这篇文章给大家分享的是有关Python中面向对象的特征有哪些的内容。小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,一起跟随小编过来看看吧。
面向对象三大特征介绍
封装(隐藏):隐藏对象的属性和实现细节,知对外提供必要的方法。
继承:让子类拥有父类特征,提高了代码的重用性。从设计上是一种增量进化,原有父类设计不变的情况下,可以增加新的功能,或者改进 已有的算法。
多态:一个方法调用由于对象不同会产生不同的行为。
继承
继承是代码复用的一个非常重要的手段,已有的类,我们称为“父类或者基类”,新的类,我们称为“子类或者派生类”。
语法格式
Python 支持多重继承,一个子类可以继承多个父类。继承的语法格式如下:
class 子类类名(父类 1[,父类 2,…]):
 类体
如果在类定义中没有指定父类,则默认父类是 object 类。也就是说,object 是所有类的父 类,里面定义了一些所有类共有的默认实现,比如:new()。
定义子类时,必须在其构造函数中调用父类的构造函数。调用格式如下:
父类名.init(self, 参数列表)
# 测试继承的基本使用class Person(): def __init__(self, name, age): self.name = name self.__age = age #私有属性 def print_name(self): print(self.name)class Student(Person): def __init__(self, name, age, id): Person.__init__(self, name, age) self.id = idstu = Student('sherry',24,'2017')stu.print_name()print(Student.mro()) #查看类的继承层次结构print(dir(stu)) # 打印所有方法和属性print(stu._Person__age) #继承于父类的私有属性的访问输出:sherry[<class '__main__.Student'>, <class '__main__.Person'>, <class 'object'>]['_Person__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'id', 'name', 'print_name']24
类成员的继承和重写 成员继承:子类继承了父类除构造方法之外的所有成员,包括方法,属性,私有方法,私有属性,只不过私有方法和属性不能直接访问。
方法重写:子类可以重新定义父类中的方法,这样就会覆盖父类的方法,也称为“重写”
# 重写父类方法的测试class Person(): def __init__(self, name, age): self.name = name self.__age = age #私有属性 def print_name(self): print(self.name)class Student(Person): def __init__(self, name, age, id): Person.__init__(self, name, age) self.id = id def print_name(self): '''重写了父类的方法''' print('my name is ', self.name)stu = Student('sherry',24,'2017')stu.print_name()输出:my name is sherry
查看类的继承层次结构
通过类的方法 mro()或者类的属性__mro__可以输出这个类的继承层次结构。
class Person(): def __init__(self, name, age): self.name = name self.__age = age #私有属性 def print_name(self): print(self.name)class Student(Person): def __init__(self, name, age, id): Person.__init__(self, name, age) self.id = id def print_name(self): '''重写了父类的方法''' print('my name is ', self.name)# stu = Student('sherry',24,'2017')print(Student.mro())输出:[<class '__main__.Student'>, <class '__main__.Person'>, <class 'object'>]
object根类
object 类是所有类的父类,因此所有的类都有 object 类的属性和方法。
dir()查看对象属性
# 测试继承的基本使用class Person(): def __init__(self, name, age): self.name = name self.__age = age #私有属性 def print_name(self): print(self.name)class Student(Person): def __init__(self, name, age, id): Person.__init__(self, name, age) self.id = id def print_name(self): '''重写了父类的方法''' print('my name is ', self.name)obj = object()stu = Student('sherry',24,'2017')print(dir(obj))print(dir(stu))输出:['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']['_Person__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'id', 'name', 'print_name']
str()方法的重写
object 有一个__str__()方法,用于返回一个对于“对象的描述”,对应于内置函数 str()。经常用于 print()方法,帮助我们查看对象的信息。str()可以重写。
class Person(): def __init__(self, name, age): self.name = name self.__age = age #私有属性 def print_name(self): print(self.name) def __str__(self): return 'name:{0} age:{1}'.format(self.name, self.__age)p = Person('sherry', 24)print(p)输出:name:sherry age:24
多重继承
Python 支持多重继承,一个子类可以有多个“直接父类”。这样,就具备了“多个父 类”的特点。但是由于,这样会被“类的整体层次”搞的异常复杂,尽量避免使用。(java不支持多重继承)
class A(): passclass B(): passclass C(A,B): passprint(C.mro())输出:[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]
MRO()
Python 支持多继承,如果父类中有相同名字的方法,在子类没有指定父类名时,解释器将 “从左向右”按顺序搜索。
class A(): passclass B(): passclass C(A,B): passprint(C.mro())输出:[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]
super()获得父类定义
在子类中,如果想要获得父类的方法时,我们可以通过 super()来做。super()获得父类的定义(不是获得父类的对象)。
# 测试super()class A(): def say(self): print('aa')class B(A): def say(self): super().say() #调用父类方法 A.say(self)#调用父类方法 print('bb')b = B()b.say()输出:aaaabb
多态
多态(polymorphism)是指同一个方法调用由于对象不同可能会产生不同的行为。
关于多态要注意以下 2 点:
多态是方法的多态,属性没有多态。
多态的存在有 2 个必要条件:继承、方法重写。
# 多态class Man(): def eat(self): print('eat!')class Chinese(Man): def eat(self): print('eat with chopsticks')class English(Man): def eat(self): print('eat with fork')class Indian(Man): def eat(self): print('eat with hand')def manEat(m): if isinstance(m,Man): m.eat() else: print('can not eat!') manEat(Man())manEat(Chinese())manEat(English())manEat(Indian()) 输出:eat!eat with chopstickseat with forkeat with hand
特殊方法和重载运算符
python重的运算符实际上是通过调用对象的特殊方法实现的。
a = 20b = 30print(a+b)print(a.__add__(b))输出:5050
常见的特殊方法:
每个运算符实际上都对应了相应的方法:
# 测试运算符重载class Person(): def __init__(self, name): self.name = name def __add__(self, other): if isinstance(other, Person): return '{0}-{1}'.format(self.name, other.name) def __mul__(self, other): if isinstance(other, int): return self.name * otherp1 = Person('Sherry')p2 = Person('Lily')print(p1 + p2)print(p1*10)输出:Sherry-LilySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherry
特殊属性
python中包含了很多双下划线开始和结束的属性,这些是特殊属性,有特殊用法。这里列出常见的特殊属性:
#测试特殊属性class A(): def say(self): print('aa')class B(): def say(self): print('bb')class C(B,A): def __init__(self,name): super().__init__() self.name = namec = C('sherry') print(c.__dict__) #c对象的属性列表print(c.__class__) #c对象的类print(C.__bases__) #C类的基类print(C.__mro__)#C类的继承关系print(C.__subclasses__)#C类的子类输出:{'name': 'sherry'}<class '__main__.C'>(<class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>)(<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)<built-in method __subclasses__ of type object at 0x7fefdacc8dd0>
对象的浅拷贝和深拷贝
变量的赋值操作
只是形成两个变量,实际还是指向同一个对象。
浅拷贝Python
拷贝一般都是浅拷贝。拷贝时,对象包含的子对象内容不拷贝。因此,源对象 和拷贝对象会引用同一个子对象。
·深拷贝使用
使用copy 模块的 deepcopy 函数,递归拷贝对象中包含的子对象。源对象和拷贝对象 所有的子对象也不同。
# 测试浅拷贝和深拷贝import copyclass MobilePhone(): def __init__(self, cpu, screen): self.cpu = cpu self.screen = screenclass CPU(): def caculate(self): print('cpu:\t', self)class Screen(): def show(self): print('screen:\t',self)m1 = MobilePhone(CPU(), Screen())print('测试赋值----')m0 = m1print('m1:\t',m1)m1.cpu.caculate()m1.screen.show()print('m0:\t',m0)m0.cpu.caculate()m0.screen.show()print('测试浅复制----')m2 = copy.copy(m1)print('m1:\t',m1)m1.cpu.caculate()m1.screen.show()print('m2:\t',m2)m2.cpu.caculate()m2.screen.show()print('测试深复制----')m3 = copy.deepcopy(m1)print('m1:\t',m1)m1.cpu.caculate()m1.screen.show()print('m3:\t',m3)m3.cpu.caculate()m3.screen.show()输出:测试赋值----m1: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>m0: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>测试浅复制----m1: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>m2: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6a9940>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>测试深复制----m1: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>m3: <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed280>cpu: <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ede20>screen: <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6edd30>
组合
“is-a”关系,我们可以使用“继承”。从而实现子类拥有的父类的方法和属性。“is-a” 关系指的是类似这样的关系:狗是动物,dog is animal。狗类就应该继承动物类。
“has-a”关系,我们可以使用“组合”,也能实现一个类拥有另一个类的方法和属性。” has-a”关系指的是这样的关系:手机拥有 CPU。 MobilePhone has a CPU。
设计模式_工厂模式实现
设计模式是面向对象语言特有的内容,是我们在面临某一类问题时候固定的做法,设计 模式有很多种,比较流行的是:GOF(Goup Of Four)23 种设计模式。当然,我们没有 必要全部学习,学习几个常用的即可。
对于初学者,我们学习两个最常用的模式:工厂模式和单例模式。
工厂模式实现了创建者和调用者的分离,使用专门的工厂类将选择实现类、创建对象进行统一的管理和控制。
#测试工厂模式class CarFactory(): def creatCar(self, brand): if brand == '奔驰': return Benz() elif brand == '宝马': return BMW() elif brand == '比亚迪': return BYD() else: print('can not create!')class Benz(): passclass BMW(): passclass BYD(): passfactory = CarFactory()c1 = factory.creatCar('奔驰')c2 = factory.creatCar('宝马')c3 = factory.creatCar('比亚迪')
设计模式_单例模式实现
单例模式(Singleton Pattern)的核心作用是确保一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点。
单例模式只生成一个实例对象,减少了对系统资源的开销。当一个对象的产生需要比较 多的资源,如读取配置文件、产生其他依赖对象时,可以产生一个“单例对象”,然后永久 驻留内存中,从而极大的降低开销。
# 测试单例模式class MySingleton(): __obj = None __init_flag = True def __new__(cls, *args, **kwargs): if cls.__obj == None: cls.__obj = object.__new__(cls) # __obj对象只创建一次 obj对象就是Mysingleton对象 return cls.__obj def __init__(self, name): if self.__init_flag == True: print('init....') self.name = name self.__init_flag = Falsea = MySingleton('aa')b = MySingleton('bb')c = MySingleton('cc')print(a)print(a.name)print(b)print(b.name)print(c)print(c.name)输出:init....<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>aa<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>aa<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>aa
工厂模式和单例模式的整合使用
# 测试工厂模式和单例模式的混合使用class CarFactory(): __obj = None __init_flag = True def __new__(cls, *args, **kwargs): if cls.__obj == None: cls.__obj = object.__new__(cls) return cls.__obj def __init__(self): if self.__init_flag: print('init factory') self.__init_flag = False def creatCar(self, brand): if brand == '奔驰': return Benz() elif brand == '宝马': return BMW() elif brand == '比亚迪': return BYD() else: print('can not create!')class Benz(): passclass BMW(): passclass BYD(): passfactory = CarFactory()c1 = factory.creatCar('奔驰')c2 = factory.creatCar('宝马')c3 = factory.creatCar('比亚迪')factory2 = CarFactory()print(factory)print(factory2)输出:init factory<__main__.CarFactory object at 0x7fd286eecc10><__main__.CarFactory object at 0x7fd286eecc10>
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