面向对象编程是编写表示现实世界中的事物和情景的类,并基于这些类来创建对象。
编写类时,你定义一大类对象都有的通用行为。基于类创建对象时,每个对象都自动具备这种通用行为,然后可根据需要赋予每个对象独特的个性。使用面向对象编程可模拟现实情景,其逼真程度达到了令你惊讶的地步。
根据类来创建对象被称为实例化,这是能够使用类的实例。
面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),必须牢记类是抽象的模板,比如Dog类,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
Python定义类是通过class
关键字:
class Dog(object): # 若不提供object,默认的也是object pass
class
后面跟着类名,即Dog
,类名通常首字母大写,(object)
表示该类是从哪个类继承下来的,如果没有合适的继承类,就使用object
类,这是所有类最终都会继承的类。
可以创建Dog
类的实例,创建实例是通过类名+()
实现的:
>>> bart = Dog() >>> bart <__main__.Dog object at 0x10a67a590> >>> Dog <class '__main__.Dog'>
变量bart
指向的是一个Dog
的实例,后面的0x10a67a590
是内存地址,每个object的地址都不一样,Dog
是一个类。
假设Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。赋予每条小狗蹲下sit()
和打滚roll_over()
的能力:
dog.py
class Dog(): """一次模拟小狗的简单尝试""" def __init__(self, name, age): """初始化属性name和age""" self.name = name self.age = age def sit(self): """模拟小狗被命令时蹲下""" print(self.name.title() + " is now sitting.") def roll_over(self): """模拟小狗被命令时打滚""" print(self.name.title() + " rolled over!")
第1行:定义了一个名为Dog的类。根据约定,在Python中,首字母大写的名称指的是类。这个类定义中的括号是空的,因为要从空白创建这个类。
第2行:编写了一个文档字符串,对这个类的功能作了描述。
方法__init__()
类中的函数称为方法;有关函数的一切都适用于方法,就目前而言,唯一重要的差别是调用方法的方式。
第3行:方法__init__()
是一个特殊的方法,每当你根据Dog类创建新实例时,Python都会自动运行它。在这个方法的名称中,开头和末尾各有两个下划线,这是一种约定,旨在避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。
将方法__init__()
定义成了包含三个形参:self、name和age。在这个方法的定义中,形参self必不可少,还必须位于其他形参的前面。为何必须在方法定义中包含形参self呢?因为,Python调用这个__init__()
方法来创建Dog实例时,将自动传入实参self。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self,它是一个指向实例本身的引用,让实例能够访问类中的属性和方法。
创建Dog实例时,Python将调用Dog类的方法__init__()
。将通过实参向Dog()传递名字和年龄;self会自动传递,因此不需要传递它。每当根据Dog类创建实例时,都只需给最后两个形参(name和age)提供值。
第5、6行:定义的两个变量都有前缀self。以self为前缀的变量都可供类中的所有方法使用,还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name = name
获取存储在形参name中的值,并将其存储到变量name中,然后该变量被关联到当前创建的实例。self.age = age的作用与此类似。
像这样可通过实例访问的变量称为属性。
Dog类还定义了另外两个方法:sit()和roll_over()
。由于这些方法不需要额外的信息,如名字或年龄,因此它们只有一个形参self。后面将创建的实例能够访问这些方法,换句话说,它们都会蹲下和打滚。
可将类视为有关如何创建实例的说明。Dog类是一系列说明,让Python知道如何创建表示特定小狗的实例。
下面来创建一个表示特定小狗的实例:
my_dog = Dog('willie', 6) print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".") print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.")
第1行:让Python创建一条名字为’willie’、年龄为6的小狗。遇到这行代码时,Python使用实参’willie’和6调用Dog类中的方法__init__()
。
方法__init__()
创建一个表示特定小狗的示例,并使用提供的值来设置属性name和age。方法__init__()
并未显式地包含return语句,但Python自动返回一个表示这条小狗的实例。将这
个实例存储在变量my_dog中。在这里,命名约定很有用:通常可以认为首字母大写的名称指的是类,而小写的名称指的是根据类创建的实例。
访问属性
要访问实例的属性,可使用句点表示法。
第2行:编写了如下代码来访问my_dog的属性name的值:
my_dog.name
句点表示法在Python中很常用,这种语法演示了Python如何获悉属性的值。在这里,Python先找到实例my_dog,再查找与这个实例相关联的属性name。在Dog类中引用这个属性时,使用的是self.name
。在前面的第1条print语句中,my_dog.name.title()
将my_dog的属性name的值’willie’改为首字母大写的;在第2条print语句中,str(my_dog.age)
将my_dog的属性age的值6转换为字符串。
输出是有关my_dog的摘要:
My dog’s name is Willie.
My dog is 6 years old.
调用方法
根据Dog类创建实例后,就可以使用句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法。下面来让小狗蹲下和打滚:
my_dog = Dog('willie', 6) my_dog.sit() my_dog.roll_over()
要调用方法,可指定实例的名称和要调用的方法,并用句点分隔它们。遇到代码my_dog.sit()
时,Python在类Dog中查找方法sit()
并运行其代码。
Willie按的命令做了:
Willie is now sitting.
Willie rolled over!
这种语法很有用。如果给属性和方法指定了合适的描述性名称,如name、age、sit()和roll_over()
,即便是从未见过的代码块,也能够轻松地推断出它是做什么的。
创建多个实例
可按需求根据类创建任意数量的实例。下面再创建一个名为your_dog的实例:
my_dog = Dog('willie', 6) your_dog = Dog('lucy', 3) print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".") print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.") my_dog.sit() print("\nYour dog's name is " + your_dog.name.title() + ".") print("Your dog is " + str(your_dog.age) + " years old.") your_dog.sit()
在这个实例中,创建了两条小狗,它们分别名为Willie和Lucy。每条小狗都是一个独立
的实例,有自己的一组属性,能够执行相同的操作:
My dog’s name is Willie.
My dog is 6 years old.
Willie is now sitting.
Your dog’s name is Lucy.
Your dog is 3 years old.
Lucy is now sitting.
就算给第二条小狗指定同样的名字和年龄,Python依然会根据Dog类创建另一个实例。
你可按需求根据一个类创建任意数量的实例,条件是将每个实例都存储在不同的变量中,或占用列表或字典的不同位置。