python学习之【类和对象】-Toy模板网

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前言

五一快乐！
上一篇文章python学习——【第八弹】中，给大家介绍了python中的函数，这篇文章接着学习python中的类和对象。

python学习之【类和对象】

我们知道，python中一切皆对象。在这篇文章开始之前，我们先了解一下编程界的两大阵营——面向过程和面向对象。
这两个术语我们一定没少听过，那么就简单介绍下什么是面向过程、面向对象，以及两者的区别与联系是什么。

面向过程

面向过程：事物比较简单，可以用线性的思维去解决；举个例子——假如我们的客人来家里做客，我们要请吃饭，想做一道拿手好菜应该分几步呢？我们用线性的思维去考虑，是不是应该分为买菜，洗菜，炒菜这三步呢，用流程图来表示：

python学习之【类和对象】

面向对象

面向对象：事物比较复杂，使用简单的线性思维无法解释。
我们依然举请客吃饭的例子：如果客人来做客，我们恰好不会做饭，这时可以打开手机点餐APP，通过APP来选择需要点的餐，然后请快递小哥送餐：

python学习之【类和对象】

区别和联系

通过这两个例子我们发现，面向过程我们需要按照步骤一步一步实现；而通过面向对象，我们只需要创建一个包含实现指定功能和方法、具有指定属性的类，通过一个个实例化对象调用或者是直接用类来调用这些方法，就能帮助我们实现想要的效果。
python学习之【类和对象】

面向过程的思维方式主要关注程序如何执行，而不是如何被组织和分隔为模块以进行更高层次的抽象和复用。因此，在微观操作方面，面向过程可能是最适合的方法，因为它强调了严格的顺序和流程控制。
但是，在实现整个程序的过程中，一些更高级的编程范例（如面向对象）可能更适合于模块化代码并提高代码可重用性和可维护性。

其实我们在以往的python学习中就接触了很多方法，比如在学习列表中我们会用到append()方法去向列表中添加某一元素，这个appen()方法，就是在列表list类中的一个常用方法：
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类的组成与创建

类的组成

类的组成包括：类属性实例方法静态方法类方法

类的创建

类的定义语法： class Class_name: 其中，Class_name是类的名称（类名），由一个或多个单词组成，每个单词首字母大写。

class  Class_name:
	pass

实例对象的创建

一个类可以创建多个该类的实例对象，每个实例对象的属性值可以不同也可以相同，并且实例对象的权限是最大的。创建完成实例对象，就可以通过这个实例对象调用实例方法或者类属性等。
实例对象的创建语法：实例对象名=类名(参数)
如果类内没有传递静态变量，这里实例对象的创建就不需要参数传递。(当实例对象被创建时，Python会自动为它分配空间，并调用类的__init__方法来执行初始化操作。如果没有定义传递参数，就不需要传递任何参数。)

class Student:
    pass
stu1=Student(参数1，参数2，参数3,。。。)
stu2=Student(参数1，参数2，参数3,。。。)
stuN=Student(参数1，参数2，参数3,。。。)

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实例化对象的id值转换成十六进制和value值相同，这里：stu1id值：140203633998736 转换成十六进制等于其value值 7f83b3ccfb90
stu1=Student(‘tom’,20) #在init方法中我们传入了name age两个参数，这里创建的实例对象的参数也是两个
print(id(stu1),type(stu1)) #140203633998736 <class ‘main.Student’>
print(stu1) #<main.Student object at 0x7f83b3ccfb90> id转换成十六进制和输出的stu1的值是相同的

类属性

类属性：类中方法外的变量都叫做类属性，类属性被该类的所有对象共享。
类属性的调用方法：
1：可以使用实例对象调用，语法是 实例对象名.属性

2：可以直接用类调用，语法是 类名.类属性

class Place:
    # 类属性
    place1='山东'
    place2='河南'
#pl1和pl2分别为该类的实例对象
pl1=Place()
pl2=Place()
print('----------类属性的使用------------------\n')
#实例对象调用
print('出生地1:',pl1.place1,id(pl1.place1))
print('出生地2:',pl1.place2,id(pl1.place2))
print('直接被类调用:',Place.place1,Place.place2)
'''
出生地1: 山东 140018104483248
出生地2: 河南 140018103789008
直接被类调用: 山东 河南
'''

print('\n----------在类外使用类改变类属性-------\n')
# 类属性：place1和place2  被该类的所有实例对象（这里是pl1和pl2）所共享，
#因此在类外将类属性改变后，用该类的所有实例对象调用该类属性时，类指针指向的地址都是类属性改变后的地址
Place.place1='河北'
print('出生地1:',pl1.place1,id(pl1.place1))
print('出生地2:',pl2.place1,id(pl2.place1))
'''
 出生地1: 河北 140314679194608
 出生地2: 河北 140314679194608
'''

我们看到在类外改变类属性后，利用实例对象再次调用这一类属性时，打印出来的是类属性改变后的值，我们来看一下内存图：

python学习之【类和对象】
可以直观的看到，在每个实例对象中都存有一个类指针，指向类，那么当我们改变某个类属性指向的地址时，实例对象调用该属性时打印出来的就是类属性改变后的内存地址。

类中的初始化方法

Python中的初始化方法是在创建对象时最先调用的一个方法，用于对对象的属性进行初始化。通常情况下，初始化方法被实现为 __ init__() 方法。它的格式是 def__init__(self):

其中，方法名是由init (initialize的缩写，初始化的意思）加左右两边的双下划线组成。
在进行初始化方法时，须要传入一个参数 self（self是约定俗成的变量名，用于表示实例对象本身。虽然可以选择其他名称作为self参数，一般遵循这个约定，以确保代码易于阅读和理解。）， 在python的类中 self代表实例本身，具体来说，是该实例方法的内存地址；在类的方法中（如__ init__），第一个参数永远都是self，表示创建的类的实例本身，而不是类本身。
每当进行类的实例化时，初始化方法会被自动执行，举个例子：

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可以看到：我们只是创建了一个实例对象，并没有调用 init 方法，它就自动执行了。利用这个特性，我们通常会在初始化方法里完成类属性初始值的设置。

class Student  :
    #类属性
    place='山东' 
    school='大学'
    # 初始化方法  
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name #self.name  称为实例属性 进行一个赋值操作  将局部变量的name的值赋给实例属性
        self.age=age

我们在初始化方法中传入了name，age两个参数，这时它们还只是局部变量，要想能够被实例对象调用，需要在初始化方法中将局部变量分别赋给实例属性，这里的实例属性是self.name, 当然也可以是self.别名，只是我们习惯上用局部变量的名字，这样也具有一定的可读性。

当我们创建类的实例对象时传入了参数，那么就要在类体内进行初始化方法，并传入相关参数。

这里我们简单了解下python中得self参数：

1.self只有在类的方法中才会有 , 其他函数或方法是不必带self的。

2.在调用时不必传入相应的参数。

3.在类的方法中(如__init__)  ， 第一参数永远是self ， 表示创建的类实例本身 ， 而不是类本身。

4.可以把对象的各种属性绑定到self。

5.self代表当前对象的地址。self能避免非限定调用造成的全局变量。

6.self不是python的关键字， 也可以用其他名称命名 ， 但是为了规范和便于读者理解 ，  推荐使用self。

7：python中的self等价于C++中的self指针和Java、C#中的this参数。

8：如果不加self ，  表示是类的一个属性(可以通过"类名.变量名"的方式引用), 加了self表示是类的实例的一个属性(可以通过"实例名.变量名"的方式引用)。

实例方法

在类中定义的函数叫做方法，相当于类外的函数，该方法可以具备一定的功能，调用后执行。
实例方法最大的特点就是，它最少也要包含一个 self 参数，用于绑定调用此方法的实例对象（Python 会自动完成绑定）。

实例化方法的调用：

1：使用实例对象调用： 实例对象名.方法名()

2：使用类调用： 类名.实例方法名(实例对象名)

class Student:
    place='山东'  #类属性   直接写在类里的变量  叫做类属性
    school='大学'

    # 初始化方法
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

# 实例方法  定义在类外面的函数叫做函数；定义在类里面的函数叫做方法
#  其中info()括号中可以不写东西，但是默认是存在self的，习惯上写上self
    def info(self):
        print('我的名字叫：',self.name,'年龄是：',self.age)
    def eat(self):
        print('吃东西')
    def drink():
        print('喝水')
# 创建实例对象
stu1=Student('tom',20)
 
print('\n----------------使用实例对象调用实例方法------------\n')

# 创建完成实例对象，就可以通过这个实例对象调用实例方法  对象名.方法名
stu1.eat()
stu1.info()
stu1.drink()
'''
吃东西
我的名字叫： tom 年龄是： 20
喝水
'''

print('\n-----------------通过Student类来调用实例方法-----------\n')
# 或者是通过Student类进行实例方法的调用    类名.方法名(对象名)
Student.eat(stu1)
Student.info(stu1)
Student.drink()
'''
吃东西
我的名字叫： tom 年龄是： 20
喝水
'''

如果在实例方法中没有写入任何参数时，在用类调用该实例方法时不需要传入实例对象；如果传入会抛出 TypeError: drink() takes 0 positional arguments but 1 was given 错误

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类方法

类方法：在类内使用装饰器 @classmethod 修饰的方法，使用类名直接访问。

Python 类方法和实例方法相似，它最少也要包含一个参数，只不过类方法中通常将其命名为 cls，Python 会自动将类本身绑定给 cls 参数（注意，绑定的不是类对象）。也就是说，我们在调用类方法时，无需显式为 cls 参数传参。

类方法的调用：

1：使用类名： 类名.类方法名()

2：使用实例对象：实例对象名.类方法名()

# 类方法的使用
class Staff:
    # 类方法
    @classmethod
    def class_method(cls):
        print('我是一个类方法')
staff1=Staff()
staff2=Staff()
print('------------类方法的使用-----------\n')
Staff.class_method()
print('----------实例对象调用类方法------\n')
staff2.class_method()

python学习之【类和对象】

如果没有＠classmethod，则 Python 解释器会将class_method() 方法认定为实例方法，而不是类方法。

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静态方法

静态方法：其实就是我们学过的函数，和函数唯一的区别是，静态方法定义在类这个空间（类命名空间）中，而函数则定义在程序所在的空间（全局命名空间）中，即类体外。

静态方法没有类似 self、cls 这样的特殊参数，因此 Python 解释器不会对它包含的参数做任何类或对象的绑定。也正因为如此，类的静态方法中无法调用任何类属性和类方法。

静态方法 :使用@staticmethod修饰的方法, 使用类名直接访问。

静态方法的调用：

1：使用类名： 类名.静态方法名()

2：使用实例对象：实例对象名.静态方法名()

# 静态方法的使用
class Workers:
    @staticmethod
    def static_method():#静态方法中没有默认参数
        print('我是一个静态方法')
worker1=Workers()
print('-----------使用类调用静态方法-----------\n')
Workers.static_method()
print("----------使用实例对象调用静态方法-----------\n")
worker1.static_method()