一、面向对象基本操作

1. 面向对象概念

Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。
接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。

2. 面向对象技术简介

    类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
    方法：类中定义的函数。
    类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
    数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
    方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
    局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
    实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
    继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
    实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
    对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。
Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。
对象可以包含任意数量和类型的数据。

3. 类定义

语法格式如下：
class ClassName:
    <statement-1>
    .
    <statement-N>
类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

4. 类对象

类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。

5. init()

类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用
_init__() 方法可以有参数，参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上

6. self: 不是关键词，可以换成其他的

self 代表类的实例，而非类
类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。
在 Python中，self 是一个惯用的名称，用于表示类的实例（对象）自身。它是一个指向实例的引用，使得类的方法能够访问和操作实例的属性。
当你定义一个类，并在类中定义方法时，第一个参数通常被命名为 self，尽管你可以使用其他名称，但强烈建议使用 self，以保持代码的一致性和可读性。

7. 类的方法

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

8. 继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:
class DerivedClassName(BaseClassName):
    <statement-1>
    .
    <statement-N>
子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。
BaseClassName（实例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
    class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

9. 多继承

Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    <statement-N>
需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

10. 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

11. 类属性与方法

类的私有属性
    __private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs。
类的方法
    在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
    self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定使用 self。
类的私有方法
    __private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.__private_methods。

12. 类的专有方法：

__init__ : 构造函数，在生成对象时调用
__del__ : 析构函数，释放对象时使用
__repr__ : 打印，转换
__setitem__ : 按照索引赋值
__getitem__: 按照索引获取值
__len__: 获得长度
__cmp__: 比较运算
__call__: 函数调用
__add__: 加运算
__sub__: 减运算
__mul__: 乘运算
__truediv__: 除运算
__mod__: 求余运算
__pow__: 乘方

13. 运算符重载

Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，

二、代码概述

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
# @Date : 2024/4/17 15:06
# @Author : water
# @Description : 面向对象
"""
面向对象
    Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
    如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。
    接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
面向对象技术简介
        类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
        方法：类中定义的函数。
        类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
        数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
        方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
        局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
        实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
        继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
        实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
        对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
    和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。
    Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。
    对象可以包含任意数量和类型的数据。
类定义
    语法格式如下：
    class ClassName:
        <statement-1>
        .
        <statement-N>
    类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。
类对象
    类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
    属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
    类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。
__init__()
    类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用
    _init__() 方法可以有参数，参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上
self: 不是关键词，可以换成其他的
    self 代表类的实例，而非类
    类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self。
    在 Python中，self 是一个惯用的名称，用于表示类的实例（对象）自身。它是一个指向实例的引用，使得类的方法能够访问和操作实例的属性。
    当你定义一个类，并在类中定义方法时，第一个参数通常被命名为 self，尽管你可以使用其他名称，但强烈建议使用 self，以保持代码的一致性和可读性。
类的方法
    在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

继承
    Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:
    class DerivedClassName(BaseClassName):
        <statement-1>
        .
        <statement-N>
    子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。
    BaseClassName（实例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
        class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
多继承
    Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
    class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
        <statement-1>
        .
        <statement-N>
    需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。
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
类属性与方法
    类的私有属性
        __private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs。
    类的方法
        在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
        self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定使用 self。
    类的私有方法
        __private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.__private_methods。
类的专有方法：
    __init__ : 构造函数，在生成对象时调用
    __del__ : 析构函数，释放对象时使用
    __repr__ : 打印，转换
    __setitem__ : 按照索引赋值
    __getitem__: 按照索引获取值
    __len__: 获得长度
    __cmp__: 比较运算
    __call__: 函数调用
    __add__: 加运算
    __sub__: 减运算
    __mul__: 乘运算
    __truediv__: 除运算
    __mod__: 求余运算
    __pow__: 乘方
运算符重载
    Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，
"""


# 类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:
class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345

    def f(self):
        return 'hello world'


# 实例化类
x = MyClass()

# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())


# 类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用

class Complex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart


x = Complex(3.0, -4.5)
print(x.r, x.i)  # 输出结果：3.0 -4.5


# self:
class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)


# 从执行结果可以很明显的看出，self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类;
# self 不是 python 关键字，我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的:
t = Test()
t.prt()


# 类的方法
# 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))


# 实例化类
p = people('runoob', 10, 30)
p.speak()


# 继承（单）

# 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))


s = student('ken', 10, 60, 3)
s.speak()


# 多继承
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


# 方法重写
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
c.myMethod()
p = Parent()
p.myMethod()


# 类的私有属性实例如下：
class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0  # 公开变量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print(self.__secretCount)


counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print(counter.publicCount)
# print(counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量

# 类的私有方法实例如下

class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private

    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)

    def __foo(self):  # 私有方法
        print('这是私有方法')

    def foo(self):  # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()


x = Site('', 'www.runoob.com')
x.who()  # 正常输出
x.foo()  # 正常输出
# x.__foo()  # 报错


# 运算符重载

class Vector:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

    def __str__(self):
        return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)

    def __add__(self, other):
        return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)


v1 = Vector(2, 10)
v2 = Vector(5, -2)
print(v1 + v2)