在本教程中,您将借助示例来学习 Python 中的面向对象编程(OOP)及其基本概念。
面向对象编程
Python 是一种多范式编程语言。 它支持不同的编程方法。
解决编程问题的一种流行方法是创建对象。 这就是所谓的面向对象编程(OOP)。
对象具有两个特征:
- 属性
- 行为
让我们举个例子:
鹦鹉可以是一个对象,因为它具有以下属性:
- 名称,年龄,颜色作为属性
- 唱歌,跳舞作为行为
Python 中的 OOP 概念专注于创建可重用的代码。 此概念也称为 DRY(不要重复自己)。
在 Python 中,OOP 的概念遵循一些基本原则:
类
类是对象的蓝图。
我们可以将类看作是带有标签的鹦鹉的素描。 它包含有关名称,颜色,大小等的所有详细信息。基于这些描述,我们可以研究鹦鹉。 在这里,鹦鹉是一个对象。
鹦鹉类的示例可以是:
class Parrot:
pass
在这里,我们使用class
关键字定义一个空类Parrot
。 从类中,我们构造实例。 实例是从特定类创建的特定对象。
对象
对象(实例)是类的实例。 定义类时,仅定义对象的描述。 因此,没有分配内存或存储。
鹦鹉类对象的示例可以是:
obj = Parrot()
在此,obj
是类别Parrot
的对象。
假设我们有鹦鹉的详细信息。 现在,我们将展示如何构建鹦鹉的类和对象。
示例 1:在 Python 中创建类和对象
class Parrot:
# class attribute
species = "bird"
# instance attribute
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# instantiate the Parrot class
blu = Parrot("Blu", 10)
woo = Parrot("Woo", 15)
# access the class attributes
print("Blu is a {}".format(blu.__class__.species))
print("Woo is also a {}".format(woo.__class__.species))
# access the instance attributes
print("{} is {} years old".format( blu.name, blu.age))
print("{} is {} years old".format( woo.name, woo.age))
输出
Blu is a bird
Woo is also a bird
Blu is 10 years old
Woo is 15 years old
在上面的程序中,我们创建了一个名为Parrot
的类。 然后,我们定义属性。 属性是对象的特征。
这些属性在类的__init__
方法中定义。 创建对象后,首先运行的是初始化方法。
然后,我们创建Parrot
类的实例。 这里,Blu
和woo
是我们新对象(值)的引用。
我们可以使用__class__.species
访问class
属性。 类的所有实例的类属性都相同。 同样,我们使用blu.name
和blu.age
访问实例属性。 但是,类的每个实例的实例属性都不同。
要了解有关类和对象的更多信息,请转到 Python 类和对象
方法
方法是在类主体内定义的函数。 它们用于定义对象的行为。
示例 2:在 Python 中创建方法
class Parrot:
# instance attributes
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# instance method
def sing(self, song):
return "{} sings {}".format(self.name, song)
def dance(self):
return "{} is now dancing".format(self.name)
# instantiate the object
blu = Parrot("Blu", 10)
# call our instance methods
print(blu.sing("'Happy'"))
print(blu.dance())
输出:
Blu sings 'Happy'
Blu is now dancing
在上面的程序中,我们定义了两种方法,即sing()
和dance()
。 这些称为实例方法,因为它们是在实例对象(即blu
)上调用的。
继承
继承是一种创建新类以使用现有类的详细信息而不进行修改的方法。 新形成的类是派生类(或子类)。 同样,现有类是基类(或父类)。
示例 3:在 Python 中使用继承
# parent class
class Bird:
def __init__(self):
print("Bird is ready")
def whoisThis(self):
print("Bird")
def swim(self):
print("Swim faster")
# child class
class Penguin(Bird):
def __init__(self):
# call super() function
super().__init__()
print("Penguin is ready")
def whoisThis(self):
print("Penguin")
def run(self):
print("Run faster")
peggy = Penguin()
peggy.whoisThis()
peggy.swim()
peggy.run()
输出:
Bird is ready
Penguin is ready
Penguin
Swim faster
Run faster
在以上程序中,我们创建了两个类,即Bird
(父类)和Penguin
(子类)。 子类继承父类的功能。 我们可以从swim()
方法中看到这一点。
再次,子类修改了父类的行为。 我们可以从whoisThis()
方法中看到这一点。 此外,我们通过创建新的run()
方法来扩展父类的功能。
另外,我们在__init__()
方法内使用super()
函数。 这使我们可以在子类中运行父类的__init__()
方法。
封装形式
在 Python 中使用 OOP,我们可以限制对方法和变量的访问。 这样可以防止数据直接修改(称为封装)。 在 Python 中,我们使用下划线作为前缀来表示私有属性,即单_
或双__
。
示例 4:Python 中的数据封装
class Computer:
def __init__(self):
self.__maxprice = 900
def sell(self):
print("Selling Price: {}".format(self.__maxprice))
def setMaxPrice(self, price):
self.__maxprice = price
c = Computer()
c.sell()
# change the price
c.__maxprice = 1000
c.sell()
# using setter function
c.setMaxPrice(1000)
c.sell()
输出:
Selling Price: 900
Selling Price: 900
Selling Price: 1000
在上面的程序中,我们定义了Computer
类。
我们使用__init__()
方法存储Computer
的最高售价。 我们试图修改价格。 但是,我们无法更改它,因为 Python 将__maxprice
视为私有属性。
如图所示,要更改该值,我们必须使用设置器函数,即setMaxPrice()
,该函数将价格作为参数。
多态
多态是一种功能(在 OOP 中),可以将公共接口用于多种形式(数据类型)。
假设我们需要为形状着色,有多个形状选项(矩形,正方形,圆形)。 但是,我们可以使用相同的方法为任何形状着色。 这个概念称为多态。
示例 5:在 Python 中使用多态
class Parrot:
def fly(self):
print("Parrot can fly")
def swim(self):
print("Parrot can't swim")
class Penguin:
def fly(self):
print("Penguin can't fly")
def swim(self):
print("Penguin can swim")
# common interface
def flying_test(bird):
bird.fly()
#instantiate objects
blu = Parrot()
peggy = Penguin()
# passing the object
flying_test(blu)
flying_test(peggy)
输出:
Parrot can fly
Penguin can't fly
在上面的程序中,我们定义了两个类别Parrot
和Penguin
。 它们每个都有一个通用的fly()
方法。 但是,它们的功能不同。
要使用多态,我们创建了一个通用接口,即flying_test()
函数,该函数接受任何对象并调用该对象的fly()
方法。 因此,当我们在flying_test()
函数中传递blu
和peggy
对象时,它有效地运行了。
要记住的要点:
- 面向对象的编程使程序易于理解并且高效。
- 由于该类是可共享的,因此可以重用该代码。
- 数据通过数据抽象是安全的。
- 多态允许相同的接口用于不同的对象,因此程序员可以编写高效的代码。