Python进阶篇04-面向对象编程

面向对象编程

面向对象编程和面向过程编程的区别：

类和实例

类：抽象的、用于创建实例的基础模板，类里面可以定义这个类所拥有的基础的属性。
实例：根据类而创建的具体的对象，实例拥有类的基础属性和方法（类中的函数），比如 人类 就是一个类，而一个个具体的人，就是根据人类创建出来的具体的对象。
我们使用class关键字来定义类，类名使用驼峰命名法：

class People:    
    def __init__(self, name, age):  
        self.name = name
        self.age = age
        
    def hello(self):
        print('你好 {}'.format(self.name))
        
    def how_old(self):
        print('我{}岁了'.format(self.age))

创建类的实例化对象：

mike = People('mike', 15)  # 根据__init__方法的参数来传参
mike.hello()

1. __init__() 类的初始化方法，定义该类的实例化对象必须绑定的基础属性，此方法第一个参数必须是self，指创建的实例本身，但在进行实例化时不需要传递此参数，python会自动传递，创建实例时就会将该类的基础属性绑定给实例对象，为通过self变量给实例化对象绑定属性；init方法中无参数时，创建实例不需要传参，有参数时，则创建实例时需要按照参数进行传递。
2. Python中创建类时默认继承了object类，不需要多余写，若要继承其他类，则需要class People(ObjectName):
3. 面向对象编程中有个“数据封装”，在类中我们有基础属性，而直接在类中定义访问类中数据的函数，这样根据类实例化对象之后，可以直接通过调用实例的方法（即类中定义的函数）去访问实例对象中的数据，外部不需要知道类及其实例中的细节，这就称为封装（就像一个集装箱，其中有两个窗口，一个可以往外送东西，一个可以往里放东西，我们只需要在窗口输入特定的参数，就可以实现往集装箱放东西、取东西，而不需要关心其中是如何放、取）。
4. “封装的目的在于保护类内部数据结构的完整性， 因为使用类的用户无法直接看到类中的数据结构，只能使用类允许公开的数据，很好地避免了外部对内部数据的影响，提高了程序的可维护性。用户只能通过暴露出来的方法访问数据时，你可以在这些方法中加入一些控制逻辑，以实现一些特殊的控制”。

访问限制

前面讲到，将类进行封装，可以避免外部随意操作内部的数据，那么如何使外部无法随意操作类及类的实例对象的内部数据呢？
可以看到，之前的写法是可以在外部随意操作内部数据的，这样很容易产生错误，因为我们无法控制外部的操作。

class People:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def hello(self):
        print('你好 {}'.format(self.name))

    def how_old(self):
        print('我{}岁了'.format(self.age))


mike = People('mike', 15)
print(mike.name)
mike.name = 'pika'
print(mike.name)
----------
mike
pika

1. 在Python中，我们可以在属性前面加上两个下划线__，这样就可以让内部属性无法被外部访问，使之变成了一个私有变量；

class People:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, n):
        self.__name = n
        return True


mike = People('mike', 15)
print(mike.__name)
----------
Traceback (most recent call last):
  File ".........pythonProject/main.py", line 33, in <module>
    print(mike.__name)
AttributeError: 'People' object has no attribute '__name'

2. 但这种并非真正的私有变量，在Python内部，是将这样的变量修改为了_ClassName__variable，因此直接通过原来的变量名无法进行访问，这是一种双方默认的私有，即双方自觉遵守规定的私有；

print(mike._People__name)    # 极为不建议，错误的做法

3. 在Python中，还有一种__variable__的变量，这种是Python的特殊变量，可以直接进行访问，如__name__，__file__等；
4. 还有一种以单下划线开头的变量名_variable，这种的含义是，我将其标记为了私有变量，虽然可以进行访问，但请你不要访问它；
5. 将变量设置为私有变量后，为了外部可以 设置/获取 私有变量的值，就可以给类添加 get方法 与 set方法；

print(mike.get_name())
mike.set_name('kk')
print(mike.get_name())
----------
mike
kk

6. 外部不可以再操作私有变量，但注意 虽然在表面看来可以对私有变量赋值，实际上那只是给对象新增了一个属性；

mike.name = 'pika'    # 此时的name已经是一个新的属性，相当于给mike对象新增了一个name属性
print(mike.name)

mike.__name = 'test'   # 相当于给mike对象新增了一个__name属性
print(mike.__name)
print(mike.get_name())   # 原来的__name属性，还是原来的值
----------
pika
test
mike

继承和多态

继承

• 我们定义一个类的时候，可以从现有的类中继承，被继承的类即为父类（或者基类、超类），新定义的类即为子类；
• 当新类继承某个类后，即拥有了父类的全部功能，继承是实现代码复用的重要方式，可以减少很多重复性代码、使代码更便于维护；
• 继承某个类后，我们还可以在子类上覆盖重写父类的功能 或者 扩展新的特色功能；
• Python中，所有的类都默认继承Object类；
• 继承分为 单继承、多重继承；

单继承

单继承即普通的继承，一个类继承另一个类。

class People:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def get_name(self):
        return '我的名字是{}'.format(self.__name)

    def set_name(self, n):
        self.__name = n
        return True

    def say(self):
        print('我是一个人类')


class Adult(People):
    def say(self):
        print('我是一个成年人')


class Child(People):
    def say(self):
        print('我是一个小孩子')


sky = Adult('sky', 17)
print(sky.get_name())
sky.say()

Adult和Child都继承了People类，拥有People类的所有功能，也可以自己定义新的特色功能

多重继承

在上述例子中，再扩展一下，生活中一般分为工作和读书，那么假如我们有一些类：读书的成年人、读书的孩子、工作的成年人、工作的孩子…，此时我们就可以使用多重继承，可以使一个类同时拥有多种特质（功能）

class Work:
    @staticmethod
    def work():
        print('我在打工，我好累')


class Study:
    @staticmethod
    def study():
        print('我要好好学习')


class ChildLabour(Child, Work):
    pass


class StudyAdult(Adult, Study):
    pass


maria = ChildLabour('maria', 13)
maria.say()
maria.work()
----------
我是一个小孩子
我在打工，我好累

ChildLabour类同时继承了Child和Work，即为工作的孩子-童工类，同时拥有了Child和Work的特质（功能）；通过多重继承，我们可以自由对基类进行组合，以创造出合适的新类

多态

• 多态的概念依赖于继承，因为继承，子类拥有了父类的方法，而子类不仅可以重写父类的方法，还可以自己添加自己特有的方法，最终同一个类型的对象，执行相同的方法时，会出现多种不同的结果，即同一类事物，有多重形态；
• 当我们调用一个类的实例对象中的方法时，会先从此类本身的定义中寻找此方法，如果没有，则再找父类是否有这个方法，按照此顺序依次向上寻找；
• 因此，当子类与父类拥有同样的方法时，调用子类的实例化对象的这个方法，那么调用的是子类的方法，这种子类与父类拥有相同方法我们称之为重写，即重新编写父类的方法，使其更“特色”；
• 在上述例子中，Adult和Child都继承了People类，都重写了People类的say()方法，分别调用Adult.say()、Child.say()，却会出现不同的结果，这就是因为继承而出现的多态；
• 多态是 发生在父类与子类之间，并且因为子类重写了父类的方法，而产生了调用同一种方法出现不同结果的现象；

如何运用多态呢？如果仅仅是通过继承和重写，在子类中定义相同的方法而使其出现不同的结果，和在子类中定义不同的方法也没什么区别；而假如我们通过其他外部函数，针对某一类对象，统一进行调用并对数据进行处理，这样我们只需要知道传入此类型的对象 或者 拥有此种需要的方法的对象 即可，如果还需要新增新的类去使用这个外部函数来进行处理的话，再定义一个新的子类就可以了，不需要去动这个外部函数的内部功能，这样提高了代码的灵活性、增加了程序的可扩展性。

class People:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def say(self):
        print('我是一个人类')


class Adult(People):
    def say(self):
        print('我是一个成年人')


class Child(People):
    def say(self):
        print('我是一个小孩子')


def say_what(people):
    print('我是一个{}'.format(type(people)))
    people.say()


p = People('kk', 12)
a = Adult('mike', 19)
c = Child('lisa', 10)

say_what(p)
say_what(a)
say_what(c)
----------
我是一个<class '__main__.People'>
我是一个人类
我是一个<class '__main__.Adult'>
我是一个成年人
我是一个<class '__main__.Child'>
我是一个小孩子

我们可以通过一个方法来处理同一类型的对象，再加上多态，从而得到不同的结果，如果我们需要增加其他处理逻辑，直接修改say_what()函数即可；如果我们需要增加新的对象进行处理，再增加新的子类或者拥有say()方法的对象即可。

实例属性和类属性

实例属性：可以通过实例变量直接给实例化对象添加属性，也可以通过定义类时的self变量给实例化对象绑定属性；
类属性：直接在类中绑定在类上的属性，属于类本身，可以通过 classname.name 来进行访问，不过该类的实例化对象也可以访问；

class People:
    count = 0    # 绑定在类的属性，可以通过 People.count访问

    def __init__(self, name):
        self.name = name    # 通过 self 变量给实例化对象绑定属性
        People.count += 1


mike = People('mike')
mike.age = 17    # 通过变量，直接给实例化对象绑定属性，类无此属性
print(mike.age)

print('给mike直接绑定count属性前，打印count属性值：{}'.format(mike.count))    # mike对象本身没有这个属性，会向上查找类的count属性
mike.count = 666
print('给mike直接绑定count属性之后，打印count属性值：{}'.format(mike.count))
print('给mike直接绑定count属性之后，打印People类的count属性值：{}'.format(People.count))
# 给mike对象绑定后，mike对象的有count属性，则会直接打印出mike对象的属性
# 但是People的类属性 count 并未改变，只是通过mike对象无法再访问到这个类属性
----------
给mike直接绑定count属性前，打印count属性值：1
给mike直接绑定count属性之后，打印count属性值：666
给mike直接绑定count属性之后，打印People类的count属性值：1

“注意在实际生活中，不要对实例属性和类属性使用相同的名字，这样实例属性会覆盖掉类属性，而删除掉实例属性后，再使用相同名称访问到的是类属性，这样可能会出现意外的错误。“

原文地址：http://www.cnblogs.com/themoony/p/16807998.html