Python学习6（类）

2022-03-10 17:01:50

类

一、类的创建和使用

1、类的概念

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。

2、创建一个Dog类来说明

类的创建：

# #创建Dog类
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!")

类中的函数称为方法。上述代码中：def init(self, name, age): 是一个特殊的方法，每当根据Dog 类创建新实例时，Python都会自动运行它。
关于这个特殊方法的参数说明：形参self必不可少，还必须位于其他形参的前面。当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。因此，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。
这个特说方法处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。
sit() 和roll_over() 这两个方法不需要额外的信息，因此只需要形参self。

根据类创建实例：

# 创建实例
my_dog = Dog('Jack', 6)  # 实例1
your_dog = Dog('Tom', 7)  # 实例2(下面没有使用)

# 访问属性
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
print("My dog's age is " + str(my_dog.age) + ".")

# 调用方法
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()

访问属性： 要访问实例的属性，可使用句点表示法。my_dog.name、my_dog.age
调用方法： 使用句点表示法来调用Dog 类中定义的任何方法。my_dog.sit()、my_dog.roll_over()

创建结果：

3、类的使用

创建一个Car类：

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        """初始化描述汽车的属性"""
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0  # 这里就无须在_init_里提供形参

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整洁的描述性信息"""
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

    def update_odometer(self, mileage):
        """
        将里程表设置为指定的值
        禁止将里程表的值往回调
        """
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print("Yo can't roll back an odometer!")

    def read_odometer(self):
        """打印一条指出汽车里程的消息"""
        print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")

Car类的实例：

# 修改属性的值：直接修改属性的值、通过方法修改属性的值

my_car = Car('audi', 'a8', 2018)
print(my_car.get_descriptive_name())

my_car.odometer_reading = 23  # 直接修改
my_car.update_odometer(25)  # 通过方法修改

my_car.read_odometer()

有关Car类的说明：

我们定义了方法__init__() 。与前面的Dog 类中一样，这个方法的第一个形参为self ;我们还在这个方法中包含了另外三个形参：make 、model 和year。
类中的每个属性都必须有初始值，哪怕这个值是0或空字符串。在有些情况下，如设置默认值时，在方法__init__() 内指定这种初始值是可行的；如果你对某个属性这样做了，就无需包含为它提供初始值的形参。就如上述代码中的：

self.odometer_reading = 0  # 这里就无须在_init_里提供形参

修改属性的值：
- 直接修改：my_car.odometer_reading = 23 # 直接修改
- 通过方法修改：my_car.update_odometer(25) # 通过方法修改

Car类操作结果：

二、类的继承

1、概念：

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。（在创建子类时在子类名称括号内加上父类名称即可）

2、关于子类的方法init()

在创建子类的实例时，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。

创建Car类的子类：ElectricCar1

class ElectricCar1(Car):
    """电动汽车的独特之处"""

    def __init__(self, make, model, year):
        """
        初始化父类的属性
        再初始化电动汽车特有的属性
        """
        # 初始化父类的属性
        super(ElectricCar1, self).__init__(make, model, year)  # 继承方法不是直接super.
        # 初始化电动汽车也有的属性
        self.battery_size = 70

    def describe_battery(self):
        """打印一条描述电瓶容量的信息"""
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")

ElectricCar1类的实例

my_tesla1 = ElectricCar1('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla1.get_descriptive_name())
my_tesla1.describe_battery()
print("\n")

说明：

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ElectricCar1 的父类的方法__init__() ，让ElectricCar1 实例包含父类的所有属性。父类也称为超类（superclass）。初始化父类的方法的语法：
super(ElectricCar1, self).__init__(make, model, year)
注意： 继承方法并不需要super，直接使用句号表示法即可：my_tesla1.get_descriptive_name()
关于重写父类的方法： 对于父类的方法，只要它不符合子类模拟的实物的行为，都可对其进行重写。为此，可在子类中定义一个这样的方法，即它与要重写的父类方法同名。这样，Python将不会考虑这个父类方法，而只关注你在子类中定义的相应方法。如果要给子类添加新的方法，直接按照类的方法添加即可。

3、将实例用作属性

使用代码模拟实物时，你可能会发现自己给类添加的细节越来越多：属性和方法清单以及文件都越来越长。在这种情况下，可能需要将类的一部分作为一个独立的类提取出来。你可以将大型类拆分成多个协同工作的小类。

例如，不断给ElectricCar1 类添加细节时，我们可能会发现其中包含很多专门针对汽车电瓶的属性和方法。为此，我们可以
创建一个Battery类：

class Battery:
    """一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试"""

    def __init__(self, battery_size=70):
        self.battery_size = battery_size

    def describe_battery(self):
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")

    def get_range(self):
        """打印一条消息，指出电瓶的续航里程"""
        if self.battery_size == 70:
            range_mile = 240
        elif self.battery_size == 85:
            range_mile = 270

        message = "This car can go approximately " + str(range_mile)
        message += " miles on a full charge"
        print(message)

使用该Battery类（把该类当作属性使用）：

class ElectricCar2(Car):
    """电动汽车的独特之处"""

    def __init__(self, make, model, year):
        """
        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 = Battery()


my_tesla2 = ElectricCar2('tesla', 'model s', 2016)
print(my_tesla2.get_descriptive_name())
my_tesla2.battery.describe_battery()
my_tesla2.battery.get_range()  # 获取续航里程

说明：

我们仍然使用：super().__init__(make, model, year)来初始化父类的属性。
我们使用：self.battery = Battery()来创建子类ElectricCar2特有的属性。

操作结果：

三、类的导入

Python允许你将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。

1、导入单个类：from car import Car
2、一个模块存多个类： 虽然同一个模块中的类之间应存在某种相关性，但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。
3、从一个模块中导入多个类：from car import Car, ElectricCar
4、导入整个模块：import car
5、导入模块中的所有类：from module_name import *

四、类编码风格

1、类名应采用驼峰命名法，即将类名中的每个单词的首字母都大写，而不使用下划线。实例名和模块名都采用小写格式，并在单词之间加上下划线。
2、对于每个类，都应紧跟在类定义后面包含一个文档字符串。这种文档字符串简要地描述类的功能，并遵循编写函数的文档字符串时采用的格式约定。每个模块也都应包含一个文档字符串，对其中的类可用于做什么进行描述。
3、可使用空行来组织代码，但不要滥用。在类中，可使用一个空行来分隔方法；而在模块中，可使用两个空行来分隔类。
4、需要同时导入标准库中的模块和你编写的模块时，先编写导入标准库模块的import 语句，再添加一个空行，然后编写导入你自己编写的模块的import 语句。在包含多条import语句的程序中，这种做法让人更容易明白程序使用的各个模块都来自何方。

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