Python 简明教程 --- 20，Python 类中的属性与方法

2023-01-07 18:53:48

Python 简明教程 --- 20，Python 类中的属性与方法

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类中的变量称为属性，类中的函数称为方法。

类中的属性分为：

实例属性：对象所有，互不干扰
类属性：类所有，所有对象共享

类中的方法分为：

实例方法：定义中有self 参数
类方法：定义中有cls 参数，使用@classmethod 装饰器
静态方法：定义中即没有self 参数，也没有cls 参数，使用@staticmethod 装饰器

1，实例属性与类属性

类的对象，就是类的一个实例。类的实例属性被对象所有，包含在每个对象之中，不同的对象之间，互不干扰。类的类属性被类所有，被包含在类中，是所有的类对象共享。

一般情况下，实例属性会在__init__ 方法中声明并初始化，并且使用self 来绑定。而类属性是在类作用域中被声明，并且不使用self 来绑定。

例如下面代码中，country 为类属性，__name 为实例属性：

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

访问实例属性时使用对象.属性名的格式，实例属性属于对象各自的，互不影响：

>>> p1 = People('小明')
>>> p2 = People('小美')
>>> 
>>> p1.get_name()
'小明'
>>> p2.get_name()
'小美'

类属性被所有对象共有，一旦被改变，所有对象获取到的值都会被改变。访问类属性时使用类名.属性名的格式，也可以使用对象.属性名的格式来访问：

>>> People.country              # 用`类名.属性名`的格式访问
'CHINA'
>>> p1.country                  # 用`对象.属性名`的格式访问
'china'
>>> p2.country
'china'
>>> 
>>> People.country = 'CHINA'    # 类属性的值被改变
>>> p1.country                  # 每个对象获取到的值也会被改变
'CHINA'
>>> p2.country
'CHINA'

注意，在使用对象.属性名的格式访问对象时，不要以这种格式对类属性进行赋值，否则结果可能不会像你想象的一样：

>>> p1 = People('小明')
>>> p2 = People('小美')
>>> People.country
'china'
>>> p1.country
'china'
>>> p2.country
'china'
>>> p1.country = '中国'   # 使用`对象.属性名`的格式对类对象进行赋值
>>> p1.country           # 只有 p1.country 被改变
'中国'
>>> p2.country           # p2.country 没有被改变
'china'
>>> People.country       # People.country 也没有被改变
'china'

从上面代码中可以看到，在Python 中以对象.属性名格式对类属性进行赋值时，只有p1.country 的值被改变了，p2.country 和 People.country 的值都没有被改变。

实际上，这种情况下，类属性的值并没有被改变，而是对象p1 中多了一个country 实例属性，此后，p1.country 访问的是p1 的实例属性，p1.country对属性country的访问屏蔽了类中的country属性，而p2.country 和 People.country 访问的依然是原来的类属性。

所以，类名.属性名和对象.属性名的格式都可以访问类属性的值，但尽量避免使用对象.属性名的格式对类属性的值进行赋值，否则可能会发生混乱。

建议：

不管是访问还是改变类属性的值，都只用类名.属性名的格式

2，实例方法，类方法，静态方法

Python 类中有三种方法：

实例方法
类方法
静态方法

实例方法属于对象，方法中都有一个self 参数（代表对象本身）。实例方法只能由对象调用，不能通过类名访问。实例方法中可以访问实例属性和类属性。

类方法属于类，方法中都有一个cls 参数（代表类本身）。类方法即可以通过类名访问，也可以通过对象访问，类方法中只能访问类属性，不能访问实例属性。

注意：

Python 解释器在构造类与对象时，类是先于对象产生的。

因此，类属性与类方法是先于实例属性与实例方法 产生的。

所以当类方法产生时，还没有实例属性，因此，类方法中不能访问实例属性。

静态方法中，没有self 参数，也没有cls 参数。因此，在静态方法中，即不能访问类属性，也不能访问实例属性。静态方法可以使用类名访问，也可以使用对象访问。

在Python 中，定义类方法需要用到装饰器@classmethod，定义静态方法需要用到装饰器@staticmethod。

实例方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 实例方法中有self 参数
    def instance_method_test(self):
        # 在实例方法中访问了实例属性和类属性
        print('name:%s country:%s' % (self.__name, People.country))

使用：

>>> p = People('小明')
>>> p.instance_method_test()
name:小明 country:china

在实例方法中访问了实例属性__name和类属性country，均可以被访问。

类方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 类方法中都有cls 参数
    @classmethod
    def class_method_test1(cls):
        print('在类方法中访问类属性country:%s' % cls.country)

    @classmethod
    def class_method_test2(cls):
        print('在类方法中访问实例属性__name:%s' % self.__name)

使用：

>>> p = People('小明')
>>> p.class_method_test1()         # 在类方法中访问类属性，可以
在类方法中访问类属性country:china
>>>
>>> p.class_method_test2()         # 在类方法中访问实例属性，出现异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 18, in class_method_test2
    print('在类方法中访问实例属性__name:%s' % self.__name)
NameError: name 'self' is not defined

从上面代码中可以看到，在类方法中可以访问类属性，但在类方法中访问实例属性，会出现异常。

静态方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 静态方法中即没有self 参数也不没有cls 参数
    @staticmethod
    def static_method_test1():
        print('在静态方法中访问类属性country:%s' % cls.country)

    @staticmethod
    def static_method_test2():
        print('在静态方法中访问实例属性__name:%s' % self.__name)

使用：

>>> p = People('小明')
>>> p.static_method_test1()      # 在静态方法中访问类属性，出现异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 14, in static_method_test1
    print('在静态方法中访问类属性country:%s' % cls.country)
NameError: name 'cls' is not defined
>>>
>>> p.static_method_test2()     # 在静态方法中访问实例属性，出现异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 18, in static_method_test2
    print('在静态方法中访问实例属性__name:%s' % self.__name)
NameError: name 'self' is not defined

从上面代码中可以看到，在静态方法中无论访问实例方法还是类方法，都会出现异常。

3，专有方法

我们之前讲到过的魔法方法，即以双下划线__开头且结尾的方法__xxx__，就是专有方法。这些方法都被Python 赋予了特殊的含义，用户可以根据需要，来实现这些方法。

下面我们介绍一些 Python 中常见的专有方法。

__len__ 方法

实现该方法的类的对象，可以用len() 函数计算其长度。

__str__ 方法

实现该方法的类的对象，可以转化为字符串。

__call__ 方法

实现该方法的类的对象，可以像函数一样调用。

__iter__ 方法

实现该方法的类的对象，是可迭代的。

__setitem__ 方法

实现该方法的类的对象，可以用索引的方式进行赋值。

__getitem__ 方法

实现该方法的类的对象，可以用索引的方式进行访问。

__contains__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行in 运算。

__add__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行加+运算。

__sub__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行减-运算。

__mul__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行乘*运算。

__div__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行除/运算。

__pow__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行乘方运算。

__mod__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行取模运算。

__eq__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行相等==比较。

__ne__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行不等于!=比较。

__gt__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行大于>比较。

__ge__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行大于等于>=比较。

__lt__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行小于<比较。

__le__ 方法

实现该方法的类的对象，可以进行小于等于<=比较。

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Python 简明教程 --- 20，Python 类中的属性与方法

1，实例属性与类属性

2，实例方法，类方法，静态方法

3，专有方法

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