Python面向对象特性-阿里云开发者社区

1 面向对象之继承

1.1 继承的概念

生活中的继承，一般指的是子女继承⽗辈的财产。

拓展1：经典类或旧式类

不由任意内置类型派生出的类，称之为经典类。

class 类名:
    代码
    ......

拓展2：新式类

class 类名(object):
    代码

Python面向对象的继承指的是多个类之间的所属关系，即子类默认继承⽗类的所有属性和方法，具体如下：

# ⽗类A
class A(object):
    def __init__(self):
        self.num = 1
    def info_print(self):
        print(self.num)
# 子类B
class B(A):
    pass
result = B()
result.info_print() # 1

在Python中，所有类默认继承object类，object类是顶级类或基类；其他子类叫做派生类。

1.2 单继承

故事主线：一个煎饼果子⽼师傅，在煎饼果子界摸爬滚打多年，研发了一套精湛的摊煎饼果子的技术。师⽗要把这套技术传授给他的唯一的最得意的徒弟。

分析：徒弟是不是要继承师⽗的所有技术？

# 1. 师⽗类
class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
# 2. 徒弟类
class Prentice(Master):
    pass
# 3. 创建对象daqiu
daqiu = Prentice()
# 4. 对象访问实例属性
print(daqiu.kongfu) 
# 5. 对象调用实例方法
daqiu.make_cake()

1.3 多继承

故事推进：daqiu是个爱学习的好孩子，想学习更多的煎饼果子技术，于是，在百度搜索到程序员，报班学习煎饼果子技术。

所谓多继承意思就是一个类同时继承了多个⽗类。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
# 创建学校类
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class Prentice(School, Master):
   pass
daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()

注意：当一个类有多个⽗类的时候，默认使用第一个⽗类的同名属性和方法。

1.4 子类重写父类同名方法和属性

故事：daqiu掌握了师父和培训的技术后，自己潜心钻研出自己的独门配方的一套全新的煎饼果子技术。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
# 独创配方
class Prentice(School, Master):
     def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
daqiu = Prentice()
print(daqiu.kongfu)
daqiu.make_cake()
print(Prentice.__mro__)

子类和⽗类具有同名属性和方法，默认使用子类的同名属性和方法。

1.5 子类调用父类的同名方法和属性

故事：很多顾客都希望也能吃到古法和oldlu的技术的煎饼果子。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
    print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        # 如果是先调用了⽗类的属性和方法，⽗类属性会覆盖子类属性，故在调用属性前，先调用自己子类的初始化
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
    # 调用⽗类方法，但是为保证调用到的也是⽗类的属性，必须在调用方法前调用⽗类的初始化
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)
    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)
daqiu = Prentice()
daqiu.make_cake()
daqiu.make_master_cake()
daqiu.make_school_cake()
daqiu.make_cake()

1.6 多层继承

故事：N年后，daqiu⽼了，想要把所有技术传承给自己的徒弟。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)
    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)
# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass
xiaoqiu = Tusun()
xiaoqiu.make_cake()
xiaoqiu.make_school_cake()
xiaoqiu.make_master_cake()

1.7 super()调用父类方法

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
        # 方法2.1
        # super(School, self).__init__()
        # super(School, self).make_cake()
        # 方法2.2
        super().__init__()
        super().make_cake()
class Prentice(School):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子技术]'
    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
    # 子类调用⽗类的同名方法和属性：把⽗类的同名属性和方法再次封装
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)
    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)
    # 一次性调用⽗类的同名属性和方法
    def make_old_cake(self):
        # 方法一：代码冗余；⽗类类名如果变化，这里代码需要频繁修改
        # Master.__init__(self)
        # Master.make_cake(self)
        # School.__init__(self)
        # School.make_cake(self)
        # 方法二: super()
        # 方法2.1 super(当前类名, self).函数()
        # super(Prentice, self).__init__()
        # super(Prentice, self).make_cake()
        # 方法2.2 super().函数()
        super().__init__()
        super().make_cake()
daqiu = Prentice()
daqiu.make_old_cake()

注意：使用super() 可以自动查找⽗类。调用顺序遵循 mro 类属性的顺序。比较适合单继承使用。

1.8 私有权限

1.8.1 定义私有属性和方法

在Python中，可以为实例属性和方法设置私有权限，即设置某个实例属性或实例方法不继承给子类。

故事：daqiu把技术传承给徒弟的同时，不想把自己的钱(2000000个亿)继承给徒弟，这个时候就要为钱这个实例属性设置私有权限。

设置私有权限的方法：在属性名和方法名前面加上两个下划线 __。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        # 定义私有属性
        self.__money = 2000000
    # 定义私有方法
    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)
    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)
    def make_school_cake(self):
    School.__init__(self)
    School.make_cake(self)
# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass
daqiu = Prentice()
# 对象不能访问私有属性和私有方法
# print(daqiu.__money)
# daqiu.__info_print()
xiaoqiu = Tusun()
# 子类无法继承⽗类的私有属性和私有方法
# print(xiaoqiu.__money) # 无法访问实例属性__money
# xiaoqiu.__info_print()

注意：私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改。

1.8.2 获取和修改私有属性值

在Python中，一般定义函数名 get_xx 用来获取私有属性，定义 set_xx 用来修改私有属性值。

class Master(object):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class School(object): 
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[oldlu煎饼果子配方]'
    def make_cake(self):
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
class Prentice(School, Master):
    def __init__(self):
        self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]'
        self.__money = 2000000
    # 获取私有属性
    def get_money(self):
        return self.__money
    # 修改私有属性
    def set_money(self):
        self.__money = 500
    def __info_print(self):
        print(self.kongfu)
        print(self.__money)
    def make_cake(self):
        self.__init__()
        print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子')
    def make_master_cake(self):
        Master.__init__(self)
        Master.make_cake(self)
    def make_school_cake(self):
        School.__init__(self)
        School.make_cake(self)
# 徒孙类
class Tusun(Prentice):
    pass
daqiu = Prentice()
xiaoqiu = Tusun()
# 调用get_money函数获取私有属性money的值
print(xiaoqiu.get_money())
# 调用set_money函数修改私有属性money的值
xiaoqiu.set_money()
print(xiaoqiu.get_money())

2 面向对象-其他

2.1 面向对象三大特性

封装

将属性和方法书写到类的里面的操作即为封装
封装可以为属性和方法添加私有权限

继承

子类默认继承⽗类的所有属性和方法

子类可以重写⽗类属性和方法

多态

传入不同的对象，产生不同的结果

2.2 多态

2.2.1 了解多态

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）。

定义：多态是一种使用对象的方式，子类重写⽗类方法，调用不同子类对象的相同⽗类方法，可以产生不同的执行结果

好处：调用灵活，有了多态，更容易编写出通用的代码，做出通用的编程，以适应需求的不断变化！

实现步骤：

定义⽗类，并提供公共方法

定义子类，并重写⽗类方法

传递子类对象给调用者，可以看到不同子类执行效果不同

2.2.2 体验多态

class Dog(object):
    def work(self): # ⽗类提供统一的方法，哪怕是空方法
        print('指哪打哪...')
class ArmyDog(Dog): # 继承Dog类
    def work(self): # 子类重写⽗类同名方法
        print('追击敌人...')
class DrugDog(Dog):
    def work(self):
        print('追查毒品...')
class Person(object):
    def work_with_dog(self, dog): # 传入不同的对象，执行不同的代码，即不同的work函数
        dog.work()
ad = ArmyDog()
dd = DrugDog()
daqiu = Person()
daqiu.work_with_dog(ad)
daqiu.work_with_dog(dd)

2.3 类属性和实例属性

2.3.1 类属性

2.3.1.1 设置和访问类属性

类属性就是类对象所拥有的属性，它被该类的所有实例对象所共有。
类属性可以使用类对象或实例对象访问。

class Dog(object):
    tooth = 10
wangcai = Dog()
xiaohei = Dog()
print(Dog.tooth) # 10
print(wangcai.tooth) # 10
print(xiaohei.tooth) # 10

类属性的优点

类的实例记录的某项数据始终保持一致时，则定义类属性。
实例属性要求每个对象为其单独开辟一份内存空间来记录数据，而类属性为全类所共有，仅占用一份内存，更加节省内存空间。

2.3.1.2 修改类属性

类属性只能通过类对象修改，不能通过实例对象修改，如果通过实例对象修改类属性，表示的是创建了一个实例属性。

class Dog(object):
    tooth = 10
wangcai = Dog()
xiaohei = Dog()
# 修改类属性
Dog.tooth = 12
print(Dog.tooth) # 12
print(wangcai.tooth) # 12
print(xiaohei.tooth) # 12
# 不能通过对象修改属性，如果这样操作，实则是创建了一个实例属性
wangcai.tooth = 20
print(Dog.tooth) # 12
print(wangcai.tooth) # 20
print(xiaohei.tooth) # 12

2.3.2 实例属性

class Dog(object):
    def __init__(self):
        self.age = 5
    def info_print(self):
        print(self.age)
wangcai = Dog()
print(wangcai.age) # 5
# print(Dog.age) # 报错：实例属性不能通过类访问
wangcai.info_print() # 5

2.4 类方法和静态方法

2.4.1 类方法

2.4.1.1 类方法特点

第一个形参是类对象的方法
需要用装饰器 @classmethod 来标识其为类方法，对于类方法，第一个参数必须是类对象，一般以 cls 作为第一个参数。

2.4.1.2 类方法使用场景

当方法中需要使用类对象 (如访问私有类属性等)时，定义类方法
类方法一般和类属性配合使用

class Dog(object):
    __tooth = 10
    @classmethod
    def get_tooth(cls):
        return cls.__tooth
wangcai = Dog()
result = wangcai.get_tooth()
print(result) # 10

2.4.2 静态方法

2.4.2.1 静态方法特点

需要通过装饰器 @staticmethod 来进行修饰，静态方法既不需要传递类对象也不需要传递实例对象（形参没有self/cls）。
静态方法也能够通过实例对象和类对象去访问。

2.4.2.2 静态方法使用场景

当方法中既不需要使用实例对象(如实例对象，实例属性)，也不需要使用类对象 (如类属性、类方法、创建实例等)时，定义静态方法
取消不需要的参数传递，有利于减少不必要的内存占用和性能消耗

class Dog(object):
    @staticmethod
    def info_print():
        print('这是一个狗类，用于创建狗实例....')
wangcai = Dog()
# 静态方法既可以使用对象访问又可以使用类访问
wangcai.info_print()
Dog.info_print()

Python面向对象特性