Python 類和對(duì)象

Python中的類和對(duì)象是什么？

Python是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。與面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)主要側(cè)重于函數(shù)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)著重于對(duì)象。

對(duì)象只是數(shù)據(jù)（變量）和作用于這些數(shù)據(jù)的方法（函數(shù)）的集合。并且，類是對(duì)象的藍(lán)圖。

我們可以將類視為房子的草圖（原型）。它包含有關(guān)地板，門，窗戶等的所有詳細(xì)信息?；谶@些描述，我們建造了房屋。房子是對(duì)象。

由于可以通過(guò)描述來(lái)制作許多房屋，因此我們可以根據(jù)類創(chuàng)建許多對(duì)象。對(duì)象也稱為類的示例，創(chuàng)建該對(duì)象的過(guò)程稱為示例化。

在Python中定義一個(gè)類

就像函數(shù)定義以關(guān)鍵字def開(kāi)頭一樣，在Python中，我們使用關(guān)鍵字class定義了一個(gè)類。

第一個(gè)字符串稱為docstring，并具有有關(guān)該類的簡(jiǎn)短說(shuō)明。盡管不是強(qiáng)制性的，但是建議這樣做。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的類定義。

class MyNewClass:
    '''這是一個(gè)文檔字符串。我已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)新類'''
    pass

一個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)新的本地命名空間，并在其中定義其所有屬性。屬性可以是數(shù)據(jù)或函數(shù)。

其中還有一些特殊屬性，它們以雙下劃線(__)開(kāi)頭。例如，__doc__給我們?cè)擃惖奈臋n字符串。

一旦定義了一個(gè)類，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)具有相同名稱的新類對(duì)象。這個(gè)類對(duì)象使我們可以訪問(wèn)不同的屬性以及示例化該類的新對(duì)象。

class MyClass:
	"這是我的第二個(gè)類"
	a = 10
	def func(self):
		print('Hello')

# 輸出: 10
print(MyClass.a)

# 輸出: <function MyClass.func at 0x0000000003079BF8>
print(MyClass.func)

# 輸出: '這是我的第二個(gè)類'
print(MyClass.__doc__)

運(yùn)行該程序時(shí)，輸出為：

10
<function 0x7feaa932eae8="" at="" myclass.func="">
這是我的第二個(gè)類

用Python創(chuàng)建對(duì)象

我們看到了類對(duì)象可用于訪問(wèn)不同的屬性。

它也可以用于創(chuàng)建該類的新對(duì)象示例（示例化）。創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程類似于函數(shù)調(diào)用。

>>> ob = MyClass()

這將創(chuàng)建一個(gè)新的示例對(duì)象ob。我們可以使用對(duì)象名稱前綴來(lái)訪問(wèn)對(duì)象的屬性。

屬性可以是數(shù)據(jù)或方法。對(duì)象的方法是該類的相應(yīng)函數(shù)。任何作為類屬性的函數(shù)對(duì)象都為該類的對(duì)象定義了一種方法。

這意味著，由于MyClass.func是函數(shù)對(duì)象（類的屬性），因此ob.func將成為方法對(duì)象。

class MyClass:
	"這是我的第二個(gè)類"
	a = 10
	def func(self):
		print('Hello')

# 創(chuàng)建一個(gè)新的MyClass
ob = MyClass()

# 輸出: <function MyClass.func at 0x000000000335B0D0>
print(MyClass.func)

# 輸出: <bound method MyClass.func of <__main__.MyClass object at 0x000000000332DEF0>>
print(ob.func)

# Calling function func()
# 輸出: Hello
ob.func()

您可能已經(jīng)注意到了類內(nèi)部函數(shù)定義中的self參數(shù)，但是，我們只是將該方法簡(jiǎn)稱為ob.func()，沒(méi)有任何參數(shù)。它仍然有效。

這是因?yàn)?，只要?duì)象調(diào)用其方法，該對(duì)象本身就會(huì)作為第一個(gè)參數(shù)傳遞。因此，ob.func()自動(dòng)轉(zhuǎn)成MyClass.func(ob)。

通常，調(diào)用帶有n個(gè)參數(shù)列表的方法等效于調(diào)用帶有參數(shù)列表的函數(shù)，該參數(shù)列表是通過(guò)在第一個(gè)參數(shù)之前插入方法的對(duì)象而創(chuàng)建的。

由于這些原因，類中函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)必須是對(duì)象本身。這通常稱為self?？梢允褂闷渌Q，但我們強(qiáng)烈建議您遵循約定。

現(xiàn)在，您必須熟悉類對(duì)象，示例對(duì)象，函數(shù)對(duì)象，方法對(duì)象及其區(qū)別。

Python中的構(gòu)造函數(shù)

以雙下劃線(__)開(kāi)頭的類函數(shù)被稱為特殊函數(shù)，因?yàn)樗鼈兙哂刑厥夂x。

__init__()函數(shù)特別有用。每當(dāng)示例化該類的新對(duì)象時(shí)，都會(huì)調(diào)用此特殊函數(shù)。

這種類型的函數(shù)在面向?qū)ο缶幊?OOP)中也稱為構(gòu)造函數(shù)。我們通常使用它來(lái)初始化所有變量。

class ComplexNumber:
    def __init__(self,r = 0,i = 0):
        self.real = r
        self.imag = i

    def getData(self):
        print("{0}+{1}j".format(self.real,self.imag))

# 創(chuàng)建一個(gè)新的ComplexNumber對(duì)象
c1 = ComplexNumber(2,3)

# 調(diào)用getData()函數(shù)
# 輸出: 2+3j
c1.getData()

# 創(chuàng)建另一個(gè)ComplexNumber對(duì)象
# 并創(chuàng)建一個(gè)新的屬性“attr”
c2 = ComplexNumber(5)
c2.attr = 10

# 輸出: (5, 0, 10)
print((c2.real, c2.imag, c2.attr))

# 但c1對(duì)象沒(méi)有屬性" attr "
# AttributeError: 'ComplexNumber'對(duì)象沒(méi)有屬性'attr'
c1.attr

在上面的示例中，我們定義了一個(gè)新類來(lái)表示復(fù)數(shù)。它具有兩個(gè)函數(shù)，以 __init__() 初始化變量（默認(rèn)為零），getData()用來(lái)正確顯示數(shù)字。

在上述步驟中需要注意的一件有趣的事情是，可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建對(duì)象的屬性。我們?yōu)閷?duì)象c2創(chuàng)建了一個(gè)新的屬性attr，并讀取它。但這并沒(méi)有為對(duì)象c1創(chuàng)建該屬性。

刪除屬性和對(duì)象

可以使用del語(yǔ)句隨時(shí)刪除對(duì)象的任何屬性。在Python Shell上嘗試以下操作以查看輸出。

>>> c1 = ComplexNumber(2,3)
>>> del c1.imag
>>> c1.getData()
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'imag'

>>> del ComplexNumber.getData
>>> c1.getData()
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'getData'

我們甚至可以使用del語(yǔ)句刪除對(duì)象本身。

>>> c1 = ComplexNumber(1,3)
>>> del c1
>>> c1
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'c1' is not defined

實(shí)際上，它比這更復(fù)雜。完成后，將在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)新的示例對(duì)象 c1 = ComplexNumber(1,3)，名稱c1與 其綁定。

命令del c1，將刪除此綁定，并從相應(yīng)的名稱空間中刪除名稱c1。但是，該對(duì)象繼續(xù)存在于內(nèi)存中，如果沒(méi)有其他名稱綁定，則該對(duì)象以后會(huì)自動(dòng)銷毀。

在Python中這種對(duì)未引用對(duì)象的自動(dòng)銷毀也稱為垃圾回收。