22.python中的面向对象跟类的基本语法

22.python中的面向对象和类的基本语法

  当我发现要写python的面向对象的时候,我是踌躇满面,坐立不安呀。我一直在想:这个坑应该怎么爬?因为python中关于面向对象的内容很多,如果要讲透,最好是用面向对象的思想重新学一遍前面的内容。这个坑是如此之大,犹豫再三,还是只捡一下重要的内容来讲吧,不足的内容只能靠大家自己去补充了。

  惯例声明一下,我使用的版本是 python2.7,版本之间可能存在差异。

  好,在开讲之前,我们先思考一个问题,看代码:

  为什么我只创建是为 a 赋值,就可以使用一些我没写过的方法?

  可能会有小伙伴说:因为 a 此时是个字符串对象呀,当然能够使用字符串的方法,至于这些方法,那是python事先写好的。

  好吧,那换个问题,为什么 python 知道它是个字符串对象?

  在深入讲这个问题之前,先记住一句话:python中一切皆对象,对象都是由类创建的。

  那么类是什么东西呢?我在这举个例子。

  有一天,我在街上走着,突然看见前面有一个仇人。此时我想揍他一顿,但是力是相互作用的呀,打他我的拳头也会疼。诶,此时我发现路边有个石头,大小形状正合适,在不考虑警察叔叔怎么想的前提下,这是一个好的选择。然后我抄起石头,对着仇人进行了一些好孩子不能模仿的行为,然后深藏功与名,收工回家。

  在这个过程中,我们为什么会知道那块东西是石头?

  因为它的具有石头的外观特征呀!

  为什么我们会知道石头可以砸人?

  因为石头硬呀!

  为什么我们知道石头是硬的?

  因为......嗯.....小时候我爸告诉我的。

  此时可以得到一个结论:我们知道一个东西是什么,具有什么功能,是因为我们的脑海中已经有个这个东西的概念。而这个概念可能是从长辈那里知道的,也可能是自己各种实验后自己总结的。类似于我们对于‘黑洞’这个东西的认识,还是科学家的各种研究总结而来。

  如何将用石头打人这个例子用代码来实现的话:

class Stone(object):  # 我创建一个叫Stone的类

    def attack(self):
        print '把头伸过来,我给你加个buff'

a = Stone()   # 我用类创建了一个对象,也称为类的实例化
a.attack()      # 我使用这个对象的方法

 

  很好,这样我们就完成了我们的需要了。

  如果我们再创建其他对象:

  很显然python并没有为我们准备 attack 方法,所以就用不了。

  所谓的类只是一个抽象的定义,而实例则是具体的对象。它们之间的差别就想我脑海中的石头和我手中的石头一样,只有后者才真实存在。当然,这里不要跟我讲什么唯心主义论什么的。

  看到这里,关于类和对象之间的关系应该清楚了一些。有些同学可能会问:python中的类都是我们事先写好的,有没有方法让python自动生成类,然后在特定的时候使用这些类呢?恭喜你,同学,你可能摸到了人工智能的门槛了,如果能够实现的话,那和我们人类的学习能力不是差不多吗?好吧,这只是我的一个设想,真正的人工智能要怎么实现,我也不知道,还没有这么高的水平去研究先,不过作为一名程序员,能够编写人工智能,可能是终身的追求了吧。

 


  在讲完类和实例化是怎么一回事之后,我们来看看类的基本语法。

  首先,和定义函数的 def 一样, class 是定义类的关键字。

  紧接着的是类名,这个可以自定义,同样的,不能和python的内置关键字冲突。另外,建议避开python的内建类型,例如 str、int之类的名字。规范的命名应该遵从“驼峰命名法”,例如: MyClass 这里的命名,每个单词的首字母大写。

  然后是一个括号,里面的参数是用于继承的,一般继承于 object,表示一个新式类。另外,你可能见过没有括号的写法,这是经典类的写法。

示例:

class NewClass(object):
    pass

class OldClass:
    pass

New = NewClass()    # 创建一个新式类的实例
Old = OldClass()    # 创建一个经典类的实例

 

   这就是类的基本语法,当然这样还是不够的,但是在更深入之前,我想先讲一个新旧式类的差别。

   在这里,我们先打印一下两个变量的类型:

print type(New)
print type(Old)

 

  可以看下两者的输出是不同的。

  在早于python2.2的版本时,只有经典类这一种写法,当时,类和类型没有合并。

  类是类对象,实例是实例对象,这两个对象之间没有任何关系。

  这句话是什么意思?看代码:

print type(OldClass)
print type(Old)

 

  我们可以看见其输出很含糊,经典类属于类对象,无论是哪个类,都统一为“类”类型,实例属于实例类型,却不知道其是由哪个类创建的,所以的实例都统一为“实例”类型。也就是说当时的类型用 classobj 和 instance 代表了所以的类和实例,无论你是哪个类,又或是哪个类创建的实例。

  这样的信息实在太少,而类和类型之间非常混乱。为了解决这种情况,在 python2.2 中引入了新式类,并进行了类和类型的同统一。

print type(NewClass)
print type(New)

 

  我们可以知道实例是由哪个类创建的了。

  类的类型是 type?type 返回的对象还能像类一样创新新对象?

  关于类和类型统一的问题,可以参考这篇文章:戳这里

  总结的来说:在新式类中,所以的类对象都是 type 的实例。而不同的类对象有能创建出其对应的实例。

class NewClass(object):
    def __init__(self, val):
        self.val = val

New = NewClass(123)    
b = type(New)(321)  # 对实例来说type返回的是类对象,我又可以用类对象来和创建新的实例
print b.val

 


构造器方法

  一般可以理解类中的函数就是方法,而方法分为:实例方法,只有实例化后才能调用的,其第一个参数一般为 self,代表实例本身;类方法,其第一个参数为 cls,代表类本身;还有静态方法,就是个普通函数,没有要求参数。

 1.  __init__(self [,arg1,....]):

    当类被调用进行实例化的时候,python会自动调用类里面的构造函数(如果有的话),在构造函数中,可以进行各种初始化的操作,最常见的就是上面的进行实例的属性的创建。

  python 在示例化的时候,会检查其实行了 __init__ 方法了没有,如果没有则不对实例进行任何操作,然后返回对象。如果实行了这个方法,则自动调用这个方法,并自动将 self 传进行,也就是说我们在实例化进行传参的时候,将不用理会 self,直接传给后面的参数。

  讲到属性,就必须要提一下什么是属性。属性这个对象其实更像一个变量,大多数对象都可以有属性(不包括python的内置类型),例如函数。

def Test():
    pass

Test.a = 123
print Test.a

 

 

  因为函数也是一个对象。

  属性在类中,就是一个变量,例如:

class NewClass(object):
    a = 123

print NewClass.a

 

  当然,因为 python 的特性,我们可以在运作中为某个对象添加属性,而不用一开始就在类中写定。

  注意,这个方法应该返回 None,也就是说我们一般不用 return 任何对象,让它默认返回就行了。

 

2. __new__(cls [,arg1,....]): 

  这也是一个构造器方法,它是一个类方法,一般在对 python 的不可变数据类型进行继承扩展的时候用的比较多。

某处拿来的代码示例:

class RoundFloat(float):
    def __new__(cls, val):
        return super(RoundFloat, cls).__new__(cls, round(val, 2))

a = RoundFloat(3.14159)
print a

 

  

  关于类的继承以后再讲。

  这个方法不同之处在于它必须返回一个合法的实例。这里的 cls 也是自动传递的。

 


解构器方法

 __del__(self [,arg1,....]) 

   这个方法将会在对象所以的引用被清除后才执行,例如:

class Test(object):

    def __del__(self):
        print '我被干掉了,兄弟们为我报仇!'

a = Test()  # 创建了一个对象
b = a   # b又引用了a
c = b   # c又引用了b,现在 a 所指向的对象有3次引用,相当有三条命
del a   # 干掉一条命
del b   # 又干掉
del c   # 听说你有3条命?全部干掉!

  注意,这里只输出了一次,也就是说到了最后才删除完毕。这里要注意一下几点:

  1.调用 del 并不意味着完成删除某个对象,只是减少引用。

  2.如果你有一个循环引用或其它的原因,让一个实例的引用逗留不去,该对象的__del__()可能永远不会被执行。

  3.__del__()未捕获的异常会被忽略掉(因为一些在__del__()用到的变量或许已经被删除了)。 不要在__del__()中干与实例没任何关系的事情。

  4.一般情况下并不用实现这个方法,因为这样有一定的风险。

  5.如果你定义了__del__,并且实例是某个循环的一部分,垃圾回收器将不会终止这个循环— —你需要自已显式调用 del。

  6.如果继承了父类,且父类中也有解构器,要记得调用。否则可能会有某些在父类中的清理方法没有调用到,出现以下无法预料的错误。

 

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