面向对象三大特性:
- 封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
- 继承 实现代码的重用,相同的代码不需要重复的编写
- 多态 不同的子类对象调用相同的父类方法,产生不同的执行结果,增加代码的灵活度
一、封装
- 封装 是面向对象编程的一大特点
- 面向对象编程的 第一步 —— 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
- 外界 使用 类 创建 对象,然后 让对象调用方法
- 对象方法的细节 都被 封装 在 类的内部
一个对象的 属性 可以是 另外一个类创建的对象
二、继承
继承的概念:子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性
2.1 单继承
2.1.1 继承的语法
1 | class 类名(父类名): |
- 子类 继承自 父类,可以直接 享受 父类中已经封装好的方法,不需要再次开发
- 子类 中应该根据 职责,封装 子类特有的 属性和方法
2.1.2 专业术语
Dog
类是Animal
类的子类,Animal
类是Dog
类的父类,Dog
类从Animal
类继承Dog
类是Animal
类的派生类,Animal
类是Dog
类的基类,Dog
类从Animal
类派生
2.1.3 继承的传递性
C
类从B
类继承,B
类又从A
类继承- 那么
C
类就具有B
类和A
类的所有属性和方法
子类 拥有 父类 以及 父类的父类 中封装的所有 属性 和 方法
2.1.4 方法的重写
- 子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性
- 子类 继承自 父类,可以直接 享受 父类中已经封装好的方法,不需要再次开发
应用场景
- 当 父类 的方法实现不能满足子类需求时,可以对方法进行 重写(override)
重写 父类方法有两种情况:
- 覆盖 父类的方法
- 对父类方法进行 扩展
1) 覆盖父类的方法
- 如果在开发中,父类的方法实现 和 子类的方法实现,完全不同
- 就可以使用 覆盖 的方式,在子类中 重新编写 父类的方法实现
具体的实现方式,就相当于在 子类中 定义了一个 和父类同名的方法并且实现
重写之后,在运行时,只会调用 子类中重写的方法,而不再会调用 父类封装的方法
2) 对父类方法进行 扩展
- 如果在开发中,子类的方法实现 中 包含 父类的方法实现
- 父类原本封装的方法实现 是 子类方法的一部分
- 就可以使用 扩展 的方式
- 在子类中 重写 父类的方法
- 在需要的位置使用
super().父类方法
来调用父类方法的执行 - 代码其他的位置针对子类的需求,编写 子类特有的代码实现
2.1.5 父类的 私有属性 和 私有方法
- 子类对象 不能 在自己的方法内部,直接 访问 父类的 私有属性 或 私有方法
- 子类对象 可以通过 父类 的 公有方法 间接 访问到 私有属性 或 私有方法
- 私有属性、方法 是对象的隐私,不对外公开,外界 以及 子类 都不能直接访问
- 私有属性、方法 通常用于做一些内部的事情
示例
B
的对象不能直接访问__num2
属性B
的对象不能在demo
方法内访问__num2
属性B
的对象可以在demo
方法内,调用父类的test
方法- 父类的
test
方法内部,能够访问__num2
属性和__test
方法
2.2 多继承
概念
- 子类 可以拥有 多个父类,并且具有 所有父类 的 属性 和 方法
- 例如:孩子 会继承自己 父亲 和 母亲 的 特性
语法
1 | class 子类名(父类名1, 父类名2...) |
2.2.1 多继承的使用注意事项
问题的提出
- 如果 不同的父类 中存在 同名的方法,子类对象 在调用方法时,会调用 哪一个父类中的方法呢?
提示:开发时,应该尽量避免这种容易产生混淆的情况! —— 如果 父类之间 存在 同名的属性或者方法,应该 尽量避免 使用多继承
2.2.2 Python 中的 MRO —— 方法搜索顺序(知道)
Python
中针对 类 提供了一个 内置属性__mro__
可以查看 方法 搜索顺序- MRO 是
method resolution order
,主要用于 在多继承时判断 方法、属性 的调用 路径
1 | print(C.__mro__) |
输出结果
1 | (<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>) |
- 在搜索方法时,是按照
__mro__
的输出结果 从左至右 的顺序查找的 - 如果在当前类中 找到方法,就直接执行,不再搜索
- 如果 没有找到,就查找下一个类 中是否有对应的方法,如果找到,就直接执行,不再搜索
- 如果找到最后一个类,还没有找到方法,程序报错
2.2.3 新式类与旧式(经典)类
object
是Python
为所有对象提供的 基类,提供有一些内置的属性和方法,可以使用dir
函数查看
新式类:以
object
为基类的类,推荐使用经典类:不以
object
为基类的类,不推荐使用在
Python 3.x
中定义类时,如果没有指定父类,会 默认使用object
作为该类的 基类 ——Python 3.x
中定义的类都是 新式类在
Python 2.x
中定义类时,如果没有指定父类,则不会以object
作为 基类
新式类 和 经典类 在多继承时 —— 会影响到方法的搜索顺序
为了保证编写的代码能够同时在 Python 2.x
和 Python 3.x
运行!
今后在定义类时,如果没有父类,建议统一继承自 object
1 | class 类名(object): |
三、多态
多态 不同的 子类对象 调用相同的 父类方法,产生不同的执行结果
- 多态 可以 增加代码的灵活度
- 以 继承 和 重写父类方法 为前提
- 是调用方法的技巧,不会影响到类的内部设计
3.1 案例需求
- 在
Dog
类中封装方法game
- 普通狗只是简单的玩耍
- 定义
XiaoTianDog
继承自Dog
,并且重写game
方法- 哮天犬需要在天上玩耍
- 定义
Person
类,并且封装一个 和狗玩 的方法- 在方法内部,直接让 狗对象 调用
game
方法
- 在方法内部,直接让 狗对象 调用
3.2 代码实现
1 | class Dog(object): |
3.3 运行结果
四、私有属性和私有方法
4.1 应用场景及定义方式
应用场景
- 在实际开发中,对象 的 某些属性或方法 可能只希望 在对象的内部被使用,而 不希望在外部被访问到
- 私有属性 就是 对象 不希望公开的 属性
- 私有方法 就是 对象 不希望公开的 方法
定义方式
- 在 定义属性或方法时,在 属性名或者方法名前 增加 两个下划线,定义的就是 私有 属性或方法
1 | class Women: |
4.2 伪私有属性和私有方法(科普)
提示:在日常开发中,不要使用这种方式,访问对象的 私有属性 或 私有方法
Python
中,并没有 真正意义 的 私有
- 在给 属性、方法 命名时,实际是对 名称 做了一些特殊处理,使得外界无法访问到
- 处理方式:在 名称 前面加上
_类名
=>_类名__名称
1 | # 私有属性,外部不能直接访问到 |
五、类属性与类方法
5.1 语法
1 | class 类名(object): |
5.2 值得注意的知识点
- 关于实例
- 使用面相对象开发,第 1 步 是设计 类
- 使用 类名() 创建对象,创建对象 的动作有两步:
- 在内存中为对象 分配空间
- 调用初始化方法
__init__
为 对象初始化
- 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
- 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,类 同样 会被加载到内存
- 在
Python
中,类 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
- 类属性
- 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
- 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:
- 类名.类属性
- 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
5.3 方法综合案例
5.3.1 需求
- 设计一个
Game
类 - 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
- 定义一个 类属性
- 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
- 静态方法
- 主程序步骤
- 查看帮助信息
- 查看历史最高分
- 创建游戏对象,开始游戏
5.3.2 实现代码
1 | class Game(object): |