Python 面向对象
搞懂Python类、方法、变量、实例化和对象的概念
面向对象技术简介
Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。面向对象编程是在面向过程编程的基础上发展来的，它比面向过程编程具有更强的灵活性和扩展性。面向对象编程是程序员发展的分水岭，很多初学者会因无法理解面向对象而放弃学习编程。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。
面向对象编程（Object-oriented Programming，简称 OOP），如果你以前没有接触过面向对象的编程语言，那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征，在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念，这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程。接下来我们先来简单的了解下面向对象的一些基本特征。
类：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。
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。
属性：类中的所有变量称为属性。
方法：类中定义的函数。不过，和函数所有不同的是，类方法至少要包含一个 self 参数。
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。
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。
局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
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。
方法重载：类中支持多个同名函数，但参数的个数或类型要不同，在调用的时候，解释器会根据参数的个数或者类型，调用相应的函数.
封装：将类的某些部分（属性、方法）隐藏起来，具有一定的保护作用，隐藏对象的属性和方法实现细节，仅对外提供公共的访问方式。
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。
多态：多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）.
实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
定义类
语法格式如下：
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。
类最重要的两部分就是类变量和类方法，类成员之间的可以相互调用。
在Python中可以使用class关键字定义类，然后在类中通过之前学习过的函数来定义方法，这样就可以将对象的动态特征描述出来，代码如下所示。
class Animal():
# __init__用于在创建对象时进行初始化操作,通过这个方法可以绑定name和color两个属性
def __init__( self, name, color):
self.name = name
self.color = color
def play( self, action):
print('%s正在玩%s.' % (self.name, action))
animal = Animal("dog","black")
animal.play("篮球")
执行结果：
写在类中的函数，我们通常称之为（对象的）方法，这些方法就是对象可以接收的消息。当我们定义好一个类之后，可以通过上面的方式来创建对象并调用。
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 Animal，对应的 __init__() 方法就会被调用:
animal = Animal("dog","black")
当然， __init__() 方法可以没有参数。
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, 按照惯例它的名称是 self。
class Animal:
def show( self):
print(self)
print(self.__class__)
animal = Animal()
animal.show()
执行结果：
<__main__.Animal instance at 0x10ad9d638>
__main__.Animal
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 lidihuo 也是可以正常执行的:
class Animal():
def show( lidihuo):
print(lidihuo)
print(lidihuo.__class__)
animal = Animal()
animal.show()
执行结果：
<__main__.Animal instance at 0x10ad9d638>
__main__.Animal
访问权限
对于C++、Java、C#等编程语言的属性有4种访问权限，而在在Python中，属性和方法的访问权限只有两种，也就是公开的和私有的，如果希望属性是私有的，在给属性命名时可以用两个下划线作为开头，下面看个列子。
class Animal:
# __init__用于在创建对象时进行初始化操作,通过这个方法可以绑定name和color两个属性
def __init__( self, name, color):
self.name = name
self.color = color
def __play( self, action):
print('%s正在玩%s.' % (self.name, action))
def main():
animal = Animal("dog","black")
animal.__play("篮球")
if __name__ == "__main__":
main()
执行结果：
Traceback (most recent call last):
File "script.py", line 14, in
main()
File "script.py", line 12, in main
animal.__play("篮球")
AttributeError: 'Animal' object has no attribute '__play'
在实际开发中，我们并不建议将属性设置为私有的，因为这会导致子类无法访问。但让属性名以单下划线开头来表示属性是受保护的，本类之外的代码在访问这样的属性时应该要保持慎重。
@property装饰器
上面我们讲到python中属性和方法访问权限，我们不建议将属性设置为私有的，但是有时直接将属性暴露给外界也是有问题的，前面我们建议将属性命名以单下划线开头，通过这种方式来暗示属性是受保护的，不建议外界直接访问，可以通过属性的getter（访问器）和setter（修改器）方法进行对应的操作。通过@property包装器来包装getter和setter方法，使得对属性的访问既安全又方便，代码如下所示。
class Animal:
def __init__( self, name, color):
self.name = name
self.color = color
# 访问器 - getter方法
@property
def name( self):
return self._name
# 访问器 - getter方法
@property
def color( self):
return self._color
# 修改器 - setter方法
@name.setter
def name( self, name):
self._name = name
# 修改器 - setter方法
@color.setter
def color( self, color):
self._color = color
def play( self, action):
print('%s正在玩%s.' % (self.name, action))
def main():
animal = Animal("dog","black")
animal.play("篮球")
if __name__ == "__main__":
main()
执行结果：
__slots__魔法
Python是一门动态语言，允许我们在程序运行时给对象绑定新的属性或方法，当然也可以对已经绑定的属性和方法进行解绑定。限定对象只能绑定某些属性，可以通过在类中定义__slots__变量来进行限定。需要注意的是__slots__的限定只对当前类的对象生效，对子类并不起任何作用。
class Animal:
# 限定Person对象只能绑定_name, _color和_age属性
__slots__ = ('_name', '_color', '_age')
def __init__( self, name, color):
self.name = name
self.color = color
# 访问器 - getter方法
@property
def name( self):
return self._name
# 访问器 - getter方法
@property
def color( self):
return self._color
# 修改器 - setter方法
@name.setter
def name( self, name):
self._name = name
# 修改器 - setter方法
@color.setter
def color( self, color):
self._color = color
def play( self, action):
print('%s正在玩%s.' % (self.name, action))
def main():
animal = Animal("dog","black")
animal.play("篮球")
animal._age = (5)
animal._weight = (50)
if __name__ == "__main__":
main()
执行结果：
animal._weight = (50)
AttributeError: 'Animal' object has no attribute '_weight'
静态方法和类方法
@staticmethod，静态方法，通过类直接调用，不需要创建对象，不会隐式传递self
@classmethod，类方法，方法中的self是类本身，调用方法时传的值也必须是类的公有属性，就是说类方法只能操作类本身的公有字段。
class Animal:
name = "Dog"
color = "Black"
@classmethod
def play( self, action):
print('%s正在玩%s.' % (self.name, action))
@staticmethod
def show():
print('%s是%s的.' % (Animal.name,Animal.color))
def main():
animal = Animal()
animal.play("篮球")
Animal.show()
if __name__ == "__main__":
main()
执行结果：
面向对象的支柱
面向对象有三大支柱：封装、继承和多态。封装就是把数据和对数据的操作封装起来了，在我们创建了对象之后，只需要调用对象方法）就可以执行方法中的代码，也就是说我们只需要知道方法的名字和传入的参数，而不需要知道方法内部的实现细节。继承和多态的内容请点击下面查看
面向对象要记住的要点：
面向对象的编程使程序易于理解并且高效。
由于该类是可共享的，因此可以重用该代码。
数据通过数据抽象是安全的。
多态允许相同的接口用于不同的对象，因此程序员可以编写高效的代码。