初始Python篇(11)—— 面向对象三大特征
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封装
继承的基本概念以及使用
封装的概念:隐藏内部实现的细节,只对外提供操作方法(接口)。这个概念我们在上一小节中也已经学习过了,我们主要是去了解其在代码中是如何去实现的:通过有着类似 访问修饰限定符 功能的下划线来实现。
权限控制:通过对属性或方法添加单下划线、双下划线以及首尾双下划线来实现。
下划线种类 | 功能 |
单下划线开头 | 表示protected,受保护的成员,这类成员被视为仅供内部家族使用,允许类本身和子类进行访问,但实际上它可以被外部代码访问 |
双下划线开头 | 表示private,私有的成员,这类成员只允许定义该属性或方法的类本身进行访问 |
首尾双下划线 | 一般表示特殊的方法 |
代码演示:
class Dog():
# 首尾双线划线 ——> 特殊方法
def __init__(self, name, age):
# 双下划线开头 ——> private修饰,只能在类内访问
self.__name = name
# 单下划线开头 ——> protected修饰,在类内与子类才能访问
self._age = age
# 单下划线开头 ——> protected修饰,在类内与子类才能访问
def _fun1(self):
print('这是被protected所修饰的方法')
# 双下划线开头 ——> private修饰,在类内才能访问
def __fun2(self):
print('这是被private所修饰的方法')
# 这里是类外了
dog = Dog('大白', 5)
print(dog._age)
# print(dog.__name)
dog._fun1()
# dog.__fun2()
# 和上面一样,直接去访问的话,就会报错,
# 但是我们可以使用 对象.__dir()__ 或者 dir(对象) 先去查看所有的属性与方法
# 然后通过其中的"属性"与"方法名"去调用真正的属性与方法
# print(dog.__dir__())
# print(dir(dog))
print(dog._Dog__name)
dog._Dog__fun2()
运行结果:
根据上面的访问方式,我们可以推测出:被 protected、private 所修饰 方法 与 属性只是在类中对应的名称发生了变化,而我们不知道,但是可以通过特殊手段知晓,从而继续访问。
但是上面的方式不是很推荐,类似与 Java中的反射机制了,有点反常规。除了上面这种方式,Python还提供了两种方式来实现访问 与 修改 私有是属性与方法。
1、在 私有的方法 或者 属性上,进行套壳处理。
2、在1的基础上,通过 @property 装饰器 来修饰方法,使其变为属性,就变为访问与修改属性了,最终也会变的很简单。
代码演示:
class Dog():
def __init__(self, name, age):
self.__name = name
self.age = age
# 如果想要去访问除了,使用dir()之外,还有两种方式:
# 使用实例方法去间接访问与修改
def get_name(self):
return self.__name
def set_name(self, name):
self.__name = name
# 使用@property装饰器,将方法转为属性使用
@property
def name(self):
return self.__name
@name.setter
def name(self, name):
self.__name = name
dog = Dog('大白', 5)
# 1、通过实例方法的形式去使用
print(dog.get_name())
dog.set_name('小白')
print('='*15)
# 2、通过@property装饰器,将方法转为属性
print(dog.name)
dog.name = '大白' # 修改属性的样式,去传参
print(dog._Dog__name)
print('='*15)
dog._Dog__name = '小白'
print(dog._Dog__name)
运行结果:
注意:我们在使用 @property 装饰器,将属性转为方法时,取值的方法,必须被 @property 修饰,而修改值的方法,必须被 @取值方法名. setter修饰。
我们的建议是:是对哪个变量进行取值 与 修改值,就将方法名设置为哪个变量,这样修改方法的装饰器也很容易写,负责容易混淆,而且可读性不高,不易于别人读。这里也体现了封装的特性,隐藏内部实现细节,只对外提供接口。
继承
继承的基本概念以及使用
继承是指一个类(子类、派生类)继承另一个类(父类、基类)的属性与方法。
在Python中一个子类可以继承N多个父类,这是与 Java决然不同的一点。Java属于单继承,而Python属于多继承,并且每个类都默认继承自object类。当然,一个子类可以有多个父类,一个父类也可以有多个子类。
语法:
class 类名([父类列表]):
注意:当一个类的父类只有object类时,默认是可以不写父类的,但是如果一个类有除object类之外的其他类,就需要将这些类全部写到 () 中,当然这个()在只有继承object类的情况下,也是可以不写的,但是建议还是要写上去。
代码演示:
# 默认继承object类,但是这个可以不写
class Animal(object):
def __init__(self, name, age, gender,sort):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
self.__sort = sort
class Dog(Animal):
pass
# 子类继承父类,会将父类中除private修饰的方法与属性全部拿过来
# 继承了 __init__方法,以及 name、age、gender属性
dog = Dog('大白', 5, '男', '中华田园犬')
print(dog.name)
print(dog.age)
print(dog.gender)
# 同样需要特殊手段才能访问到
print(dog._Animal__sort)
运行结果:
注意:我们在实例化一个对象时,会先去调用构造方法(init 方法)给对象的属性进行初始化赋值,如果一个类没有构造方法,但是由于这个类是默认继承自object类,因此会调用object类中默认的 init 方法,但如果这个类继承了其他类,就会先在其他类中去搜索这个方法,如果有则调用;反之,则还是去调用object类的。 而在上面的代码中,Animal 类是有 init 方法,因此会去调用Animal 类的。
我们再看看多继承的代码:
class Person():
def __init__(self,name,age,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def show(self):
print(f'我叫{self.name},今年{self.age},性别是{self.gender}')
class Father(Person):
def __init__(self,name,age,gender):
# 可以直接调用父类的初始化方法
super().__init__(name,age,gender)
# 下面这种方式是错误的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行,但是不推荐
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
class Mother(Person):
def __init__(self, name, age, gender):
# 可以直接调用父类的初始化方法
super().__init__(name, age, gender)
# 下面这种方式是错误的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行,但是不推荐
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
class Son(Father, Mother):
def __init__(self, name, age, gender):
# 可以直接调用父类的初始化方法
super().__init__(name, age, gender)
# 下面这种方式是错误的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行,但是不推荐
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
father = Father('A',40,'男')
mother = Mother('B',35,'女')
son = Son('C',10,'男')
father.show()
mother.show()
son.show()
运行结果:
上面的代码中,Son类、Mother类、Father类都是继承自Person类的属性与方法,它们是公用Person类的属性与方法。
注意:上述 Son类继承了多个父类,当我们去使用 super().init 方法初始化子类对象时,默认是按照父类在Son()中的顺序来查找的,这里是Father类定义声明在前,因此这里调用的就是 Father 类的 init 方法,如果想要指定某个类的 init 方法的话,就需要使用 类名.init() 方法。例如:
# 这里的self代指当前Son类的实例对象
Mother.__init__(self,name,age,gender) # 可替换Son类中是super.init
方法重写
当子类继承父类时,子类就拥有了父类中的 公有成员、方法和受保护的成员、方法。如果我们对父类中有些成员不满意的话,子类就可以重新定义成员。同理,方法也是如此,但是重新定义方法麻烦了,那有什么办法呢?方法重写,即 偷梁换柱,表面上这个方法还是原来的方法,但是其内部实现的结构早就发生变化了。
重写的要求:方法名必须一样,至于方法的返回值类型,参数列表、访问权限这些可以不一样。
代码演示:
class Animal():
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f'{self.name}正在吃食物,补充体力')
class Dog(Animal):
def __init__(self,name,age):
super().__init__(name,age)
# 由于Animal类的eat方法只是随便说在吃啥,并不具体,
# 但我们想要打印出具体的食物,因此可以重写(外壳不变,核心变化)
def eat(self):
print(f'{self.name}正在吃狗粮~')
class Cat(Animal):
def __init__(self,name,age):
super().__init__(name,age)
dog = Dog('大白', 5)
# 子类重写父类的方法之后,父类再去调用eat方法,就不再是调用父类的,而是自己的
dog.eat()
cat = Cat('小白', 3)
# 子类没有重写父类的eat方法,因此还是去调用父类的eat方法
cat.eat()
运行结果:
其实,重写就是在子类中定义了一个与父类重名的方法,只不过因为 Python中语法的检查不是很严格,因此这里就很容易不理解。
在Python中,我们就将重写看作是子类定义了一个与父类重名的方法即可,在调用时,如果子类没有这个方法,那么就是调用父类的同名方法,如果还没有就会报错。但如果子类有这个方法,那么就是直接调用子类的方法,即使父类有,也不去调用("地头蛇原则")。
多态
多态的概念以及基本使用
多态是指多种形态,当去完成某个行为时,不同的对象可能会产生不同的形态。
例如,我们在类和对象中说的小故事:当刘建明 与 陈永仁 遇到 韩琛 时,两人打招呼的方式不一样,这就是不同对象 在 完成同一个行为时,两者所产生的形态不同。
再比如,我们每天都会吃早餐,但是不同的人 在 面对这件事情时,所表现出的行为就不一样,A 可能吃面条,B可能吃包子、饺子,C可能吃大米饭等。
Python中的多态与Java、C++不同,Python中的多态只需要满足有该方法,然后让不同的对象去调用即可,而 Java 中的多态需要满足三个条件:向上转型(父类引用指向子类对象)、子类重写父类的方法、向上转型的父类调用该方法(被重写的方法),这时就不再是调用父类的方法,而是调用子类的方法。但 Python中,只要这两个类有相同的方法,当两者赋值给同一个对象时,去调用同一个方法就会表现出不同的行为。
其实,多态就是表层对象一样,内部实际的对象不一样,那么在调用同一个方法时,虽然看似是这个表层的对象所调用的,但实际是内部的对象所调用并执行的。
代码演示:
class Animal():
def eat(self):
print('正在吃东西')
class Person():
def eat(self):
print('正在干饭')
class Dog():
def eat(self):
print('正在吃狗粮')
class Cat():
def eat(self):
print('正在吃猫粮')
# 定义一个函数,传入obj对象,并调用该对象的eat方法
def eat(obj):
obj.eat()
# 方法得通过类或者对象去"."调用,而函数是直接传参调用,不要弄混了
eat(Animal()) # 这里需要传入对象,即:类名()
eat(Person())
eat(Dog())
eat(Cat())
运行结果:
好啦!本期 初始Python篇(11)—— 面向对象三大特征 的学习之旅 就到此结束啦!我们下一期再一起学习吧!
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