前言
在 Python 中,类表示具有相同属性和方法的对象的集合。在使用类时,需要先定义类,然后再创建类的实例,通过类的实例就可以访问类中的属性和方法了。
一、定义类
在 Python 中,类的定义使用 class 关键字来实现,语法如下:
class ClassName:
'''类的帮助信息''' # 类文档字符串
statement # 类体
参数说明:
- ClassName:用于指定类名,一般使用大写字母开头,如果类名中包括两个单词,第二个单词的首字母也大写,这种命名方法也称为 “驼峰式命名法”,这是惯例。当然,也可根据自己的习惯命名,但是一般推荐按照惯例来命名。
- ‘’‘类的帮助信息’‘’:用于指定类的文档字符串,定义该字符串后,在创建类的对象时,输入类名和左侧的括号 “(” 后,将显示该信息。
- statement:类体,主要由类变量(或类成员)、方法和属性等定义语句组成。如果在定义类时,没想好类的具体功能,也可以在类体中直接使用 pass 语句代替。
例如,下面以鸟为例声明一个类,代码如下:
class Bird:
"""鸟类"""
pass
二、创建类的实例
定义完类后,并不会真正创建一个实例。这有点像一个汽车的设计图。设计图可以告诉你汽车看上去什么样,但设计图本身不是一个汽车。你不能开走它,它只能用来建造真正的汽车,而且可以使用它制造很多辆汽车。那么如何创建实例呢?
class 语句本身并不创建该类的任何实例。所以在类定义完成以后,可以创建类的实例,即实例化该类的对象。创建类的实例的语法如下:
ClassName(parameterlist)
其中,ClassName 是必选参数,用于指定具体的类;parameterlist 是可选参数,当创建一个类时,没有创建 _ _ init _ _() 方法(该方法将在下面介绍),或者 _ _ init _ _() 方法只有一个 self 参数时,parameterlist 参数可以省略。
例如,创建上面定义的鸟类的实例,可以使用下图所示的代码:
三、创建 _ _ init _ _() 方法
在创建类后,可以手动创建一个 _ _ init _ _ () 方法。该方法是一个特殊的方法。每当创建一个类的新实例时,Python 都会自动执行它。_ _ init _ _() 方法必须包含一个 self 参数,并且必须是第一个参数。self 参数是一个指向实例本身的引用,用于访问类中的属性和方法。在方法调用时会自动传递实际参数 self,因此当 _ _ init _ _() 方法只有一个参数时,在创建类的实例时,就不需要指定实际参数了。
说明:在 _ _ init _ _() 方法的名称中,开头和结尾处是两个下划线(中间没有空格),这是一种约定,旨在区分 Python 默认方法和普通方法。
例如,下面仍然以鸟为例声明一个类,并且创建 _ _ init _ _() 方法,代码如下图所示:
从上面的代码及运行结果可以看出,在创建鸟类的实例时,虽然没有为 _ _ init _ _() 方法指定参数,但是该方法会自动执行。
注意:在创建 _ _ init _ _() 方法时,一定要在括号中添加 self,否则会报错如下图所示。
在 _ _ init _ _() 方法中,除了 self 参数外,还可以自定义一些参数,参数间使用逗号 “,” 进行分隔。例如,下面的代码将在创建 _ _ init _ _() 方法时,再指定 2 个参数,分别是 color,shape。
class Apple: # 创建一个苹果类
"""苹果类"""
def __init__(self, color, shape): # 构造方法
print('我是苹果类,我有以下特征:')
print(color) # 输出颜色特征
print(shape) # 输出形状特征
color_1 = '颜色是红色的' # 颜色特征
shape_1 = '形状是球形的' # 形状特征
red_apple = Apple(color_1, shape_1) # 创建苹果类的实例
执行上面代码后,结果如下:
我是苹果类,我有以下特征:
颜色是红色的
形状是球形的
四、创建类的成员并访问
类的成员主要由实例方法和数据成员组成。在类中创建了类的成员后,可以通过类的实例进行访问。
1. 创建实例方法并访问
所谓实例方法是指在类中定义的函数。该函数是一种在类的实例上操作的函数。同 _ _ init _ _() 方法一样,实例方法的第一个参数必须是 self,并且必须包含一个 self 参数。创建实例方法的语法格式如下:
def functionName(self, parameterlist):
block
参数说明:
- functionName:用于指定方法名,一般使用小写字母开头。
- self:必要参数,表示类的实例,其名称可以是 self 以外的单词,使用 self 只是一个惯例而已。
- parameterlist:用于指定除 self 参数以外的参数,各参数间使用逗号 “,” 进行分隔。
- block:方法体,实现的具体功能。
说明:实例方法和 Python 中的函数的主要区别就是,函数实现的是某个独立的功能,而实例方法是实现类中的一个行为,是类的一部分。
实例方法创建完成后,可以通过类的实例名称和点 (.)操作符进行访问,语法格式如下:
instanceName.functionName(parameterlist)
参数说明:
- instanceName:为类的实例名称。
- functionName:为要调用的方法名称。
- parameterlist:表示为方法指定对应的实际参数,其值的个数与创建实例方法中 parameterlist 的个数相同。
- block:方法体,实现的具体功能。
例如,创建一个人类,并定义一个构造方法,然后再定义一个实例方法 run(),该方法有两个参数,一个是 self,另一个是 speed,最后再创建人类的实例,并调用实例方法 run(),代码如下:
class People: # 创建一个人类
"""人类"""
def __init__(self, eye, mouth): # 构造方法
print('我是人类,我有以下特征:')
print(eye) # 输出眼睛特征
print(mouth) # 输出嘴巴特征
def run(self, speed): # 定义跑的方法
print(speed)
eye_1 = '我有两只眼睛' # 眼睛特征
mouth_1 = '我有一个嘴巴' # 嘴巴特征
man = People(eye_1, mouth_1) # 创建人类的实例
man.run('我跑起来非常快') # 调用实例方法
运行上面代码后,结果如下:
我是人类,我有以下特征:
我有两只眼睛
我有一个嘴巴
我跑起来非常快
2. 创建数据成员并访问
数据成员是指在类中定义的变量,即属性,根据定义位置,又可以分为类属性和实例属性。
- 类属性
类属性是指定义在类中,并且在函数体外的属性。类属性可以在类的所有实例之间共享值,也就是在所有实例化的对象中公用。
说明:类属性可以通过类名称或者实例名访问。
例如,定义一个人类 People,在该类中定义 2 个类属性,代码如下:
class People: # 创建一个人类
"""人类"""
eye = '有两只眼睛'
mouth = '有一个嘴巴'
def __init__(self): # 构造方法
print('我属于人类,我有以下特征:')
print(People.eye) # 输出眼睛特征
print(People.mouth) # 输出嘴巴特征
man = People() # 实例化一个人类的对象
运行上面代码后,结果显示如下:
我属于人类,我有以下特征:
有两只眼睛
有一个嘴巴
在 Python 中除了可以通过类名称访问类属性,还可以动态地为类和对象添加属性。例如,在上面 People 类的基础上添加一个 arm 属性,并通过类的实例访问该属性,可以在上面代码的后面再添加以下代码:
People.arm = '有两个胳膊'
print(man.arm)
运行代码后,结果显示如下:
我属于人类,我有以下特征:
有两只眼睛
有一个嘴巴
有两个胳膊
说明:除了可以动态地为类和对象添加属性,也可以修改类属性。修改结果将作用于该类的所有实例。
- 实例属性
实例属性是指定义在类的方法中的属性,只作用于当前实例中。例如,定义一个人类 People,在该类的 _ _ init _ _() 方法中定义 2 个实例属性,用于记录人类的特征,代码如下:
class People: # 创建一个人类
"""人类"""
def __init__(self): # 构造方法
self.eye = '有两只眼睛'
self.mouth = '有一个嘴巴'
print('我属于人类,我有以下特征:')
print(self.eye) # 输出眼睛特征
print(self.mouth) # 输出嘴巴特征
man = People() # 实例化一个人类的对象
上面代码运行后,显示以下结果:
我属于人类,我有以下特征:
有两只眼睛
有一个嘴巴
说明:实例属性只能通过实例名访问。如果通过类名访问实例属性,将抛出如下图所示异常。
对于实例属性也可以通过实例名称修改,与类属性不同,通过实例名称修改实例属性后,并不影响该类的另一个实例中相应的实例属性的值。例如,定义一个人类,并在 _ _ init _ _() 方法中定义一个实例属性,然后创建两个 People 类的实例,并且修改第一个实例的实例属性,最后分别输出实例 1 和实例 2 的实例属性,代码如下:
class People: # 创建一个人类
"""人类"""
def __init__(self): # 构造方法
self.eye = '有两只眼睛'
print('我属于人类,我有以下特征:')
print(self.eye) # 输出眼睛特征
man_1 = People() # 创建People类的实例1
man_2 = People() # 创建People类的实例2
man_1.eye = '有两只圆圆的大眼睛' # 修改实例属性
print('man_1的eye属性:', man_1.eye)
print('man_2的eye属性:', man_2.eye)
运行上面代码后,将显示以下内容:
我属于人类,我有以下特征:
有两只眼睛
我属于人类,我有以下特征:
有两只眼睛
man_1的eye属性: 有两只圆圆的大眼睛
man_2的eye属性: 有两只眼睛
五、访问限制
在类的内部可以定义属性和方法,而在类的外部则可以直接调用属性或方法来操作数据,从而隐藏了类内部的复杂逻辑。但是 Python 并没有对属性和方法的访问权限进行限制。为了保证类内部的某些属性或方法不被外部所访问,可以在属性或方法名前面添加双下划线(_ _ eye)或首尾添加双下划线(_ _ eye _ _),从而限制访问权限。其中,双下划线、首尾双下划线的作用如下:
- 首尾双下划线表示定义特殊方法,一般是系统定义名字,如 _ _ init _ _()。
- 双下划线表示 private(私有)类型的成员,只允许定义该方法的类本身进行访问,而且也不能通过类的实例进行访问,但是可以通过 “类的实例名._ 类名 _ _ xxx” 方式访问。
例如,创建一个 People 类,定义私有属性 _ _ eye,并使用 _ _ init _ _() 方法访问该属性,然后创建 People 类的实例,并通过实例名输出私有属性 _ _eye,代码如下:
class People: # 创建一个人类
"""人类"""
__eye = '有两只眼睛'
def __init__(self): # 构造方法
print('__init__():', People.__eye) # 在实例方法中访问私有属性
man = People() # 创建People类的实例
print('加入类名:', man._People__eye) # 私有属性,可以通过"实例名._类名__xxx"方式访问
print('直接访问:', man.__eye) # 私有属性不能通过实例名访问,出错
执行上面的代码后,将输出如下图所示结果:
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-720462.html
从上面的运行结果可以看出:私有属性不能直接通过实例名 + 属性名访问,可以在类的实例方法中访问,也可以通过 “类的实例名._ 类名 _ _ xxx” 访问。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-720462.html
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