[Python零基础入门篇③③] - 五分钟快速带你了解什么是面向对象编程

原创

哈哥撩编程

发布于 2024-07-11 13:34:17

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发布于 2024-07-11 13:34:17

通过学习私有函数与私有变量，可以更好的完善类的开发，从而丰满我们的场景与实现方案。

🍊 什么是面向对象编程(类)

利用（面向）对象的（属性和方法）去进行编码的过程即面向对象编程
自定义对象数据类型就是面向对象中的类(class)的概念

🍊 类的关键字 - class

class 关键字用来声明类，类的名称首字母大写，多单词的情况下每个单词首字母大写(即驼峰命名法)。在我们一开始学习 Python 的时候说过，要尽量避免使用 驼峰命名法 ，但 类 的命名是一个特例，类 的命名可以使用驼峰命名。

🍊 类的定义与使用

类的定义示例如下：

class Nmae(object):		
# class关键字 + 类名(首字母大写) + 小括号(括号内填写 object:为python中的通用对象，书写通用对象的 class 会带有更多的内置功能) + 冒号
    
    变量 = 变量的值
    # 可以定义 类 的变量
    
    def func(self):
        do
    # 也可以定义 类 的函数：类函数内有个必传参数 'self' ，一定要书写在类函数的第一参数位，这是 python 内部的语法规定
    
# 需要注意的是 类的属性与函数的缩进要统一

类的使用示例如下：

# 定义一个动物类；动物类中定义一个变量；定义一个 跑 的函数(属性)

class Animal(object):	# 定义一个类
    name = '哈士奇'		# 类变量(类属性)
    
    def run(self):		# 类函数：将 self 作为第一个参数传入 类函数 'run()'
        print(f'{self.name} can run')	
        				# 'self.name'为类属性，如果不加上'self.'则不会找到类属性；如果想要在类函数中调用类属性就必须加上'self.'
            			# 'self' 参数具备两个功能
                		# 1.可以帮助我们调用类属性
                    	# 2.将使用 self 的函数调用到类中，如果我们有另一个函数，可以在另一个函数中通过 'self.' 来进行调用 run 函数
                        
dog = Animal()		# 类的实例化
print(dog.name)		# 通过实例化进行属性调用

dog.run()			# 通过实例化，进行函数调用

# >>> 执行结果如下：
# >>> 哈士奇
# >>> 哈士奇 can run

🍊 类的参数 - self

在类里面，所有实例方法都需要加 self 参数，且排在第一个，有且仅有一个。

self 参数的含义：在类中定义的方法，第一个参数 self 指向调用该方法的实例对象，在方法中通过 self.属性 这样的形式访问对象的实例属性

self 是类函数中的必传参数，且必须放在第一个参数位置
self 是一个对象，它代表着实例化的变量自身
self 可以直接通过点(.)来定义一个类变量如 self.name = Neo ，如果在函数体内定义变量可以通过 self + . +变量名 来进行赋值。
self 中的变量与含有 self参数的函数可以在类中的任何一个函数内随意调用
非函数中定义的变量在定义的时候不需要使用 self

🍊 如何理解 self 参数

🍊 类比

如果把类比作造房子的图纸
类实例化后的对象是真正可以住的房子
根据一张图纸（类），可以设计出成千上万的房子（实例对象）
每个房子长相都是类似的（都有相同的实例属性和实例方法），但它们都有各自的主人
如何区分不同的房子：通过 self 参数，可以保证每个房子的主任仅能进入自己的房子（每个实例对象只能调用自己的实例属性和实例方法）

🍊 重点

一个类可以产生多个实例对象，当某个实例对象调用实例方法，该对象会把自身的引用作为第一个参数自动传递给该方法
换句话说：Python 会自动将实例方法的第一个参数指向调用该方法的对象
这样，Python 解释器就知道到底要执行哪个对象的实例方法了
调用实例方法的时候，不需要手动为第一个参数传值

可能大家还不是很理解，根据类的两个关键要素属性和方法，具体来使用self看看实际应用效果：

class Persion(object):
    name = None
    age = None

    def run(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'跑步\'')

    def swim(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'游泳\'')


neo = Persion()
neo.name = 'Neo'
neo.run()

# >>> 执行结果如下：
# >>> Neo 的健身项目是'跑步'

我们再重新实例化一个对象，看看这个新的实例化对象是否同步了 neo.name

class Persion(object):
    name = None
    age = None

    def run(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'跑步\'')

    def swim(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'游泳\'')


neo = Persion()
neo.name = 'Neo'
neo.run()


jack = Persion()
jack.run()

# >>> 执行结果如下：
# >>> Neo 的健身项目是'跑步'
# >>> None 的健身项目是'跑步'

从输出结果可以看到我们修改的 neo 实例化对象的对应的 name 的值仅作用于自己的实例，而 Persion 类，与新的 jack 实例化对象并没有受到影响。

所以即使使用新的对象进行实例化，还是需要新的实例化对象来修改类的属性，来达到我们自己想要的效果。其实很好理解，都是人类，但是每个人的个体化都是不同的。所以他们拥有人类的共同属性后 (name，age) ，也可以自定义自己的属性。

现在我们的 Persion 类定义了两个属性 'name' 与 'age' ，如果我们再添加一个属性呢？ ，其实是可以的。现在我们针对 'Jack' 增加一个自定义属性 ，尝试一下。

class Persion(object):
    name = None
    age = None

    def run(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'跑步\'')

    def swim(self):
        print(f'{self.name} 的健身项目是\'游泳\'')


neo = Persion()
neo.name = 'Neo'
neo.run()


jack = Persion()
jack.top = 180
print('\'Jack\'的身高是', jack.top)

# >>> 执行结果如下
# >>> Neo 的健身项目是'跑步'
# >>> 'Jack'的身高是 180


print('\'Neo\'的身高是', neo.top)
# >>> 执行结果如下：
# >>> AttributeError: 'Persion' object has no attribute 'top'

从上面的 jack.top 与 neo.top 的自定义属性，我们发现三件事。

1.实例化对象可以自定义属性
2.每个实例化对象自己定义的属性与其他实例化对象不通用。
3.Persion类在实例化对象之后，依然只有自己的两个属性 (name 和 age) ，实例化对象自定义的属性仅作用于自己，并不影响 类 。

🍊 self 的解析与总结

说实话，关于 Python 中的 self 我一开始接触的时候，也是给我搞的云里雾绕、五迷三道的...这里做个总结，希望对同样云里雾绕、五迷三道的童鞋有所帮助。

Python 中 self 代表的是 类的示例 ； self 在定义类的方法时是必须有的，虽然在调用时不必传入相应的参数。
Python 中 self 只有在针对类的情况下，才是有意义的。
self 只能用在 python 类的方法中。

具体的举例说明如下：

🍊 属性

关于属性 - 1：如果变量定义在类下面而不是类的方法下面，那这个变量既是类的属性也是类实例的属性。

class Cat(object):
    eyes = '有2只眼睛'
    legs = '有4条腿'
    tail = '有1只尾巴'


dragonLi = Cat()
dragonLi.name = '狸花猫'
dragonLi_eyes = dragonLi.eyes
dragonLi_legs = dragonLi.legs
dragonLi_tail = dragonLi.tail

print(' 猫 ' + Cat.eyes, Cat.legs, Cat.tail)

print(dragonLi.name, dragonLi_eyes, dragonLi_legs, dragonLi_tail)

# >>> 执行结果如下：
# >>>  猫 有2只眼睛 有4条腿 有1只尾巴
# >>> 狸花猫 有2只眼睛 有4条腿 有1只尾巴

关于属性 - 2：如果变量定义在类的方法下面，如果加了self，那这个变量就是类实例的属性，不是类的属性；如果没有加self，这个变量只是这个方法的局部变量，既不是类的属性也不是类实例的属性。

class Cat(object):
    eyes = '有2只眼睛'
    legs = '有4条腿'
    tail = '有1只尾巴'

    def __init__(self):			# 关于__init__() 会在下面的 '类的构造器'有详细讲解
        self.color_01 = '黄棕色'
        color_02 = '黑棕色'


dragonLi = Cat()
dragonLi_color_01 = dragonLi.color_01
print('狸花猫有两种披毛颜色，一种是：', dragonLi_color_01)

# >>> 执行结果如下：
# >>> 狸花猫有两种披毛颜色，一种是： 黄棕色

dragonLi_color_02 = dragonLi.color_02
print('狸花猫有两种披毛颜色，另一种是：', dragonLi_color_02)

# >>> 执行结果如下：
# >>> AttributeError: 'Cat' object has no attribute 'color_02'.

🍊 方法

关于方法1：如果在类中定义函数时加了self，那这个函数是类实例的方法，而不是类的方法。

class Cat(object):

    def eat(self):
        print('爱吃鱼')


dragonLi = Cat()
dragonLi.eat()

# >>> 执行结果如下：
# >>> 爱吃鱼

Cat.cat()

# >>> 执行结果如下：
# >>> TypeError: Cat.eat() missing 1 required positional argument: 'self'

关于方法2：如果在类中定义函数时候没有加self，那这个函数就只是类的方法，而不是类实例的方法。

class Cat(object):

    def eat():
        print('爱吃鱼')


Cat.eat()

# >>> 执行结果如下：
# >>> 爱吃鱼

dragonLi = Cat()
dragonLi.eat()

# >>> 执行结果如下：
# >>> TypeError: Cat.eat() takes 0 positional arguments but 1 was given

🍊 小结

属性：

如果变量定义在类下面而不是类的方法下面，那这个变量既是类的属性也是类实例的属性。
如果变量定义在类的方法下面，如果加了self，那这个变量就是类实例的属性，不是类的属性；如果没有加self，这个变量只是这个方法的局部变量，既不是类的属性也不是类实例的属性。

方法：

如果在类中定义函数时加了self，那这个函数是类实例的方法，而不是类的方法。
如果在类中定义函数时候没有加self，那这个函数就只是类的方法，而不是类实例的方法。

🍊 类的构造函数

前面我们了解了类的创建、类的属性、类函数的使用方法，现在我们再来看看类的构造函数。

什么是类的构造函数？ ---> 构造函数是类中的一种默认函数，通过定义它可以在类实例化的同时，将参数传入类中。（类似于函数执行的时候可以传一些参数）

🍊 构造函数的创建方法

重点：构造函数依然要在类中定义

def __init__(self, a, b)		# def关键字 + __init__ + 小括号(括号内第一个传入的依然是 self ，后面再跟上希望实例化时传入的参数)
	self.a = a					# 在构造函数里，将参数绑定在 self 中，将变量通过 self 绑定之后，就可以在类的各个函数中进行调用了
    self.b = b

构造函数的用法，示例如下：

class Test(object):
    
    def __init__(self, a):		# __init__ 构造函数一定要写在第一个，这是一个很好的编程规范
        self.a = a
        
    def run(self):
        print(self.a)
        
        
test = Test(1)
test.run()

# >>> 执行结果如下：
# >>> 1


test_02 = Test('Hello')
test_02.run()

# >>> 执行结果如下：
# >>> Hello

接下来我们再使用构造函数针对前面我们创建的 Cat 类进行修改

class Cat(object):

    def __init__(self, eyes, legs, tail, color='黄棕色'):
        self.eyes = eyes
        self.legs = legs
        self.tail = tail
        self.color = color

    def show_cat(self):
        self.work = '抓老鼠'
        print('猫的通用属性为', self.eyes, self.legs, self.tail, self.color)


dragonLi = Cat('2只眼睛', '4条腿', '1只尾巴', '黄棕色')
dragonLi.show_cat()

# >>> 执行结果如下：
# >>> 猫的通用属性为 2只眼睛 4条腿 1只尾巴 黄棕色


dragonLi.name = '狸花猫'
dragonLi.color = '虎斑色'

print(dragonLi.name, dragonLi.eyes, dragonLi.legs, dragonLi.tail, dragonLi.color, dragonLi.work)

# >>> 执行结果如下：
# >>> 狸花猫 2只眼睛 4条腿 1只尾巴 虎斑色 抓老鼠