Python快速入门学习笔记十三:面向对象(上)基本概念:类、实例对象、属性、方法

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Python入门第十三课，主要是学习了面向对象编程的基础概念，类是创建对象的蓝图，实例是具体对象，属性存储数据，方法定义行为，共同构成面向对象编程的基础。

• 类的定义
• 创建实例
• 自定义方法（方法）
• 实例属性
• 类属性
• 实例方法
• 类方法
• 静态方法

类的定义

语法格式：

# 定义一个类（类名通常用大驼峰写法）class 类名:# 当一个函数被定义在类中时，它就被称为“方法”。# __init__方法又叫：初始化方法，它主要用来给当前实例对象添加属性。# __init__方法收到的参数是：当前正在创建的实例对象、其他自定义参数。# 当我们后期编写代码，对类进行实例化的时候，Python就会自动调用__init__方法，去完成对实例的初始化。def__init__(self, 参数1, 参数2, 参数3):# 通过self给当前实例添加属性，语法格式为：self.属性名 = 属性值        self.属性名1 = 参数1        self.属性名2 = 参数2        self.属性名3 = 参数3

语法解析：

• 类名通常采用大驼峰命名法，如：Person、UserInfo。
• 类中所定义的函数，通常又称为方法。
• __init__方法叫初始化方法，当我们对类进行实例化时，Python会自动调用 __init__方法。
• __init__方法的名字不能更改 ，否则 Python 无法自动调用。
• __init__收到的第一个参数是当前正在创建的实例对象，形参通常用 self。
• __init__方法收到的除 self 以外的参数，通常用来设置实例的属性值，通过“点”语法实现：self.属性名 = 属性值。

示例代码：

classPerson:def__init__(self, name, age, gender):        self.name = name        self.age = age        self.gender = gender

创建实例

语法格式：

实例名 = 类名(参数1, 参数2, ...)

实例代码：

classPerson:def__init__(self, name, age, gender):        print('创建了一个实例对象：', name, age, gender)        self.name = name        self.age = age        self.gender = gender# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')p2 = Person('李四', 22, '女')# 运行后控制台打印如下：# 创建了一个实例对象： 张三 18 男# 创建了一个实例对象： 李四 22 女# 直接打印一个实例的话，是看不到实例身上的属性。print(p1) # <__main__.Person object at 0x0000026AE1786900>print(p2) # <__main__.Person object at 0x0000026AE18B4910>

通过实例的“点”语法，可以访问或修改实例的属性。

# 访问实例的属性print(f'我叫{p1.name}，{p1.age}岁，性别{p1.gender}') # 我叫张三，18岁，性别男print(f'我叫{p2.name}，{p2.age}岁，性别{p2.gender}') # 我叫李四，22岁，性别女# 修改实例的属性p2.age = 20print(f'我叫{p2.name}，{p2.age}岁，性别{p2.gender}') # 我叫李四，20岁，性别女

通过 实例.__dict__的方式，可以查看实例身上的所有属性（字典形式）。

print(type(p1.__dict__), p1.__dict__) # <class 'dict'> {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '男'}print(type(p2.__dict__), p2.__dict__) # <class 'dict'> {'name': '李四', 'age': 20, 'gender': '女'}

在创建实例完毕后，也可以通过实例.属性名 = 值的形式，给实例追加属性。

p1.address = '北京海淀银角大厦'print(p1.__dict__ # {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '男', 'address': '北京海淀银角大厦'}

通过type()函数，可以查看某个实例对象，是由哪个类创建出来的。

print(type(p1)) # <class '__main__.Person'>print(type(p2)) # <class '__main__.Person'>

自定义方法（方法）

语法格式：

def 方法名(self, 参数1, 参数2)

语法解析：

• 自定义方法的第一个参数是self，是调用该方法的实例对象。
• 自定义方法是保存在类身上的，类的实例对象上没有自定方法，但所有类的实例对象都可以调用类的自定方法。

示例代码：

classPerson:def__init__(self, name, age, gender):        self.name = name        self.age = age        self.gender = gender# 自定义方法defspeak(self, msg):        print(f'我叫{self.name}，年龄{self.age}，性别是{self.gender}，我想说{msg}')# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')p2 = Person('李四', 22, '女')# 调用自定义方法p1.speak('时光不可追')p2.speak('hahah')

实例属性

定义：

通过实例.属性名 = 值定义在实例身上的属性，称为实例属性。

特点：

• 每个实例都有自己的独立一份的实例属性，各个实例之间是互不影响的。
• 实例属性只能通过实例.属性名访问和修改，不能通过类名访问或修改。

注意：进行实例.属性名 = 值操作时，只会对实例自身的属性起作用，有则修改，无则添加。

示例代码：

classPerson:def__init__(self, name, age, gender):# print('创建了一个实例对象：', name, age, gender)        self.name = name        self.age = age        self.gender = genderdefspeak(self, msg):        print(f'我叫{self.name}，年龄{self.age}，性别是{self.gender}，我想说：{msg}')# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')# 定义实例属性p1.phone = '18700001231'# 查看所有实例属性print(p1.__dict__)# 访问实例属性print(p1.phone)# 通过类访问实例属性报错，所以不能通过类访问实例属性print(Person.phone) # 运行时报错：AttributeError: type object 'Person' has no attribute 'phone'

类属性

定义：

在类中直接写赋值语句（如：a = 100），就会在类身上添加一个 a 的属性，值为 100。

此时 a 就是类属性，它属于类本身，由类所拥有，并且该类创建出来的所有实例对象，都能去访问 a 属性。

特点：

• 所有实例访问的，都是同一个类属性，所以类属性通常用于存放公共数据。
• 类属性既可以通过类访问，也可以通过实例访问。

示例代码：

classPerson:# 定义类属性    max_age = 120    planet = '地球'def__init__(self, name, age, gender):# print('创建了一个实例对象：', name, age, gender)        self.name = name        self.gender = gender# 使用类属性限制 age 的最大值if (age <= Person.max_age):            self.age = ageelse:            print(f'年龄超出范围了，已将年龄设置为最大值：{Person.max_age}')            self.age = Person.max_agedefspeak(self, msg):        print(f'我叫{self.name}，年龄{self.age}，性别是{self.gender}，我想说：{msg}')# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')p2 = Person('李四', 22, '女')# 分别打印类和实例的属性，查看类属性的归属print(Person.__dict__)print(p1.__dict__)# 通过类访问类属性print(Person.max_age)# 通过实例对象访问类属性print(p1.max_age)print(p2.max_age)# 测试对年龄的限制p3 = Person('王五', 138, '男')print(p3.__dict__)

实例方法

定义：

类中所定义的方法，最终会保存在类身上，并且主要是通过实例调用，所以叫实例方法。

特点：

• 实例方法虽然最终保存在类身上，但它主要是供实例使用的，所以才叫实例方法。
• 因为收到了self 参数，所以其内部可以：访问实例属性，调用实例方法。
• 实例方法的主要作用是定义实例对象的具体行为。

示例代码：

classPerson:    max_age = 120    planet = '地球'def__init__(self, name, age, gender):# print('创建了一个实例对象：', name, age, gender)        self.name = name        self.gender = gender# 限制 age 的最大值if (age <= Person.max_age):            self.age = ageelse:            print(f'年龄超出范围了，已将年龄设置为最大值：{Person.max_age}')            self.age = Person.max_age# 实例方法defspeak(self, msg):        print(f'我叫{self.name}，年龄{self.age}，性别是{self.gender}，我想说：{msg}')# 实例方法defrun(self, distance):        print(f'{self.name} 今日累计步行 {distance} 米')# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')p2 = Person('李四', 22, '女')# 通过实例调用实例方法p1.speak('这是我坚持徒步锻炼的第99天')p1.run(6000)print('*' * 10, '分割线', '*' * 10)p2.speak('这是我坚持徒步锻炼的第299天')p2.run(10000)# 运行结果如下：# 我叫张三，年龄18，性别是男，我想说：这是我坚持徒步锻炼的第99天# 张三 今日累计步行 6000 米# ********** 分割线 **********# 我叫李四，年龄22，性别是女，我想说：这是我坚持徒步锻炼的第299天# 李四 今日累计步行 10000 米

类方法

定义：

使用@classmethod装饰器修饰的自定义方法，第一个参数是类本身，通常用形参cls接收。

特定：

• 可通过类名或实例名调用，但强烈推荐通过类名调用以体现语义。
• 因为收到了cls参数，所以内部可以访问类属性。
• 一般用于实现与类相关的逻辑，如：操作类级别的信息、工厂方法等。

from datetime import datetimeclassPerson:    max_age = 120    planet = '地球'def__init__(self, name, age, gender):# print('创建了一个实例对象：', name, age, gender)        self.name = name        self.gender = gender# 限制 age 的最大值if (age <= Person.max_age):            self.age = ageelse:            print(f'年龄超出范围了，已将年龄设置为最大值：{Person.max_age}')            self.age = Person.max_age# 实例方法defspeak(self, msg):        print(f'我叫{self.name}，年龄{self.age}，性别是{self.gender}，我想说：{msg}')# 实例方法defrun(self, distance):        print(f'{self.name} 今日累计步行 {distance} 米')# 类方法    @classmethoddefchange_planet(cls, value):        cls.planet = value# 类方法    @classmethoddefcreate(cls, info_str):# 从info_str中获取到有效信息        name, year, gender = info_str.split('-')# 获取当前年份        current_year = datetime.now().year# 计算年龄        age = current_year - int(year)# 创建并返回一个Person类的实例对象return cls(name, age, gender)# 创建Person的实例对象p1 = Person('张三', 18, '男')p2 = Person('李四', 22, '女')# 验证：类方法保存在类身上print(Person.__dict__)# 类方法通过类调用Person.change_planet('火星')print(Person.__dict__) # 运行结果可以看到，类属性planet已被修改print(Person.planet)# 通过该实例对象访问类属性，结果同样类属性已被修改print(p1.planet)print(p2.planet)# 测试通过类方法create创建一个实例对象p3 = Person.create('远方-1985-男')print(p3.__dict__)p3.speak('这是我坚持徒步锻炼的第9999天')p3.run(10000)

静态方法

定义：

使用@staticmethod装饰器修饰的自定义方法，方法没有self或cls参数，只是单纯定义在类中。

特点：

• 可通过类名或实例名调用，但强烈推荐通过类名调用以体现语义。
• 由于没有self或cls参数，所以静态方法中通常：不能访问类属性，也不能访问实例属性。
• 一般用于定义与类相关，但可以独立使用的工具方法。

# 验证：类方法保存在类身上print(Person.__dict__)# 静态方法需要通过类调用result = Person.is_adult(2003)print(result)result2 = Person.mask_idcard('142019199501270017')print(result2)

总结，本文主要学习面向对象编程的一些基础概念，下一篇文章将学些面向对象编程的进阶知识多重继承、多态等。