类和实例
面向对象编程最重要的两个概念就是类(Class)和实例(Instance),必须牢记类是抽象模板,而实例是根据类创建的一个个具体的对象。每个对象拥有相同的方法,但各自数据可能不同。
Python中,定义类是用class完成的。
class Student(object):
pass
class 后紧跟类名称,通常是首字母大写,紧接着是(object),表示该类是从哪个类下继承下来的,继承的概念后续再讲。如果没有合适的继承类,就是用object,这是所有类最终都会继承的类。
定义好类,就可以根据类创建实例了。通过类名+()实现的:
>>>bart = Student()>>>bart
<__main__.Student object at 0x02851EB0>
>>>Student
<class '__main__.Student'>
可见bart指向的就是一个Student实例,后面的0x02851EB0是内存地址,每个object的地址都不同,而Student本身是一个类。
可以自由的给一个实例绑定属性,比如给bart绑定一个name属性:
>>>bart.name ='bart Simpson'>>>bart.name
'bart Simpson'
由于类可以起到模板的作用,因此在创建实例的时候,把一些认为必须绑定的属性填写进去。通过定义一个特殊的__init__方法,在创建类的时候,把'name'‘score’属性绑定上。
class Student(object):
def __init__(self,name,score):
self.name =name
self.score =score
注意到__init__的第一个参数永远是self,表示创建实例本身,因此,在创建__init__方法内部,就可以把各种属性绑定到self,因为self指向的就是创建实例的本身。
有了__init__方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了。必须传入与__init__相匹配的参数,但self不需要传入,Python解释器自己会把实例变量传进去:
>>>bart =Student('bart',97)>>>bart.name
'bart'
>>>bart.score
97
和普通函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个变量永远是self。并且调用时不用传入该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以使用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。
数据封装
面向对象编程一个重要特点就是数据封装。在上面的Student类中,每个实例就拥有各自的name和score这些数据。我们可以通过函数访问这些数据,比如打印一个学生的成绩:
>>>def print_score(std):
print('%s %s' %(std.name,std,score))>>>print_score(bart)
bart 97
但是,既然Student本身就拥有这些数据,要访问这些数据可以直接在Student类的内部定义访问数据的函数,这样就把‘数据’封装起来了。这些封装数据的函数是和Student类本身关联起来的,我们称之为类的方法:
class Student(object): def __init__(self,name,score): self.name =nameself.score =score
def print_score(self):
print('%s %s' % (self.name,self.score))要定义一个方法,除了第一个参数self外,其他和普通函数相同。要调用一个方法,只需在实例变量上直接调用,除了self不用传递,其他参数正常传入:
>>>bart.print_score()bart 97
这样一来,我们从外部看Student类,就只需知道,创建实例需要给出name和score,而如何打印,都是在Student内部定义的,这些数据和逻辑被封装起来,调用很简单,但是却不知道内部的具体实现。
封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法,比如get_score,
class Student(object):
...def get_grade(self):
if self.score >90: return 'A'elif self.score >60:
return 'B'else:
return 'C'同样的,get_grade方法可以直接在实例变量上直接调用,不需要知道内部具体实现细节。
>>>bart.get_grade()
'C'
小结:
类是创建实例的模板,而实例是一个个具体的对象,各个实例拥有的数据相互独立,互不影响。
方法就是与实例绑定的函数,和不同函数不同,方法可以直接访问实例的数据。
通过在实例上调用方法,我们就可以直接操作对象内部的数据了。但无需知道方法内部的实现细节。
和静态语言不同,Python允许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然他们都是一个类的不同实例,但拥有的变量名称都可能不同:
>>> bart = Student('Bart', 59)>>> lisa = Student('Lisa', 87) >>> bart.age = 8 >>> bart.age 8 >>> lisa.age Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'