Python面向對象初級教程

gch12vsf

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    python不單單用作結構化編程，她還是面向對象的高級語言，支持類(class)，本文將介紹Python面向對象的編程思想。類(class)被用來用戶自定義數(shù)據(jù)類型，用戶使用類(class)來組織數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)。
    類(class)的定義
    類(class)的屬性(attribute)
    類(class)的方法(method)
    類(chalss)成員的控制域
    類(class)的繼承與組合
1.類的定義，類的定義使用關鍵字class，后跟類的名稱，及":"。如定義一個Point類
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# 定義一個空的類，沒有任何屬性與方法
class Point:
    pass
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向類中添加類屬性(有的稱之為類成員)，類屬性與其它的變量使用方法一致，第一次使用便是對此變量的定義，屬性的作用域為整個類，即這個類的所有方法可以訪問此屬性，定義Point屬性的屬性x和y
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# 定義一個空的類，沒有任何屬性與方法
class Point:
    # 定義x和y坐標
    x = 10
    y = 10
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類方法為特殊的函數(shù)，其定義方法與函數(shù)類似，但有一個默認的參數(shù)self，表示此類對象的實例(instance)，定義類的方法，設置x的方法setX和獲取x的方法getX。
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# 定義一個完整的類，包含屬性與方法
class Point:
    # 定義x和y坐標
    x = 10
    y = 10
    def setX(self,x_):
        self.x = x_
    def getX(self):
        return self.x
    def setY(self,y_):
        self.y = y_
    def getY(self):
        return self.y
    def setXY(self,x_,y_):
        self.setX(x_)
        self.setY(y_)
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注意：這個類方法如何訪問類屬性，使用self.x，而不是x。python類方法與C++不同，類的成員方法不會自動使用類的屬性，必須使用self明確指定。如果只使用x，則在setX函數(shù)中創(chuàng)建了一個變量x，并將其值設置為_x。
    同樣對于類方法之間互相訪問時也必須使用self指定為調(diào)用的為類的方法。
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# python還支持在類定義塊之外定義方法，這個方法滿足類方法，例如先定義一個函數(shù)outX
def out_setX(self,x_):
    self.x = x_
# 然后定義類，并將類成員h賦值為out_setX
class Point:
    x = 10
    y = 10
    setX = out_setX
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創(chuàng)建一個類的對象,并訪問這個類的屬性和方法
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# 創(chuàng)建Point的一個對象
pt = Point()
# 設置坐標x的值
pt.x = 10
# 獲取坐標x的值
print pt.x
# 訪問對象的方法
pt.setX(20)
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    C++中有函數(shù)重載的概念，python則沒有，如果有如下函數(shù)定義
def f():
    print 'f'
def f(x):
    print 'f(x)'
f()
f(20)
出錯信息
TypeError: f() takes exactly 1 argument (0 given)
由于f先定義為無參數(shù)的函數(shù)，后有定義為帶一個參數(shù)的函數(shù)，及f被重新定義，所以再次調(diào)用
f()時，解釋器抱怨找不到無參數(shù)名稱為f的函數(shù)。但可以使用如下
def f():
    print 'f'
def f(x):
    print 'f(x)'
#此id已被重新定義，可以這樣解釋：
##    x = 10
##  x = 20
#此時x的值已經(jīng)被改編為20，已不再是10無法在訪問10
#f()
f(20)
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    C++還有構造函數(shù)(constructor)的概念,這個函數(shù)為一特殊的函數(shù)，在創(chuàng)建對象時自動被調(diào)用，python中也沒有構造函數(shù)，有一個功能類似的函數(shù)，用來初始化類屬性，這個函數(shù)為：
__init__，如下代碼，在創(chuàng)建對象時將類屬性初始化
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class Point:
    x = 10
    y = 10
    def __init__(self,x_,y_):
        self.x = x_
        self.y = y_
# 將坐標(x,y)設置為(20,20)        
pt = Point(20,20)
print pt.x,pt.y
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類的成員(屬性和方法)，python默認使用public，即屬性與方法可以被直接訪問，這一點與C++也不相同，python改變屬性可見性的是通過表示ID，私有成員以"前導字符_至少兩個，后尾字符_最多一個"表示，如定義私有屬性和私有方法
私有屬性：
    __pri1        前導字符個數(shù)2
    ___pri2        前導字符個數(shù)3
    ____pri3_    前導字符個數(shù)4，后尾字符1
共有屬性：
    _pub1        前導字符1
    ___pri2__    前導字符3，后尾字符2
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class Point:
    # 私有屬性，只能通過類方法訪問
    __x = 10
    # 私有方法，可被其他類方法調(diào)用
    def __setX(self,x_):
        # 訪問私有屬性
        self.__x = x_
    def setX(self,x_):
        # 調(diào)用私有方法
        self.__setX(x_)
    def getX(self):
        # 訪問私有屬性
        return self.__x
pt = Point()
# 直接訪問__x
# pt.__x
# 解釋器會抱怨沒有__x屬性
# AttributeError: Point instance has no attribute '__x'
# 訪問私有方法
# pt.__setX(10)
# 解釋器還是會抱怨沒有屬性__setX(python視方法也為屬性)
print pt.getX()
pt.setX(20)
print pt.getX()
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在類中可以定義屬性，有此類創(chuàng)建的對象可以使用此類的所有屬性，除此之外，python還支持動態(tài)向類或類對象中添加屬性。向類中添加屬性，其后所有的類對象便可以使用新添加的屬性；若向類對象中添加屬性，只用此類對象可以使用此屬性
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'''向類中添加屬性'''
class Point:pass
# 向類中添加屬性z
Point.z = 30
# 創(chuàng)建類對象
pt = Point()
pp = Point()
# 訪問類屬性z
print Point.z
# 訪問類對象屬性z,pp與pt均含有屬性z
print pt.z,pp.z
'''向類對象中添加屬性'''
class Point:pass
pt = Point()
pp = Point()
# 向類對象中添加屬性
pt.z = 10
# 訪問類的屬性
# print Point.z
# 解釋器抱怨沒有屬性z
#AttributeError: class Point has no attribute 'z'
print pt.z
# 訪問pp對象的屬性z
# print pp.z
#解釋器抱怨沒有z屬性
#AttributeError: Point instance has no attribute 'z'
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類的繼承與組合，實現(xiàn)代碼重用。不用copy&paste代碼，當創(chuàng)建新類時，不必全部從頭開始，盡可能的使用已有代碼。TIC++中使用兩種方法:一種稱為組合(composition)；另一種稱為繼承(inheritance)。
繼承語法格式：
class class DerivedClassName(BaseClassName):pass
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'''子類訪問父類屬性'''
class Point:
    x = 10
    y = 20
    def setX(self,x_):
        self.x = x_
    def getX(self):
        return self.x
   
class Circle(Point):
    r = 5
# 創(chuàng)建父類對象   
pt = Point()
# 創(chuàng)建子類對象
cl = Circle()
# 訪問父類的屬性
print cl.x,cl.y
# 訪問父類的方法
cl.setX(40)
print cl.x,cl.y
'''重載父類屬性，訪問Circle屬性'''
class Point:
    x = 10
    y = 20
    def setX(self,x_):
        self.x = x_
    def getX(self):
        return self.x
   
class Circle(Point):
    x = 40
    y = 50
    r = 5
# 創(chuàng)建父類對象   
pt = Point()
# 創(chuàng)建子類對象
cl = Circle()
# 訪問Circle類的屬性
print cl.x,cl.y
# 40,50
'''重載父類屬性，訪問父類Point屬性'''
class Point:
    x = 10
    y = 20
    def setX(self,x_):
        self.x = x_
    def getX(self):
        return self.x
   
class Circle(Point):
    x = 40
    y = 50
    r = 5
    # 訪問父類的屬性
    def callBase(self):
        # x,y已經(jīng)被Circle重載，顯示使用父類訪問父類屬性
        print Point.x,Point.y
# 創(chuàng)建子類對象
cl = Circle()
# 訪問Point類的屬性
cl.callBase()
# 10,20
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C++語言中的子類會自動調(diào)用父類的構造函數(shù)，python中的__init__不會自動調(diào)用父類的__init__，如果要調(diào)用必須顯示的調(diào)用父類的__init__
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'''重載父類屬性，訪問父類屬性'''
class Point:
    def __init__(self):
        print 'Point'
   
class Circle(Point):
    def __init__(self):
        # 顯示調(diào)用父類的__init__函數(shù)
        Point.__init__(self)
        print 'Circle'
cl = Circle()
# Point
# Circle
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C++有抽象類，此類只定義函數(shù)接口(有的稱之為interface)，其具體的實現(xiàn)有子類來實現(xiàn)，python沒有抽象類，實現(xiàn)方法：將基類函數(shù)接口設置為None，如果使用此基類創(chuàng)建對象，調(diào)用此函數(shù)時會出現(xiàn)異常，具體實現(xiàn)由其子類實現(xiàn)
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#抽象類
class Graphic:
    draw = None
# 實現(xiàn)Graphic的draw
class Point(Graphic):
    x = 10
    y = 10
    # 將draw賦值
    def __init__(self):
        self.draw = self.__draw
    # 實現(xiàn)抽象接口
    def __draw(self):
        print self.x,self.y
# 實現(xiàn)Graphic的draw
class Circle(Point):
    r = 5
    # 將draw賦值
    def __init__(self):
        self.draw = self.__draw
    # 實現(xiàn)抽象接口
    def __draw(self):
        print self.x,self.y,self.r
# 創(chuàng)建各個類的對象
gp = Graphic()
pt = Point()
cl = Circle()
#gp.draw()
# 函數(shù)調(diào)用出錯
#TypeError: 'NoneType' object is not callable
# 調(diào)用Point的draw
pt.draw()
# 調(diào)用Circle的draw
cl.draw()
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類的組合：類的另一種重用方式，《C++ Primer plus》有介紹適用于此設計方法的類與類之間的關系，稱之為”has-a“關系，與繼承”is-a“關系相對應。
”is-a“關系：
圓柱(cylinder)is-a特殊的圓(circle)，它含有高度屬性，圓(circle)為圓柱(cylinder)的父類;
圓(circle)is-a特殊的點，它含有半徑屬性,點(point)為圓(circle)的父類
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# 定義父類及子類
class Point:pass
class Circle(Point):pass
class Cylinder(Circle):pass
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”has-a"關系：
畫布(canvas)上可以繪制各種圖形(如：點(point)、圓(circle)和圓柱(cylinder)等)。繪圖程序
定義如下關系
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# 定義容器類
class Canvas:
    # 包含三個類對象Point、Circle和Cylinder
    pt = Point()
    cl = Circle()
    cy = Cylinder()
    def __init__(self):
        pass
               
               
               

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