python 类（Class）和实例（Instance）

野性酷女 2022-03-21 02:22 373阅读 0赞

# 类 #

类是抽象的模板，实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。

通过类定义数据类型的属性（数据）和方法（行为），属性用来描述数据，方法(即函数)用来描述这些数据相关的操作。也就是说，“类将行为和状态打包在一起”。

python中一切皆对象，类也称为“类对象”，类的实例也称为“实例对象”。  
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一个类创建实例对象时，每个对象会共享这个类的行为（类中定义的方法），但会有自己的属性值（不共享状态）。更具体一点：“方法代码是共享的，属性数据不共享”。

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类的定义：

**class 类名：  
     类体**

class Person:
    
        count = 0 #类属性
    
        #构造器
        def __init__(self,name,age):
            self.name = name #实例属性
            self.age = age
            Person.count += 1
        #实例方法
        def say(self):
            print('我叫{0}，今年{1}岁。'.format(self.name,self.age))
    # 创建实例对象
    p1 = Person('张三',12)
    p1.say()
    
    p2 = Person('李四',18)
    p2.say()
    
    print('共创建了{0}个对象'.format(Person.count))

一个 Python 对象包含如下部分：  
1. id（identity 识别码）  
2. type（对象类型）  
3. value（对象的值）  
(1) 属性（attribute）  
(2) 方法（method）  
创建实例对象，我们需要定义构造函数\_\_init\_\_()方法。构造方法用于执行“实例对象的初始化工作”，即对象创建后，初始化当前对象的相关属性，无返回值，如上示例中初始化实例对象的name与age属性。如果我们不定义\_\_init\_\_方法，系统会提供一个默认的\_\_init\_\_方法。如果我们定义了带参的\_\_init\_\_方法，系统不创建默认的\_\_init\_\_方法。通过“**类名(参数列表)**”来调用构造函数。调用后，将创建好的对象返回给相应的变量。

self相当于java中的this，指代当前创建的实例对象。名字任意，一般为self。

# 实例 #

**实例属性**  
从属于实例对象的属性。一般在\_\_init\_\_方法中定义，self.实例属性名 = 初始值。

**实例方法**

从属于实例对象的方法。

**def 方法名(self \[, 形参列表\])：  
     函数体**  
定义时第一个参数必须是self，调用方法时，不需要给self传参。self由解释器自动传参。

class Person:
        def __init__(a,name,age):
            a.name = name #实例属性
            a.age = age
        def say(a):
            print('我叫{0}，今年{1}岁。'.format(a.name,a.age))
    
    p1 = Person('张三',12)
    #对象调用方法
    p1.say()
    #解释器翻译成下面形式，自动传参，结果一样
    Person.say(p1)

函数与方法，本质都是完成特定功能的语句块，区别在于，直观上看，方法定义需要传递self，函数不需要；方法通过对象来调用，函数没有此特点；

其他操作：

1. dir(obj)可以获得对象的所有属性、方法  
2. obj.\_\_dict\_\_ 对象的属性字典  
3. pass 空语句  
4. isinstance（对象,类型） 判断“对象”是不是“指定类型”

# 类对象 #

class Person:
        pass
    
    print(type(Person)) #<class 'type'>
    print(id(Person)) #类对象的地址

从上面示例中可以看出，构建的Person类是type类的实例，称为类对象。

# 类属性 #

类属性是从属于“类对象”的属性，也称为“类变量”，可以被所有实例对象共享。  
类属性的定义方式：  
**class 类名：  
     类变量名= 初始值**

类属性通过**类名.类变量名**进行访问。

# 类方法 #

类方法是从属于“类对象”的方法。用于操作类属性。类方法通过装饰器@classmethod 来定义，格式如下：  
@classmethod  
def 类方法名(cls \[，形参列表\]) ：  
函数体

class Person:
    
        count = 0 #类属性
    
        @classmethod
        def printCount(cls): #cls 代表类本身
            print(cls.count)
    
    Person.printCount()

调用类方法格式：“**类名.类方法名(参数列表)**”。 参数列表中，不需要也不能给 cls 传值。  
类方法中不能访问实例属性和实例方法。  
子类继承父类方法时，传入 cls 是子类对象，而非父类对象。

# 静态方法 #

“静态方法”和在模块中定义普通函数没有区别，只不过“静态方法”放到了“类的名字空间里面”，需要通过“类调用”。  
静态方法通过装饰器@staticmethod 来定义，格式如下：  
@staticmethod  
def 静态方法名(\[形参列表\]) ：  
函数体

class Person:
    
        count = 0
        def __init__(self,name,age):
            self.name = name
            self.age = age
            
        #类方法
        @classmethod
        def printCount(cls): #cls 代表类本身
            print(cls.count)
            # print(self.name) #不能访问实例属性
        #静态方法
        @staticmethod
        def staticSum(a,b):
            print('{0}与{1}的和是:{2}'.format(a,b,a+b))
            # print(self.name) #不能访问实例属性
    
    
    Person.printCount()
    Person.staticSum(1,2)

静态方法格式：“**类名.静态方法名(参数列表)**”。  
静态方法中也不能访问实例属性和实例方法。  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ltMDEyMTM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

# \_\_del\_\_方法(析构函数)和垃圾回收机制 #

\_\_del\_\_方法称为“析构方法”，用于实现对象被销毁时所需的操作。如释放对象占用的资源，包括打开的文件资源、网络连接等。  
Python 自动的进行垃圾回收，当对象没有被引用时（引用计数为 0），由垃圾回收器调用\_\_del\_\_方法。  
我们也可以通过 del 语句删除对象，从而保证调用\_\_del\_\_方法。  
系统会自动提供\_\_del\_\_方法，一般不需要自定义析构方法。

class Person:
    
        def __del__(self):
            print('释放资源')
            print('销毁实例对象{0}'.format(self))
    
    p1 = Person()
    del p1

# \_\_call\_\_方法和可调用对象 #

定义了\_\_call\_\_方法的对象，称为“可调用对象”，即该对象可以像函数一样被调用。

class Person:
    
        def __call__(self, name):
            print('姓名：{0}'.format(name))
            return dict(name=name)
    
    p1 = Person()
    a = p1('张三')
    print(a)

# 方法没有重载 #

java中具有重载机制，方法名相同，参数列表不同。

python中没有重载。因为方法的参数没有声明类型（调用方法时传入确定的参数类型），参数的数量也可以由可变参数控制。

如果在类体中定义了重名的方法，只有最后一个有效！

class Person:
    
        def say(self,name):
            print('我的姓名是：{0}'.format(name))
    
        def say(self,name,age):
            print('我的姓名是：{0}，年龄是：{1}'.format(name,age))
    
    p1 = Person()
    # p1.say('张三') # 报错：say() missing 1 required positional argument: 'age'
    p1.say('李四',12)

# 方法的动态性 #

Python 是动态语言，可以动态的为类添加新的方法，或者动态的修改类的已有的方法。

class Person:
    
        def work(self):
            print('工作中,请勿打扰！')
    
    def work2(self):#必须带self，指定当前对象
        print('加油工作')
    
    def play(s):
        print('休息中...')
    
    p1 = Person()
    p1.work() #工作中,请勿打扰！
    #对象不能直接调用类外方法
    p1.work2() # 'Person' object has no attribute 'work2'
    Person.work = work2
    p1.work() #加油工作
    Person.game = play
    p1.game() #休息中...

可见，Person类动态新增了一个geme方法，以及用work2替换了work方法。

# 私有属性和私有方法(实现封装) #

Python 对于类的成员没有严格的访问控制限制，这与java有明显区别。

方法本质上也是属性！只不过是可以通过()执行而已。所以，此处讲的私有属性和公有属性，也同时讲解了私有方法和公有方法的用法。  
1. 通常约定，两个下划线开头的属性是私有的(private)，其他为公共的(public)。  
2. 类内部可以访问私有属性(方法)  
3. 类外部不能直接访问私有属性(方法)  
4. 类外部可以通过“**\_类名\_\_私有属性(方法)名**”访问私有属性(方法)

class Person:
        __country = 'China' #私有的类属性，dir()可以查到为 _Person__country
    
        def __init__(self,name,age):
            self.__name = name #私有的实例属性
            self.__age = age
    
        def __work(self): #私有方法
            print('work hard!')
    
        def say(self):
            print('国籍：',self.__country) #访问私有类属性
            print('姓名：{0}，年龄：{1}'.format(self.__name,self.__age)) #访问私有实例属性
    
    p = Person('张三',12)
    # 类外不能直接访问私有属性
    # print(Person.country) # type object 'Person' has no attribute 'country'
    # print(p.name)#'Person' object has no attribute 'name'
    p.say() #私有属性在类内部可以访问
    # 通过 对象._类名__私有属性（方法） 调用
    print(p._Person__country)
    print(p._Person__name)
    p._Person__work()
    
    print(dir(p)) #['_Person__age', '_Person__country', '_Person__name', '_Person__work', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'say']

可以看出，私有属性“\_\_name”在实际存储时是按照“\_Person\_\_name”这个属性来存储的。

# @Property 与@私有属性.setter 装饰器实现getter和setter #

在java中，对私有属性的赋值与获取采用getter与setter方法，python中可以使用装饰器（注解）实现同样功能。

@property 可以将一个方法的调用方式变成“属性调用”。

class Person:
    
        def __init__(self,name,age):
            self.__name = name
            self.__age = age #私有属性
    
        # java中的getter与setter方法
        '''
        def getAge(self):
            return self.__age
        def setAge(self,age):
            self.__age = age    
        '''
        # 使用装饰器
        @property
        def age(self): #为了调用方便，方法名可与私有属性保持一致
            return self.__age
    
        @age.setter # 被property装饰的方法名.setter
        def age(self,age): # 为了调用方便，方法名可与私有属性保持一致
            if age>0:
                self.__age = age
    
    p = Person('张三',12)
    # p.setAge(18)
    # print(p.getAge())
    
    print(p.age) # 直接获取私有属性
    p.age = 20 # 直接设置私有属性
    print(p.age)

属性和方法的命名总结：

\_xxx：保护成员，不能用“from module import \* ”导入，只有类对象和子类对象能访问这些成员  
· \_\_xxx\_\_：系统定义的特殊成员  
· \_\_xxx： 类中的私有成员，只有类对象自己能访问，子类对象也不能访问。在类外部可以通过“对象名. \_类名\_\_xxx”这种特殊方式访问。Python 不存在严格意义的私有成员。

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