学习Python语言的核心

python语言的核心内容与类与对象有关。类与对象各自的内容也有着不同。类是用来描述具有相同属性和方法对象的集合。而对象又是类里面一个具体的东西。那么这样讲起来是不就是就没有那么难以理解了。类方法与类对象的内容也需要我们多多了解。

帮你理解Python面向对象的编程的基本概念和核心思想。本文内含很多实例代码，以帮助新手更好理解。如果你在学习基于Python的Django Web开发框架，因为Django编程就是采用面向对象的编程。

类(Class)与对象(Object)

类(Class)是用来描述具有相同属性(Attribute)和方法(Method)对象的集合。对象(Object)是类(Class)的具体实例。比如学生都有名字和分数，他们有着共同的属性。这时我们就可以设计一个学生类, 用于记录学生的名字和分数，并自定义方法打印出他们的名字和方法。属性(Attribute): 类里面用于描述所有对象共同特征的变量或数据。比如学生的名字和分数。

方法(Method): 类里面的函数，用来区别类外面的函数, 用来实现某些功能。比如打印出学生的名字和分数。

要创建一个类我们需要使用关键词class. 这个学生类Student看上去应该是这样的:# 创建一个学生类classStudent:        # 定义学生属性，初始化方法def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.score = score    # 定义打印学生信息的方法defshow(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.score))

在这个案例中，我们只定义了一个抽象的类，电脑并没有创建什么存储空间。只有当我们完成类的实例化(Instance)时，电脑才会创建一个具体的对象(Object)，并为之分配存储空间。所以对象(Object)是类(Class)的一个实例。

要创建一个具体的学生对象(Object)，我们还需要输入:student1 = Student("John",100)student2 = Student("Lucy",99)

在这个案例中，Student是类，student1和student2是我们创建的具体的学生对象。当我们输入上述代码时，Python会自动调用默认的__init__初始构造函数来生成具体的对象。关键字self是个非常重要的参数，代表创建的对象本身。

当你创建具体的对象后，你可以直接通过student1.name和student1.score来分别获取学生的名字和分数，也可以通过student1.show()来直接打印学生的名字和分数。

类变量(class variables)与实例变量(instance variables)

假设我们需要在Student类里增加一个计数器number，每当一个新的学生对象(Object)被创建时，这个计数器就自动加1.由于这个计数器不属于某个具体学生，而属于Student类的，所以被称为类变量(class variables)。而姓名和分数属于每个学生对象的，所以属于实例变量(instance variables)，也被称为对象变量(object variables)。

这个新Student类看上去应该是这样的:# 创建一个学生类classStudent:    # number属于类变量，定义在方法外，不属于具体实例number = 0# 定义学生属性，初始化方法    # name和score属于实例变量，定义在方法里def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.score = score        # 此处有错误        number= number + 1# 定义打印学生信息的方法defshow(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.score))

类变量和实例变量的区别很大，访问方式也也不一样。类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。访问或调用类变量的正确方式是类名.变量名或者self.__class__.变量名。self.__class__自动返回每个对象的类名。

实例变量：定义在方法中的变量，属于某个具体的对象。访问或调用实例变量的正确方式是对象名.变量名或者self.变量名.

注意到上述Student类有个错误没? 我们试图直接使用number = number + 1调用属于类的变量number。正确的方式是使用Student.number或self.__class__.number访问属于类的变量。下面的代码才是正确的:# 创建一个学生类classStudent:    # number属于类变量，不属于某个具体的学生实例number = 0# 定义学生属性，初始化方法    # name和score属于实例变量def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.score = scoreStudent.number = Student.number + 1# 定义打印学生信息的方法defshow(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.score))# 实例化，创建对象student1 = Student("John",100)student2 = Student("Lucy",99)print(Student.number)  # 打印2print(student1.__class__.number) # 打印2

类方法(Class method)

正如同有些变量只属于类，有些方法也只属于类，不属于具体的对象。你有没有注意到属于对象的方法里面都有一个self参数, 比如__init__(self), show(self)?self是指对象本身。属于类的方法不使用self参数， 而使用参数cls，代表类本身。另外习惯上对类方法我们会加上@classmethod的修饰符做说明。

同样拿Student为例子，我们不用print函数打印出已创建学生对象的数量，而是自定义一个类方法来打印，我们可以这么做:classStudent:    # number属于类变量，不属于某个具体的学生实例number = 0# 定义学生属性，初始化方法    # name和score属于实例变量def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.score = score        Student.number = Student.number + 1# 定义打印学生信息的方法defshow(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.score))    # 定义类方法，打印学生的数量@classmethoddeftotal(cls):        print("Total: {0}".format(cls.number))# 实例化，创建对象student1 = Student("John",100)student2 = Student("Lucy",99)Student.total()  # 打印 Total: 2

类的私有属性(private attribute)和私有方法(private method)

类里面的私有属性和私有方法以双下划线__开头。私有属性或方法不能在类的外部被使用或直接访问。我们同样看看学生类这个例子，把分数score变为私有属性，看看会发生什么。# 创建一个学生类classStudent:    # 定义学生属性，初始化方法    # name和score属于实例变量, 其中__score属于私有变量def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.__score = score    # 定义打印学生信息的方法defshow(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.__score))# 实例化，创建对象student1 = Student("John",100)student1.show()  # 打印 Name: John, Score: 100student1.__score  # 打印出错，该属性不能从外部访问。

如果你将score变成__score, 你将不能直接通过student1.__score获取该学生的分数。show()可以正常显示分数，是因为它是类里面的函数，可以访问私有变量。

私有方法是同样的道理。当我们把show()变成，__show()你将不能再通过student1.__show()打印出学生的名字和分数。值得注意的是私有方法必需含有self这个参数，且把它作为第一个参数。

在面向对象的编程中,通常情况下很少让外部类直接访问类内部的属性和方法，而是向外部类提供一些按钮,对其内部的成员进行访问,以保证程序的安全性，这就是封装。

@property的用法与神奇之处

在上述案例中用户不能用student1.__score方式访问学生分数，然而用户也就知道了__score是个私有变量。我们有没有一种方法让用户通过student1.score来访问学生分数而继续保持__score私有变量的属性呢?这时我们就可以借助python的@property装饰器了。我们可以先定义一个方法score(), 然后利用@property把这个函数伪装成属性。见下面例子:# 创建一个学生类classStudent:    # 定义学生属性，初始化方法    # name和score属于实例变量, 其中score属于私有变量def__init__(self,name,score):        self.name = name        self.__score = score    # 利用property装饰器把函数伪装成属性@propertydefscore(self):        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name,self.__score))# 实例化，创建对象student1 = Student("John",100)student1.score  # 打印 Name: John. Score: 100

注意：一旦给函数加上一个装饰器@property,调用函数的时候不用加括号就可以直接调用函数了

类的继承(Inheritance)

面向对象的编程带来的最大好处之一就是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承(Inheritance)。你可以先定义一个基类(Base class)或父类(Parent class)，再按通过class 子类名(父类名)来创建子类(Child class)。这样子类就可以从父类那里获得其已有的属性与方法，这种现象叫做类的继承。

我们再看另一个例子，老师和学生同属学校成员，都有姓名和年龄的属性，然而老师有工资这个专有属性，学生有分数这个专有属性。这时我们就可以定义1一个学校成员父类，2个子类。# 创建父类学校成员SchoolMemberclassSchoolMember:    def__init__(self,name,age):        self.name = name        self.age = age    deftell(self):        # 打印个人信息print('Name:"{}" Age:"{}"'.format(self.name,self.age),end=" ")# 创建子类老师 TeacherclassTeacher(SchoolMember):    def__init__(self,name,age,salary):        SchoolMember.__init__(self,name,age) # 利用父类进行初始化self.salary = salary    # 方法重写deftell(self):        SchoolMember.tell(self)        print('Salary: {}'.format(self.salary))# 创建子类学生StudentclassStudent(SchoolMember):    def__init__(self,name,age,score):        SchoolMember.__init__(self,name,age)        self.score = score    deftell(self):        SchoolMember.tell(self)        print('score: {}'.format(self.score))teacher1 = Teacher("John",44."$60000")student1 = Student("Mary",12.99)teacher1.tell()  # 打印 Name:"John" Age:"44" Salary: $60000student1.tell()  # Name:"Mary" Age:"12" score: 99

上述代码中，你注意到以下几点了吗?在创建子类的过程中，你需要手动调用父类的构造函数__init__来完成子类的构造。

在子类中调用父类的方法时，需要加上父类的类名前缀，且需要带上self参数变量。比如SchoolMember.tell(self), 这个可以通过使用super关键词简化代码。

如果子类调用了某个方法(如tell())或属性，Python会先在子类中找，如果找到了会直接调用。如果找不到才会去父类找。这为方法重写带来了便利。

实际Python编程过程中，一个子类可以继承多个父类，原理是一样的。第一步总是要手动调用__init__构造函数。

super()关键字调用父类方法

在子类当中可以通过使用super关键字来直接调用父类的中相应的方法，简化代码。在下面例子中，学生子类调用了父类的tell()方法。super().tell()等同于SchoolMember.tell(self)。当你使用Python super()关键字调用父类方法时时，注意去掉括号里self这个参数。# 创建子类学生StudentclassStudent(SchoolMember):    def__init__(self,name,age,score):        SchoolMember.__init__(self,name,age)        self.score = score    deftell(self):        super().tell() # 等同于 SchoolMember.tell(self)print('score: {}'.format(self.score))

通过一些举例来介绍这些具体内容理解起来就不会那么空洞。在现有的学识上，我们还需要不断进步才能赶上时代发展的步伐。Python语言的学习是需要不断提炼的一个过程。因此，掌握好学习方法的同时还需要自己去领悟一些书本里面学不到的东西。想要了解Python语言的更多信息，请继续关注中培教育。