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35、Python对象和类

在本教程中,您将学习Python对象和类的核心功能。您将学习什么是类,如何创建它并在程序中使用它。

Python对象和类

Python是一种面向对象的编程语言。与面向过程的程序设计(主要侧重于函数)不同,面向对象的程序设计着重于对象。

对象只是数据(变量)和作用于这些数据的方法(函数)的集合。同样,类是该对象的蓝图。

我们可以将类视为房子的草图(原型)。它包含有关地板,门,窗户等的所有详细信息。基于这些描述,我们建造了房屋。房子是对象。

由于可以根据房屋的蓝图建造许多房屋,因此我们可以根据类创建许多对象。对象也称为类的实例,创建该对象的过程称为实例化


在Python中定义一个类

就像函数定义以Python中的def关键字开头一样,类定义也以class关键字开头。

该类中的第一个字符串称为docstring,并具有有关该类的简短说明。尽管不是强制性的,但强烈建议这样做。

这是一个简单的类定义。

class MyNewClass:
    '''This is a docstring. I have created a new class'''
    pass

一个类创建一个新的本地名称空间,并在其中定义其所有属性。属性可以是数据或函数。

其中还具有特殊属性,该属性以双下划线开头__。例如,__doc__给我们该类的文档字符串。

一旦定义了一个类,就会创建一个具有相同名称的新类对象。这个类对象允许我们访问不同的属性以及实例化该类的新对象。

class Person:
    "This is a person class"
    age = 10

    def greet(self):
        print('Hello')


# Output: 10
print(Person.age)

# Output: <function Person.greet>
print(Person.greet)

# Output: "This is a person class"
print(Person.__doc__)

输出

10
<function Person.greet at 0x7fc78c6e8160>
This is a person class

用Python创建对象

我们看到了类对象可用于访问不同的属性。

它也可以用于创建该类的新对象实例(实例化)。创建对象的过程类似于函数调用。

>>> harry = Person()

这将创建一个名为的新对象实例 harry。我们可以使用对象名称前缀访问对象的属性。

属性可以是数据或方法。对象的方法是该类的相应功能。

这意味着,由于Person.greet是函数对象(类的属性),因此Person.greet将成为方法对象。

class Person:
    "This is a person class"
    age = 10

    def greet(self):
        print('Hello')


# create a new object of Person class
harry = Person()

# Output: <function Person.greet>
print(Person.greet)

# Output: <bound method Person.greet of <__main__.Person object>>
print(harry.greet)

# Calling object's greet() method
# Output: Hello
harry.greet()

输出

<function Person.greet at 0x7fd288e4e160>
<bound method Person.greet of <__main__.Person object at 0x7fd288e9fa30>>
Hello

您可能已经注意到了self类内部函数定义中的参数,但是我们就像harry.greet()没有任何参数一样简单地调用了该方法。它仍然有效。

这是因为,无论何时对象调用其方法,该对象本身都将作为第一个参数传递。因此,harry.greet()翻译成Person.greet(harry)

通常,调用带有n个参数列表的方法等效于调用带有参数列表的函数,该参数列表是通过在第一个参数之前插入方法的对象而创建的。

由于这些原因,类中函数的第一个参数必须是对象本身。这通常称为自己。可以用其他方式命名它,但是我们强烈建议您遵循约定。

现在,您必须熟悉类对象,实例对象,函数对象,方法对象及其区别。


Python中的构造函数

以双下划线开头的类函数__被称为特殊函数,因为它们具有特殊含义。

__init__()功能特别令人感兴趣。每当实例化该类的新对象时,都会调用此特殊函数。

这种类型的函数在面向对象编程(OOP)中也称为构造函数。我们通常使用它来初始化所有变量。

class ComplexNumber:
    def __init__(self, r=0, i=0):
        self.real = r
        self.imag = i

    def get_data(self):
        print(f'{self.real}+{self.imag}j')


# Create a new ComplexNumber object
num1 = ComplexNumber(2, 3)

# Call get_data() method
# Output: 2+3j
num1.get_data()

# Create another ComplexNumber object
# and create a new attribute 'attr'
num2 = ComplexNumber(5)
num2.attr = 10

# Output: (5, 0, 10)
print((num2.real, num2.imag, num2.attr))

# but c1 object doesn't have attribute 'attr'
# AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'attr'
print(num1.attr)

输出

2+3j
(5, 0, 10)
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 27, in <module>
    print(num1.attr)
AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'attr'

在上面的示例中,我们定义了一个新类来表示复数。它具有两个功能,__init__()以初始化变量(默认为零)并get_data()正确显示数字。

在上述步骤中要注意的一件有趣的事是,可以动态创建对象的属性。我们创建了一个新属性属性对于对象 num2并阅读它。但这不会为对象创建该属性num1


删除属性和对象

使用该del语句可以随时删除对象的任何属性。在Python Shell上尝试以下操作以查看输出。

>>> num1 = ComplexNumber(2,3)
>>> del num1.imag
>>> num1.get_data()
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'imag'

>>> del ComplexNumber.get_data
>>> num1.get_data()
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'ComplexNumber' object has no attribute 'get_data'

我们甚至可以使用del语句删除对象本身。

>>> c1 = ComplexNumber(1,3)
>>> del c1
>>> c1
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'c1' is not defined

实际上,它比这更复杂。完成后c1 = ComplexNumber(1,3),将在内存中创建一个新的实例对象,名称为11 绑定它。

在命令上del c1,此绑定已删除,名称为11从相应的名称空间中删除。但是,该对象继续存在于内存中,如果没有其他名称绑定,则该对象随后会自动销毁。

在Python中这种对未引用对象的自动销毁也称为垃圾回收。

在Python中删除对象
在Python中删除对象会删除名称绑定
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