。 简单的说，一个类就是一个封装了数据以及操作这些数据的代码的逻辑实体。在一个对象内部，某些代码或某些数据可以是私有的，不能被外界访问。通过这种方式，对象对内部数据提供了不同级别的保护，以防止程序中无关的部分意外的改变或错误的使用了对象的私有部分。
• 继承：可以让某个类型的对象获得另一个类型的对象的属性的方法。它支持按级分类的概念。继承是指这样一种能力：它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。 通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”，被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。继承的过程，就是从一般到特殊的过程。要实现继承，可以通过“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）来实现。继承概念的实现方式有二类：实现继承与接口继承。实现继承是指直接使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力；接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力；
• 多态：一个类实例的相同方法在不同情形有不同表现形式。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口。这意味着，虽然针对不同对象的具体操作不同，但通过一个公共的类，它们（那些操作）可以通过相同的方式予以调用。

# 封装
class Tyrtle:

    def c(self):
        return 2

tt = Tyrtle()
print(tt.c())

# 继承,MyTy继承了Tyrtle
class MyTy(Tyrtle):

    def a(self):
        return 3;

tt = MyTy()
print(tt.c(),tt.a())

# 多态，同一个方法不同的内容和执行结果
class Animal:
    def run(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


def func(animal):
    animal.run()

# 同一方法不同的内容和执行结果
func(Pig())
func(People())
func(Dog())

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2. self 是什么？

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Python 的 self 相当于 C++ 的 this 指针。

【例子】

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


t = Test()
t.prt()

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别 —— 它们必须有一个额外的第一个参数名称（对应于该实例，即该对象本身），按照惯例它的名称是 self。在调用方法时，我们无需明确提供与参数 self 相对应的参数。

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3. Python 的魔法方法

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据说，Python 的对象天生拥有一些神奇的方法，它们是面向对象的 Python 的一切...

它们是可以给你的类增加魔力的特殊方法...

如果你的对象实现了这些方法中的某一个，那么这个方法就会在特殊的情况下被 Python 所调用，而这一切都是自动发生的...

类有一个名为__init__(self[, param1, param2...])的魔法方法，该方法在类实例化时会自动调用。

__init__就是java中的初始化构造方法，不以类名定义以__init__定义

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

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)


a = Ball("球A")
b = Ball("球B")
c = Ball("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我...

 

4. 公有和私有

在 Python 中定义私有变量只需要在变量名或函数名前加上“__”两个下划线，那么这个函数或变量就会为私有的了。

class Test:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0  # 公开变量

    # 私有方法
    def __private(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print(self.__secretCount,self.publicCount)
    
    # 公开方法
    def public(self):
        self.private()

t = Test()
t.public()

5. 继承

Python 同样支持类的继承，派生类的定义如下所示：

• BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用
• 如果子类中定义与父类同名的方法或属性，则会自动覆盖父类对应的方法或属性。
• Python 虽然支持多继承的形式，但我们一般不使用多继承，因为容易引起混乱。
• 需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，Python 从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

class A1:

    def a(self):
        print("A:a")

class B1(A1):
    pass
    
t = B1();
t.a()

 

6. 组合

【例子】

class Turtle:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Fish:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Pool:
    def __init__(self, x, y):
        self.turtle = Turtle(x)
        self.fish = Fish(y)

    def print_num(self):
        print("水池里面有乌龟%s只，小鱼%s条" % (self.turtle.num, self.fish.num))


p = Pool(2, 3)
p.print_num()
# 水池里面有乌龟2只，小鱼3条

7. 类、类对象和实例对象

类对象：创建一个类，其实也是一个对象也在内存开辟了一块空间，称为类对象，类对象只有一个。

# 类对象
class A(object):
    pass

实例对象：就是通过实例化类创建的对象，称为实例对象，实例对象可以有多个。

【例子】

# 实例化对象 a、b、c都属于实例对象。
a = A()
b = A()
c = A()

类属性：类里面方法外面定义的变量称为类属性。类属性所属于类对象并且多个实例对象之间共享同一个类属性，说白了就是类属性所有的通过该类实例化的对象都能共享。

【例子】

class A():
    a = 0  # 类属性

    def __init__(self, xx):
        # 使用类属性可以通过 （类名.类属性）调用。
        A.a = xx

实例属性：实例属性和具体的某个实例对象有关系，并且一个实例对象和另外一个实例对象是不共享属性的，说白了实例属性只能在自己的对象里面使用，其他的对象不能直接使用，因为self是谁调用，它的值就属于该对象。

【例子】

class 类名():
    __init__(self)：
        self.name = xx #实例属性

类属性和实例属性区别

• 类属性：类外面，可以通过实例对象.类属性和类名.类属性进行调用。类里面，通过self.类属性和类名.类属性进行调用。
• 实例属性 ：类外面，可以通过实例对象.实例属性调用。类里面，通过self.实例属性调用。
• 实例属性就相当于局部变量。出了这个类或者这个类的实例对象，就没有作用了。
• 类属性就相当于类里面的全局变量，可以和这个类的所有实例对象共享。

【例子】

# 创建类对象
class Test(object):
    class_attr = 100  # 类属性

    def __init__(self):
        self.sl_attr = 100  # 实例属性

    def func(self):
        print('类对象.类属性的值:', Test.class_attr)  # 调用类属性
        print('self.类属性的值', self.class_attr)  # 相当于把类属性 变成实例属性
        print('self.实例属性的值', self.sl_attr)  # 调用实例属性


a = Test()
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

b = Test()
b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

a.class_attr = 200
a.sl_attr = 200
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

Test.class_attr = 300
a.func()

# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()
# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 300
# self.实例属性的值 100

注意：属性与方法名相同，属性会覆盖方法。

【例子】

class A:
    def x(self):
        print('x_man')


aa = A()
aa.x()  # x_man
aa.x = 1
print(aa.x)  # 1
aa.x()
# TypeError: 'int' object is not callable

8. 什么是绑定？

Python 严格要求方法需要有实例才能被调用，这种限制其实就是 Python 所谓的绑定概念。

Python 对象的数据属性通常存储在名为.__ dict__的字典中，我们可以直接访问__dict__，或利用 Python 的内置函数vars()获取.__ dict__。

【例子】

class CC:
    def setXY(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def printXY(self):
        print(self.x, self.y)

print(CC.__dict__)
print(vars(CC))

 

练习题：

1、以下类定义中哪些是类属性，哪些是实例属性？

class C:
    num = 0 # 类属性
    def __init__(self):
        self.x = 4 # 实例属性
        self.y = 5 # 实例属性
        C.count = 6 # 类属性

2、怎么定义私有⽅法？

在方法前面加 __ 如：

class Test:

    # 私有方法
    def __private(self):
        print(1)
    
    # 公开方法
    def public(self):
        self.private()

3、尝试执行以下代码，并解释错误原因：

class C:
    def myFun():
        print('Hello!')
    c = C()
    c.myFun()

方法没有加self，类里面的方法必须加self，修改后：

class C:
    def myFun(self):
        print('Hello!')
    c = C()
    c.myFun()

4、按照以下要求定义一个游乐园门票的类，并尝试计算2个成人+1个小孩平日票价。

要求:

• 平日票价100元
• 周末票价为平日的120%
• 儿童票半价

class Ticket():

    # 票价是固定的所以设置私有
    __fare = 100
    # 设置周期票价浮动
    week = {1:1,2:1,3:1,4:1,5:1,6:1.2,7:1.2}
    # 设置游客类型票价浮动，0为小孩，1为成人
    people = {0:0.5,1:1}

    def sell(self,weekDetail,peopleType):
        weekDetail = self.week[weekDetail]
        peopleType = self.people[peopleType]
        print('票价为',self.__fare*weekDetail*peopleType)

t = Ticket()
t.sell(1,0)