在Python中，你有好多对象？——Python类

1.面向对象 

当谈论面向对象编程（OOP）时，我们指的是一种程序设计的方法，它以对象的概念为中心，而不是以函数或逻辑为中心。面向对象编程的主要特征包括：

1. 封装（Encapsulation）：将数据（属性）和操作数据的方法（方法或函数）捆绑在一起，以防止对数据的直接访问和修改，从而提高安全性和灵活性。

2. 继承（Inheritance）：允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的属性和方法。这种机制促进了代码重用和层次结构的建立。

3. 多态（Polymorphism）：允许使用统一的接口处理不同的数据类型或对象，即不同类的对象可以用相同的方式调用。

面向对象的技术有：

• 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
• 方法：类中定义的函数。
• 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
• 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
• 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
• 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
• 实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
• 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。
• 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
• 对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

和其它编程语言相比，Python 在尽可能不增加新的语法和语义的情况下加入了类机制。 

面向对象编程的优势包括代码重用性、灵活性和可维护性。它适合大型软件项目，因为它可以将复杂的系统分解为相对简单的、易于理解的部分（对象），并且有助于提高开发速度和减少错误。

2.类的定义 

类定义

语法格式如下：

class ClassName: <statement-1> . . . <statement-N>

类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作：属性引用和实例化。

属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。

类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:

class MyClass:

    def __init__(self):
        self.i = 12345

    """一个简单的类实例"""

    def f(self):
        return 'hello world'


# 实例化类
x = MyClass()
# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass类的方法 f 输出为: ", x.f())

'''
执行以上程序输出结果为：
MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass类的方法 f 输出为:  hello world
'''

以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用，像下面这样：

def __init__(self): 
    self.data = []

类定义了 __init__() 方法，类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。如下实例化类 MyClass，对应的 __init__() 方法就会被调用:

class MyClass:

    def __init__(self): 
        self.data = []


x = MyClass()

当然， __init__() 方法可以有参数，参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上。例如:

class Complex:

    def __init__(self, real_part, image_part):
        self.r = real_part
        self.i = image_part


x = Complex(3.0, -4.5)
print(x.r, x.i)

# 输出结果：3.0 -4.5

self 代表类的实例，而非类

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 默认它的名称是 self。

class Test:

    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)


t = Test()
t.prt()

'''
以上实例执行结果为：
<__main__.Test object at 0x0000022F9F120E90>
<class '__main__.Test'>
'''

从执行结果可以很明显的看出，self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类。

self 不是 python 关键字，我们把他换成 csdn 也是可以正常执行的:

class Test:

    def prt(csdn):
        print(csdn)
        print(csdn.__class__)


t = Test()
t.prt()

'''
以上实例执行结果为：
<__main__.Test object at 0x00000247F6F80ED0>
<class '__main__.Test'>
'''

在 Python中，self 是一个惯用的名称，用于表示类的实例（对象）自身。它是一个指向实例的引用，使得类的方法能够访问和操作实例的属性。

当你定义一个类，并在类中定义方法时，第一个参数通常被命名为 self，尽管你可以使用其他名称，但最好还是使用 self，以保持代码的一致性和可读性。

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def display_value(self):
        print(self.value)


# 创建一个类的实例
obj = MyClass(42)
# 调用实例的方法
obj.display_value()

# 输出 42

在上面的例子中，self 是一个指向类实例的引用，它在 __init__ 构造函数中用于初始化实例的属性，也在 display_value 方法中用于访问实例的属性。通过使用 self，你可以在类的方法中访问和操作实例的属性，从而实现类的行为。

3.类的属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs。

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0  # 公开变量
    
    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print(self.__secretCount)


counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count() 
print(counter.publicCount)
print(counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
'''
执行以上程序输出结果为：
1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "xxx.py", line 16, in <module>
    print(counter.__secretCount)  # 报错，实例不能访问私有变量
          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
'''

类的方法

在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

class Student:

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

    def get_self(self):
        return self

    def show_self(self):
        return f"姓名 {self.name}, 年龄 {self.age}"


s0 = Student("xcy", 21)
print(id(s0))
print(s0.show_self())
print(s0 == s0.get_self(), s0 is s0.get_self())

'''
执行结果为：
xcy 21 1917880439376
1917880439376
姓名 xcy, 年龄 21
True True
'''

self 的名字并不是规定死的，上文已经提到，最好还是使用self。

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.__private_methods。

class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private

    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)

    def __foo(self):  # 私有方法
        print('这是私有方法')

    def foo(self):  # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()


x = Site('CSDN', 'www.CSDN.com')
x.who()  # 正常输出
x.foo()  # 正常输出
x.__foo()  # 报错

'''
以上实例执行结果：
name  :  CSDN
url :  www.CSDN.com
这是公共方法
这是私有方法
Traceback (most recent call last):
  File "xxx.py", line 22, in <module>
    x.__foo()  # 报错
    ^^^^^^^
AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'
'''

类的专有方法

​​​​

# 魔法函数
class MyLei:

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

    def __str__(self):
        return self.name

    def __len__(self):
        return len(self.name)

    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age

    def __ne__(self, other):
        return self.age == other.age

    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age


ml = MyLei("hh", 22)
ml1 = MyLei("xx", 22)
print(ml)
print(ml.__len__())
print(ml == ml1)
print(ml != ml1)
print(ml < ml1)

'''
实例结果为
hh
2
True
True
False
'''

# 构造函数和析构函数
class MyOpen:

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        instance = super().__new__(cls)
        return instance

    def __init__(self):
        print("hhhh")

    def __str__(self):
        return 'hhh'

    def __del__(self):
        print("xxx")


mo = MyOpen()
print(mo)

# 执行结果为：
# hhhh
# hhh
# xxx

在实践中，面向对象编程语言提供了丰富的工具和语法来实现封装、继承和多态，使得开发人员能够更有效地组织和管理代码。