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类属性和类方法

2023-01-31 00:24

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一、 类的结构

1.1 术语 —— 实例

  1. 使用面相对象开发,第 1 步 是设计 

  2. 使用 类名() 创建对象,创建对象 的动作有两步:

    • 1) 在内存中为对象 分配空间

    • 2) 调用初始化方法__init__为 对象初始化

  3. 对象创建后,内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例

因此,通常也会把:

  1. 创建出来的 对象 叫做  的 实例
  2. 创建对象的 动作 叫做 实例化
  3. 对象的属性 叫做 实例属性
  4. 对象调用的方法 叫做 实例方法

在程序执行时:

  1. 对象各自拥有自己的 实例属性
  2. 调用对象方法,可以通过self.
  • 访问自己的属性
  • 调用自己的方法

结论

  • 每一个对象 都有自己 独立的内存空间保存各自不同的属性
  • 多个对象的方法在内存中只有一份,在调用方法时,需要把对象的引用 传递到方法内部

 

1.2 类是一个特殊的对象

Python中 一切皆对象

  • class AAA:定义的类属于 类对象
  • obj1 = AAA() 属于 实例对象

 

  • 在程序运行时, 同样 会被加载到内存

  • 在Python中, 是一个特殊的对象 —— 类对象

  • 在程序运行时,类对象 在内存中 只有一份,使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例

  • 除了封装 实例 的 属性 和 方法外,类对象 还可以拥有自己的 属性 和 方法

    1. 类属性

    2. 类方法

  • 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法

 

二、类属性和实例属性

2.1 概念和使用

  • 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性

  • 通常用来记录 与这个类相关 的特征

  • 类属性 不会用于记录 具体对象的特征

示例需求

  • 定义一个 工具类
  • 每件工具都有自己的name
  • 需求 —— 知道使用这个类,创建了多少个工具对象?

 

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)

 

2.2 属性的获取机制

  • 在Python中 属性的获取 存在一个 向上查找机制

因此,要访问类属性有两种方式:

  1. 类名.类属性
  2. 对象.类属性 (不推荐)

注意

  • 如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句,只会 给对象添加一个属性,而不会影响到 类属性的值

 

三、 类方法和静态方法

3.1 类方法

  • 类属性 就是针对 类对象 定义的属性

    • 使用 赋值语句 在 class 关键字下方可以定义 类属性
    • 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
  • 类方法 就是针对 类对象 定义的方法

    • 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法

语法如下

@classmethod
def 类方法名(cls):
    pass
  • 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识,告诉解释器这是一个类方法

  • 类方法的 第一个参数 应该是 cls 

    • 由 哪一个类 调用的方法,方法内的 cls 就是 哪一个类的引用

    • 这个参数和 实例方法 的第一个参数是 self 类似

    • 提示 使用其他名称也可以,不过习惯使用 cls

  • 通过 类名. 调用 类方法调用方法时,不需要传递 cls 参数

  • 在方法内部

    • 可以通过 cls. 访问类的属性

    • 也可以通过 cls. 调用其他的类方法

示例需求

  • 定义一个 工具类
  • 每件工具都有自己的 name
  • 需求 —— 在  封装一个 show_tool_count 的类方法,输出使用当前这个类,创建的对象个数

 

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
     @classmethod
     def show_tool_count(cls):
         print("工具对象有%d个" % cls.count)
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)
 Tool.show_tool_count()

在类方法内部,可以直接使用 cls 访问 类属性 或者 调用类方法 

 

3.2 静态方法

  • 在开发时,如果需要在  中封装一个方法,这个方法:

    • 既 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
    • 也 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法
  • 这个时候,可以把这个方法封装成一个 静态方法

语法如下

@staticmethod
def 静态方法名():
    pass
  • 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识,告诉解释器这是一个静态方法

  • 通过 类名. 调用 静态方法

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
     @classmethod
     def show_tool_count(cls):
         print("工具对象有%d个" % cls.count)
 
     @staticmethod
     def run():
         # 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
         print("正在创建工具")
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)
 Tool.show_tool_count()
 Tool.run()

 

3.3 方法综合案例

需求

  1. 设计一个 Game 类
  2. 属性:
    • 定义一个 类属性 top_score 记录游戏的 历史最高分

    • 定义一个 实例属性 player_name 记录 当前游戏的玩家姓名

  3. 方法:

    • 静态方法 show_help 显示游戏帮助信息

    • 类方法 show_top_score 显示历史最高分

    • 实例方法 start_game 开始当前玩家的游戏

  4. 主程序步骤
    • 1) 查看帮助信息
    • 2) 查看历史最高分
    • 3) 创建游戏对象,开始游戏

案例小结

  1. 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性

    • 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
  2. 类方法 —— 方法内部  需要访问 类属性

  3. 静态方法 —— 方法内部,不需要访问 实例属性 和 类属性

提问

如果方法内部 即需要访问 实例属性,又需要访问 类属性,应该定义成什么方法?

答案

  • 应该定义 实例方法

  • 因为,类只有一个,在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性

 class Game(object):
 
     top_score = 0
 
     def __init__(self, player_name):
         self.player_name = player_name
 
     @staticmethod
     def show_help():
         print("游戏帮助")
 
     @classmethod
     def show_top_score(cls):
         print("当前游戏最高分%d" % cls.top_score)
 
     def start_game(self):
         print("%s 开始了游戏" % self.player_name)
 
         Game.top_score = 999
 
 Game.show_help()
 Game.show_top_score()
 xiaobai = Game("小白")
 xiaobai.start_game()
 Game.show_top_score()

 

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