面向对象篇(五)
面向对象编程 是最有效的软件编写方法之一。在面向对象编程中，你编写表示现实世界中的事物和情景的类，并基于这些类来创建对象。编写类时，你定义一大类对象都有的通用行为。基于类创建对象 时，每个对象都自动具备这种通用行为，然后可根据需要赋予每个对象独特的个性。使用面向对象编程可模拟现实情景，其逼真程度达到了令你惊讶的地步。
根据类来创建对象被称为实例化 ，这让你能够使用类的实例。在本章中，你将编写一些类并创建其实例。你将指定可在实例中存储什么信息，定义可对这些实例执行哪些操作。你还将编写一些类来扩展既有类的功能，让相似的类能够高效地共享代码。你将把自己编写的类存储在模块中，并在自己的程序文件中导入其他程序员编写的类。
理解面向对象编程有助于你像程序员那样看世界，还可以帮助你真正明白自己编写的代码：不仅是各行代码的作用，还有代码背后更宏大的概念。了解类背后的概念可培养逻辑思维，让你能够通过编写程序来解决遇到的几乎任何问题。
随着面临的挑战日益严峻，类还能让你以及与你合作的其他程序员的生活更轻松。如果你与其他程序员基于同样的逻辑来编写代码，你们就能明白对方所做的工作；你编写的程序将能被众多合作者所理解，每个人都能事半功倍。
类和对象
使用类几乎可以模拟任何东西。下面来编写一个表示小狗的简单类Dog ——它表示的不是特定的小狗，而是任何小狗。对于大多数宠物狗，我们都知道些什么呢？它们都有名字和年龄；我们还知道，大多数小狗还会蹲下和打滚。由于大多数小狗都具备上述两项信息（名字和年龄）和两种行为（蹲下和打滚），我们的Dog 类将包含它们。这个类让Python知道如何创建表示小狗的对象。编写这个类后，我们将使用它来创建表示特定小狗的实例。
根据Dog 类创建的每个实例都将存储名字和年龄。我们赋予了每条小狗蹲下（sit() ）和打滚（roll_over() ）的能力：
class Dog():
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
def __init__(self, name, age):
"""初始化属性name和age"""
self.name = name
self.age = age
def sit(self):
"""模拟小狗被命令时蹲下"""
print(self.name.title() + " is now sitting.")
def roll_over(self):
"""模拟小狗被命令时打滚"""
print(self.name.title() + " rolled over!")首先，我们定义了一个名为Dog 的类。根据约定，在Python中，首字母大写的名称指的是类。这个类定义中的括号是空的，因为我们要从空白创建这个类。然后，我们编写了一个文档字符串，对这个类的功能作了描述。
- 方法__init__()
类中的函数称为方法 ；你前面学到的有关函数的一切都适用于方法，就目前而言，唯一重要的差别是调用方法的方式。代码中的方法__init__() 是一个特殊的方法，每当你根据Dog 类创建新实例时，Python都会自动运行它。在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免Python默认方法与普通方法发生名称冲突。
我们将方法__init__() 定义成了包含三个形参：self 、name 和age 。在这个方法的定义中，形参self 必不可少，还必须位于其他形参的前面。为何必须在方法定义中包含形参self 呢？因为Python调用这个__init__() 方法来创建Dog 实例时，将自动传入实参self 。每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self ，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。我们创建Dog 实例时，Python将调用Dog 类的方法__init__() 。我们将通过实参向Dog() 传递名字和年龄；self 会自动传递，因此我们不需要传递它。每当我们根据Dog 类创建实例时，都只需给最后两个形参（name 和age ）提供值。
接下来我们定义的两个变量都有前缀self 。以self 为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，我们还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name = name 获取存储在形参name 中的值，并将其存储到变量name 中，然后该变量被关联到当前创建的实例。self.age = age 的作用与此类似。像这样可通过实例访问的变量称为属性 。
Dog 类还定义了另外两个方法：sit() 和roll_over() 。由于这些方法不需要额外的信息，如名字或年龄，因此它们只有一个形参self 。我们后面将创建的实例能够访问这些方法，换句话说，它们都会蹲下和打滚。当前，sit() 和roll_over() 所做的有限，它们只是打印一条消息，指出小狗正蹲下或打滚。但可以扩展这些方法以模拟实际情况：如果这个类包含在一个计算机游戏中，这些方法将包含创建小狗蹲下和打滚动画效果的代码。如果这个类是用于控制机器狗的，这些方法将引导机器狗做出蹲下和打滚的动作。
下面来创建一个表示特定小狗的实例：
class Dog():
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
def __init__(self, name, age):
"""初始化属性name和age"""
self.name = name
self.age = age
def sit(self):
"""模拟小狗被命令时蹲下"""
print(self.name.title() + " is now sitting.")
def roll_over(self):
"""模拟小狗被命令时打滚"""
print(self.name.title() + " rolled over!")
my_dog = Dog('willie', 6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog is " + str(my_dog.age) + " years old.")这里使用的是前一个示例中编写的Dog 类。首先，我们让Python创建一条名字为’willie’ 、年龄为6 的小狗。遇到这行代码时，Python使用实参’willie’ 和6 调用Dog 类中的方法__init__() 。方法__init__() 创建一个表示特定小狗的示例，并使用我们提供的值来设置属性name 和age 。方法__init__() 并未显式地包含return 语句，但Python自动返回一个表示这条小狗的实例。我们将这个实例存储在变量my_dog 中。在这里，命名约定很有用：我们通常可以认为首字母大写的名称（如Dog ）指的是类，而小写的名称（如my_dog ）指的是根据类创建的实例。代码运行结果如下：
访问属性
要访问实例的属性，可使用句点表示法。我们编写了如下代码来访问my_dog 的属性name 的值：
class Dog():
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
def __init__(self, name, age):
"""初始化属性name和age"""
self.name = name
self.age = age
def sit(self):
"""模拟小狗被命令时蹲下"""
print(self.name.title() + " is now sitting.")
def roll_over(self):
"""模拟小狗被命令时打滚"""
print(self.name.title() + " rolled over!")
my_dog = Dog('willie', 6)
print(my_dog.name)输出结果如下：
调用方法
根据Dog 类创建实例后，就可以使用句点表示法来调用Dog 类中定义的任何方法。下面来让小狗蹲下和打滚：
class Dog():
"""一次模拟小狗的简单尝试"""
def __init__(self, name, age):
"""初始化属性name和age"""
self.name = name
self.age = age
def sit(self):
"""模拟小狗被命令时蹲下"""
print(self.name.title() + " is now sitting.")
def roll_over(self):
"""模拟小狗被命令时打滚"""
print(self.name.title() + " rolled over!")
if __name__ == '__main__':
my_dog = Dog('willie', 6)
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()要调用方法，可指定实例的名称（这里是my_dog ）和要调用的方法，并用句点分隔它们。遇到代码my_dog.sit() 时，Python在类Dog 中查找方法sit() 并运行其代码。Python以同样的方式解读代码my_dog.roll_over() 。
Willie按我们的命令做了：
继承
编写类时，并非总是要从空白开始。如果你要编写的类是另一个现成类的特殊版本，可使用继承 。一个类继承 另一个类时，它将自动获得另一个类的所有属性和方法；原有的类称为父类 ，而新类称为子类 。子类继承了其父类的所有属性和方法，同时还可以定义自己的属性和方法。
创建子类的实例时，Python首先需要完成的任务是给父类的所有属性赋值。为此，子类的方法__init__() 需要父类施以援手。
例如，下面来模拟电动汽车。电动汽车是一种特殊的汽车，因此我们可以在前面创建的Car 类的基础上创建新类ElectricCar ，这样我们就只需为电动汽车特有的属性和行为编写代码。
下面来创建一个简单的ElectricCar 类版本，它具备Car 类的所有功能：
class Car():
"""一次模拟汽车的简单尝试"""
def __init__(self, make, model, year):
self.make = make
self.model = model
self.year = year
self.odometer_reading = 0
def get_descriptive_name(self):
long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
return long_name.title()
def read_odometer(self):
print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")
def update_odometer(self, mileage):
if mileage >= self.odometer_reading:
self.odometer_reading = mileage
else:
print("You can't roll back an odometer!")
def increment_odometer(self, miles):
self.odometer_reading += miles
class ElectricCar(Car):
"""电动汽车的独特之处"""
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化父类的属性"""
super().__init__(make, model, year)
if __name__ == '__main__':
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())首先是Car 类的代码。创建子类时，父类必须包含在当前文件中，且位于子类前面。然后，我们定义了子类ElectricCar 。定义子类时，必须在括号内指定父类的名称。方法__init__() 接受创建Car 实例所需的信息。
接下来的super() 是一个特殊函数，帮助Python将父类和子类关联起来。这行代码让Python调用ElectricCar 的父类的方法__init__() ，让ElectricCar 实例包含父类的所有属性。父类也称为超类 （superclass），名称super因此而得名。
为测试继承是否能够正确地发挥作用，我们尝试创建一辆电动汽车，但提供的信息与创建普通汽车时相同。随后，我们创建ElectricCar 类的一个实例，并将其存储在变量my_tesla 中。这行代码调用ElectricCar 类中定义的方法__init__() ，后者让Python调用父类Car 中定义的方法__init__() 。我们提供了实参’tesla’ 、‘model s’ 和2016 。
除方法__init__() 外，电动汽车没有其他特有的属性和方法。当前，我们只想确认电动汽车具备普通汽车的行为：
让一个类继承另一个类后，可添加区分子类和父类所需的新属性和方法。
下面来添加一个电动汽车特有的属性（电瓶），以及一个描述该属性的方法。我们将存储电瓶容量，并编写一个打印电瓶描述的方法：
class Car():
"""一次模拟汽车的简单尝试"""
def __init__(self, make, model, year):
self.make = make
self.model = model
self.year = year
self.odometer_reading = 0
def get_descriptive_name(self):
long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
return long_name.title()
def read_odometer(self):
print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")
def update_odometer(self, mileage):
if mileage >= self.odometer_reading:
self.odometer_reading = mileage
else:
print("You can't roll back an odometer!")
def increment_odometer(self, miles):
self.odometer_reading += miles
class ElectricCar(Car):
"""Represent aspects of a car, specific to electric vehicles."""
def __init__(self, make, model, year):
"""
电动汽车的独特之处
初始化父类的属性，再初始化电动汽车特有的属性
"""
super().__init__(make, model, year)
self.battery_size = 70
def describe_battery(self):
"""打印一条描述电瓶容量的消息"""
print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")
if __name__ == '__main__':
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()首先，我们添加了新属性self.battery_size ，并设置其初始值（如70 ）。根据ElectricCar 类创建的所有实例都将包含这个属性，但所有Car 实例都不包含它。然后，我们还添加了一个名为describe_battery() 的方法，它打印有关电瓶的信息。我们调用这个方法时，将看到一条电动汽车特有的描述：
对于ElectricCar 类的特殊化程度没有任何限制。模拟电动汽车时，你可以根据所需的准确程度添加任意数量的属性和方法。如果一个属性或方法是任何汽车都有的，而不是电动汽车特有的，就应将其加入到Car 类而不是ElectricCar 类中。这样，使用Car 类的人将获得相应的功能，而ElectricCar 类只包含处理电动汽车特有属性和行为的代码
多继承
#类定义
class people:
#定义基本属性
name = ''
age = 0
#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
__weight = 0
#定义构造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
#单继承示例
class student(people):
grade = ''
def __init__(self,n,a,w,g):
#调用父类的构函
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
#覆写父类的方法
def speak(self):
print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
#另一个类，多继承之前的准备
class speaker():
topic = ''
name = ''
def __init__(self,n,t):
self.name = n
self.topic = t
def speak(self):
print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))
#多继承
class sample(speaker,student):
a =''
def __init__(self,n,a,w,g,t):
student.__init__(self,n,a,w,g)
speaker.__init__(self,n,t)
test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak() #方法名同，默认调用的是在括号中参数位置排前父类的方法执行以上程序输出结果为：
方法重写
如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：
class Parent: # 定义父类
def myMethod(self):
print ('调用父类方法')
class Child(Parent): # 定义子类
def myMethod(self):
print ('调用子类方法')
c = Child() # 子类实例
c.myMethod() # 子类调用重写方法
super(Child,c).myMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。
执行以上程序输出结果为：
