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类,类对象,实例对象,属性,方法和函数

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类是对现实世界中一些事物的封装,定义一个类可以采用下面的方式来定义:

class ClassName:
    block

类名约定以大写开头(函数名是以小写开头),注意类名后面有个冒号。

类对象

当一个类定义完之后,就产生了一个类对象。类对象支持两种操作:引用和实例化。引用操作是通过类对象去调用类中的属性或者方法,而实例化是产生出一个类对象的实例,称作实例对象。比如定义了一个people类:

class People:
    name = 'jack'       #定义了一个属性
    #定义了一个方法
    def printName(self):
        print self.name

People类定义完成之后就产生了一个全局的类对象,可以通过类对象来访问类中的属性和方法了。

当通过people.name来访问时,people.name中的people称为类对象。

实例对象

当然还可以进行实例化操作,p=People( ),这样就产生了一个People的实例对象,此时也可以通过实例对象p来访问属性或者方法了(p.name).

Snap18063

属性、方法和函数

要说到属性,方法,我觉得还是下面这张图最能说清楚。比如将下面这个乌龟当作对象,我们如何来描述它呢?我们可以分成两部分来说:一是外观特征,二是从动态的一方面来描述。

我们将静态的特征称之为属性,将动态的动作称之为方法。

Snap18064

在上面代码中注释的很清楚了,name是一个属性,printName( )是一个方法。

一般在类里面定义的函数与类对象或者实例对象绑定了,所以称作为方法;而在类外定义的函数一般没有同对象进行绑定,就称为函数。

(1)私有属性

要定义私有属性,则需在前面加2个下划线 ' __'。

Snap18067

提示找不到该属性,因为私有属性是不能够在类外通过对象名来进行访问的。

(2)方法

在类中可以根据需要定义一些方法,定义方法采用def关键字,在类中定义的方法至少会有一个参数,一般以名为'self'的变量作为该参数(用其他名称也可以),而且需要作为第一个参数。

(3)类属性、实例属性、类方法、实例方法以及静态方法

先来谈一下类属性和实例属性

在前面的例子中我们接触到的就是类属性,顾名思义,类属性就是类对象所拥有的属性,它被所有类对象的实例对象所共有,在内存中只存在一个副本。对于公有的类属性,在类外可以通过类对象和实例对象访问。

class people:
    name = 'jack'  #公有的类属性
    __age = 12     #私有的类属性

p = people()

print p.name             #正确
print people.name        #正确
print p.__age            #错误,不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
print people.__age       #错误,不能在类外通过类对象访问私有的类属性

Snap18068

实例属性是不需要在类中显示定义的,比如:

class people:
    name = 'jack'

p = people()
p.age =12
print p.name    #正确
print p.age     #正确

print people.name    #正确
print people.age     #错误

结果如下:

Snap18069

在类外对类对象people进行实例化之后,产生了一个实例对象p,然后p.age = 12这句给p添加了一个实例属性age,赋值为12。这个实例属性是实例对象p所特有的,注意,类对象people并不拥有它(所以不能通过类对象来访问这个age属性)。当然还可以在实例化对象的时候给age赋值。

class people:
    name = 'jack'
    
    #__init__()是内置的构造方法,在实例化对象时自动调用
    def __init__(self,age):
        self.age = age

p = people(12)  #不加参数也报错
print p.name    #正确
print p.age     #正确

print people.name    #正确
print people.age     #错误

如图:

Snap18070

如果需要在类外修改类属性,必须通过类对象去引用然后进行修改。如果通过实例对象去引用,会产生一个同名的实例属性,这种方式修改的是实例属性,不会影响到类属性,并且之后如果通过实例对象去引用该名称的属性,实例属性会强制屏蔽掉类属性,即引用的是实例属性,除非删除了该实例属性。

class people:
    country = 'china'
    

print people.country
p = people()
print p.country
p.country = 'japan' 
print p.country      #实例属性会屏蔽掉同名的类属性
print people.country
del p.country    #删除实例属性
print p.country

结果:

Snap18071

下面来看一下类方法、实例方法和静态方法的区别。

类方法:是类对象所拥有的方法,需要用修饰器"@classmethod"来标识其为类方法,对于类方法,第一个参数必须是类对象,一般以"cls"作为第一个参数(当然可以用其他名称的变量作为其第一个参数,但是大部分人都习惯以'cls'作为第一个参数的名字,就最好用'cls'了),能够通过实例对象和类对象去访问。

class people:
    country = 'china'
    
    #类方法,用classmethod来进行修饰
    @classmethod
    def getCountry(cls):
        return cls.country

p = people()
print p.getCountry()    #可以用过实例对象引用
print people.getCountry()    #可以通过类对象引用

Snap18072

类方法还有一个用途就是可以对类属性进行修改:

class people:
    country = 'china'
    
    #类方法,用classmethod来进行修饰
    @classmethod
    def getCountry(cls):
        return cls.country
        
    @classmethod
    def setCountry(cls,country):
        cls.country = country
        

p = people()
print p.getCountry()    #可以用过实例对象引用
print people.getCountry()    #可以通过类对象引用

p.setCountry('japan')   

print p.getCountry()   
print people.getCountry()    

运行结果:

Snap18073

结果显示在用类方法对类属性修改之后,通过类对象和实例对象访问都发生了改变。

实例方法:在类中最常定义的成员方法,它至少有一个参数并且必须以实例对象作为其第一个参数,一般以名为'self'的变量作为第一个参数(当然可以以其他名称的变量作为第一个参数)。在类外实例方法只能通过实例对象去调用,不能通过其他方式去调用。

class people:
    country = 'china'
    
    #实例方法
    def getCountry(self):
        return self.country
        

p = people()
print p.getCountry()         #正确,可以用过实例对象引用
print people.getCountry()    #错误,不能通过类对象引用实例方法

Snap18074

静态方法:需要通过修饰器"@staticmethod"来进行修饰,静态方法不需要多定义参数。

class people:
    country = 'china'
    
    @staticmethod
    #静态方法
    def getCountry():
        return people.country
        

print people.getCountry()   

Snap18075

对于类属性和实例属性,如果在类方法中引用某个属性,该属性必定是类属性,而如果在实例方法中引用某个属性(不作更改),并且存在同名的类属性,此时若实例对象有该名称的实例属性,则实例属性会屏蔽类属性,即引用的是实例属性,若实例对象没有该名称的实例属性,则引用的是类属性;

如果在实例方法更改某个属性,并且存在同名的类属性,此时若实例对象有该名称的实例属性,则修改的是实例属性,若实例对象没有该名称的实例属性,则会创建一个同名称的实例属性。想要修改类属性,如果在类外,可以通过类对象修改,如果在类里面,只有在类方法中进行修改。

从类方法和实例方法以及静态方法的定义形式就可以看出来,类方法的第一个参数是类对象cls,那么通过cls引用的必定是类对象的属性和方法;而实例方法的第一个参数是实例对象self,那么通过self引用的可能是类属性、也有可能是实例属性(这个需要具体分析),不过在存在相同名称的类属性和实例属性的情况下,实例属性优先级更高。静态方法中不需要额外定义参数,因此在静态方法中引用类属性的话,必须通过类对象来引用。

参考资料:Python 面向对象编程

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