盡管網(wǎng)上有許多關(guān)于Python面向?qū)ο竦木幊探榻B，小編我看完后總覺得不是很滿意，也不過癮，所以決定自己親自動(dòng)手寫篇文章，幫你理解Python面向?qū)ο蟮木幊痰幕靖拍詈秃诵乃枷?。本文?nèi)含很多實(shí)例代碼，以幫助新手更好理解。如果你在學(xué)習(xí)基于Python的Django Web開發(fā)框架，本文也會(huì)對(duì)你非常有幫助，因?yàn)镈jango編程就是采用面向?qū)ο蟮木幊獭?/span>

類(Class)與對(duì)象(Object)

類(Class)是用來描述具有相同屬性(Attribute)和方法(Method)對(duì)象的集合。對(duì)象(Object)是類(Class)的具體實(shí)例。比如學(xué)生都有名字和分?jǐn)?shù)，他們有著共同的屬性。這時(shí)我們就可以設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)生類, 用于記錄學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)，并自定義方法打印出他們的名字和方法。

• 屬性(Attribute): 類里面用于描述所有對(duì)象共同特征的變量或數(shù)據(jù)。比如學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)。

• 方法(Method): 類里面的函數(shù)，用來區(qū)別類外面的函數(shù), 用來實(shí)現(xiàn)某些功能。比如打印出學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)。
  

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類我們需要使用關(guān)鍵詞class. 這個(gè)學(xué)生類Student看上去應(yīng)該是這樣的:

# 創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生類
class Student:
    
    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    # 定義打印學(xué)生信息的方法
    def show(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))

在這個(gè)案例中，我們只定義了一個(gè)抽象的類，電腦并沒有創(chuàng)建什么存儲(chǔ)空間。只有當(dāng)我們完成類的實(shí)例化(Instance)時(shí)，電腦才會(huì)創(chuàng)建一個(gè)具體的對(duì)象（Object），并為之分配存儲(chǔ)空間。所以對(duì)象（Object)是類（Class)的一個(gè)實(shí)例。

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)具體的學(xué)生對(duì)象(Object)，我們還需要輸入:

student1 = Student("John", 100)
student2 = Student("Lucy", 99)

在這個(gè)案例中，Student是類，student1和student2是我們創(chuàng)建的具體的學(xué)生對(duì)象。當(dāng)我們輸入上述代碼時(shí)，Python會(huì)自動(dòng)調(diào)用默認(rèn)的__init__初始構(gòu)造函數(shù)來生成具體的對(duì)象。關(guān)鍵字self是個(gè)非常重要的參數(shù)，代表創(chuàng)建的對(duì)象本身。

當(dāng)你創(chuàng)建具體的對(duì)象后，你可以直接通過student1.name和student1.score來分別獲取學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)，也可以通過student1.show()來直接打印學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)。

類變量(class variables)與實(shí)例變量（instance variables）

假設(shè)我們需要在Student類里增加一個(gè)計(jì)數(shù)器number，每當(dāng)一個(gè)新的學(xué)生對(duì)象(Object)被創(chuàng)建時(shí)，這個(gè)計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1。由于這個(gè)計(jì)數(shù)器不屬于某個(gè)具體學(xué)生，而屬于Student類的，所以被稱為類變量(class variables)。而姓名和分?jǐn)?shù)屬于每個(gè)學(xué)生對(duì)象的，所以屬于實(shí)例變量(instance variables)，也被稱為對(duì)象變量(object variables)。

這個(gè)新Student類看上去應(yīng)該是這樣的:

# 創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生類
class Student:

    # number屬于類變量，定義在方法外，不屬于具體實(shí)例
    number = 0

    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    # name和score屬于實(shí)例變量，定義在方法里
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
        # 此處有錯(cuò)誤
        number = number + 1

    # 定義打印學(xué)生信息的方法
    def show(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))

類變量和實(shí)例變量的區(qū)別很大，訪問方式也也不一樣。

• 類變量：類變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外。訪問或調(diào)用類變量的正確方式是類名.變量名或者self.__class__.變量名。self.__class__自動(dòng)返回每個(gè)對(duì)象的類名。

• 實(shí)例變量：定義在方法中的變量，屬于某個(gè)具體的對(duì)象。訪問或調(diào)用實(shí)例變量的正確方式是對(duì)象名.變量名或者self.變量名.

注意到上述Student類有個(gè)錯(cuò)誤沒? 我們?cè)噲D直接使用number = number + 1調(diào)用屬于類的變量number。正確的方式是使用Student.number或self.__class__.number訪問屬于類的變量。下面的代碼才是正確的:

# 創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生類
class Student:

    # number屬于類變量，不屬于某個(gè)具體的學(xué)生實(shí)例
    number = 0

    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    # name和score屬于實(shí)例變量
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
        Student.number = Student.number + 1

    # 定義打印學(xué)生信息的方法
    def show(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))

# 實(shí)例化，創(chuàng)建對(duì)象
student1 = Student("John", 100)
student2 = Student("Lucy", 99)

print(Student.number)  # 打印2
print(student1.__class__.number) # 打印2

類方法(Class method)

正如同有些變量只屬于類，有些方法也只屬于類，不屬于具體的對(duì)象。你有沒有注意到屬于對(duì)象的方法里面都有一個(gè)self參數(shù), 比如__init__(self), show(self)? self是指對(duì)象本身。屬于類的方法不使用self參數(shù)， 而使用參數(shù)cls，代表類本身。另外習(xí)慣上對(duì)類方法我們會(huì)加上@classmethod的修飾符做說明。

同樣拿Student為例子，我們不用print函數(shù)打印出已創(chuàng)建學(xué)生對(duì)象的數(shù)量，而是自定義一個(gè)類方法來打印，我們可以這么做:

class Student:

    # number屬于類變量，不屬于某個(gè)具體的學(xué)生實(shí)例
    number = 0

    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    # name和score屬于實(shí)例變量
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
        Student.number = Student.number + 1

    # 定義打印學(xué)生信息的方法
    def show(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.score))

    # 定義類方法，打印學(xué)生的數(shù)量
    @classmethod
    def total(cls):
        print("Total: {0}".format(cls.number))


# 實(shí)例化，創(chuàng)建對(duì)象
student1 = Student("John", 100)
student2 = Student("Lucy", 99)

Student.total()  # 打印 Total: 2

類的私有屬性(private attribute)和私有方法(private method)

類里面的私有屬性和私有方法以雙下劃線__開頭。私有屬性或方法不能在類的外部被使用或直接訪問。我們同樣看看學(xué)生類這個(gè)例子，把分?jǐn)?shù)score變?yōu)樗接袑傩裕纯磿?huì)發(fā)生什么。

# 創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生類
class Student:

    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    # name和score屬于實(shí)例變量, 其中__score屬于私有變量
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.__score = score

    # 定義打印學(xué)生信息的方法
    def show(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.__score))

# 實(shí)例化，創(chuàng)建對(duì)象
student1 = Student("John", 100)

student1.show()  # 打印 Name: John, Score: 100
student1.__score  # 打印出錯(cuò)，該屬性不能從外部訪問。

如果你將score變成__score, 你將不能直接通過student1.__score獲取該學(xué)生的分?jǐn)?shù)。show()可以正常顯示分?jǐn)?shù)，是因?yàn)樗穷惱锩娴暮瘮?shù)，可以訪問私有變量。

私有方法是同樣的道理。當(dāng)我們把show()變成，__show()你將不能再通過student1.__show()打印出學(xué)生的名字和分?jǐn)?shù)。值得注意的是私有方法必需含有self這個(gè)參數(shù)，且把它作為第一個(gè)參數(shù)。

在面向?qū)ο蟮木幊讨?通常情況下很少讓外部類直接訪問類內(nèi)部的屬性和方法，而是向外部類提供一些按鈕,對(duì)其內(nèi)部的成員進(jìn)行訪問,以保證程序的安全性，這就是封裝。

@property的用法與神奇之處

在上述案例中用戶不能用student1.__score方式訪問學(xué)生分?jǐn)?shù)，然而用戶也就知道了__score是個(gè)私有變量。我們有沒有一種方法讓用戶通過student1.score來訪問學(xué)生分?jǐn)?shù)而繼續(xù)保持__score私有變量的屬性呢？這時(shí)我們就可以借助python的@property裝飾器了。我們可以先定義一個(gè)方法score(), 然后利用@property把這個(gè)函數(shù)偽裝成屬性。見下面例子:

# 創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生類
class Student:

    # 定義學(xué)生屬性，初始化方法
    # name和score屬于實(shí)例變量, 其中score屬于私有變量
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.__score = score

    # 利用property裝飾器把函數(shù)偽裝成屬性
    @property
    def score(self):
        print("Name: {}. Score: {}".format(self.name, self.__score))

# 實(shí)例化，創(chuàng)建對(duì)象

student1 = Student("John", 100)

student1.score  # 打印 Name: John. Score: 100

注意： 一旦給函數(shù)加上一個(gè)裝飾器@property,調(diào)用函數(shù)的時(shí)候不用加括號(hào)就可以直接調(diào)用函數(shù)了 

類的繼承(Inheritance)

面向?qū)ο蟮木幊處淼淖畲蠛锰幹痪褪谴a的重用，實(shí)現(xiàn)這種重用的方法之一是通過繼承(Inheritance)。你可以先定義一個(gè)基類(Base class)或父類(Parent class)，再按通過class 子類名（父類名)來創(chuàng)建子類(Child class)。這樣子類就可以從父類那里獲得其已有的屬性與方法，這種現(xiàn)象叫做類的繼承。

我們?cè)倏戳硪粋€(gè)例子，老師和學(xué)生同屬學(xué)校成員，都有姓名和年齡的屬性，然而老師有工資這個(gè)專有屬性，學(xué)生有分?jǐn)?shù)這個(gè)專有屬性。這時(shí)我們就可以定義1一個(gè)學(xué)校成員父類，2個(gè)子類。

# 創(chuàng)建父類學(xué)校成員SchoolMember
class SchoolMember:

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def tell(self):
        # 打印個(gè)人信息
        print('Name:"{}" Age:"{}"'.format(self.name, self.age), end=" ")


# 創(chuàng)建子類老師 Teacher
class Teacher(SchoolMember):

    def __init__(self, name, age, salary):
        SchoolMember.__init__(self, name, age) # 利用父類進(jìn)行初始化
        self.salary = salary

    # 方法重寫
    def tell(self):
        SchoolMember.tell(self)
        print('Salary: {}'.format(self.salary))


# 創(chuàng)建子類學(xué)生Student
class Student(SchoolMember):

    def __init__(self, name, age, score):
        SchoolMember.__init__(self, name, age)
        self.score = score

    def tell(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: $60000
student1.tell()  # Name:"Mary" Age:"12" score: 99

上述代碼中，你注意到以下幾點(diǎn)了嗎？

• 在創(chuàng)建子類的過程中，你需要手動(dòng)調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)__init__來完成子類的構(gòu)造。

• 在子類中調(diào)用父類的方法時(shí)，需要加上父類的類名前綴，且需要帶上self參數(shù)變量。比如SchoolMember.tell(self), 這個(gè)可以通過使用super關(guān)鍵詞簡(jiǎn)化代碼。

• 如果子類調(diào)用了某個(gè)方法(如tell())或?qū)傩裕?/span>Python會(huì)先在子類中找，如果找到了會(huì)直接調(diào)用。如果找不到才會(huì)去父類找。這為方法重寫帶來了便利。

實(shí)際Python編程過程中，一個(gè)子類可以繼承多個(gè)父類，原理是一樣的。第一步總是要手動(dòng)調(diào)用__init__構(gòu)造函數(shù)。

super()關(guān)鍵字調(diào)用父類方法

在子類當(dāng)中可以通過使用super關(guān)鍵字來直接調(diào)用父類的中相應(yīng)的方法，簡(jiǎn)化代碼。在下面例子中，學(xué)生子類調(diào)用了父類的tell()方法。super().tell()等同于SchoolMember.tell(self)。當(dāng)你使用Python super()關(guān)鍵字調(diào)用父類方法時(shí)時(shí)，注意去掉括號(hào)里self這個(gè)參數(shù)。

# 創(chuàng)建子類學(xué)生Student
class Student(SchoolMember):

    def __init__(self, name, age, score):
        SchoolMember.__init__(self, name, age)
        self.score = score

    def tell(self):
        super().tell() # 等同于 SchoolMember.tell(self)
        print('score: {}'.format(self.score))