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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强调对象。

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

类似的函数定义以 Python 中的def关键字开头,类定义以class关键字开头。

该类中的第一个字符串称为文档字符串,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命名空间,其中定义了其所有属性。 属性可以是数据或函数。

其中还有一些特殊属性,它们以双下划线__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。 这个类对象使我们可以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 my second 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以用来访问不同的属性。

它也可以用来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的调用。

>>> harry = Person()

这将创建一个名为harry的新对象实例。 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函数。

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

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

您可能已经在类内的函数定义中注意到了self参数,但是我们将该方法简单地称为harry.greet(),而没有任何参数。 它仍然有效。

这是因为,只要对象调用其方法,该对象本身就会作为第一个参数传递。 因此,harry.greet()转换为Person.greet(harry)

通常,调用带有 n 个参数列表的方法等同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。 通常将其称为self。 可以使用其他名称,但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 中的构造器

以双下划线__开头的类函数由于具有特殊含义而称为特殊函数。

一个特别有趣的是__init__()函数。 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)中也称为构造器。 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。 它具有两个函数,__init__()初始化变量(默认为零),get_data()正确显示数字。

在上面的步骤中要注意的一件有趣的事情是,可以动态创建对象的属性。 我们为对象num2创建了一个新属性attr,并且也读取了该属性。 但这不会为对象num1创建该属性。


删除属性和对象

可以使用del语句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。 当我们执行c1 = ComplexNumber(1,3)时,会在内存中创建一个新的实例对象,并且名称c1与之绑定。

在命令del c1上,将删除此绑定,并从相应的名称空间中删除名称c1。 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 中删除对象会删除名称绑定

在 Python 中删除对象会删除名称绑定

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