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面向對象最重要的概念就是類(Class)和實例(Instance),必須牢記類是抽象的模板,比如Student類,而實例是根據類創建出來的一個個具體的“對象”,每個對象都擁有相同的方法,但各自的數據可能不同。
仍以Student類為例,在Python中,定義類是通過class
關鍵字:
class Student(object): pass
class
后面緊接着是類名,即Student
,類名通常是大寫開頭的單詞,緊接着是(object)
,表示該類是從哪個類繼承下來的,繼承的概念我們后面再講,通常,如果沒有合適的繼承類,就使用object
類,這是所有類最終都會繼承的類。
定義好了Student
類,就可以根據Student
類創建出Student
的實例,創建實例是通過類名+()實現的:
>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x10a67a590> >>> Student <class '__main__.Student'>
可以看到,變量bart
指向的就是一個Student的object,后面的0x10a67a590
是內存地址,每個object的地址都不一樣,而Student
本身則是一個類。
可以自由地給一個實例變量綁定屬性,比如,給實例bart
綁定一個name
屬性:
>>> bart.name = 'Bart Simpson' >>> bart.name 'Bart Simpson'
由於類可以起到模板的作用,因此,可以在創建實例的時候,把一些我們認為必須綁定的屬性強制填寫進去。通過定義一個特殊的__init__
方法,在創建實例的時候,就把name
,score
等屬性綁上去:
class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score
注意到__init__
方法的第一個參數永遠是self
,表示創建的實例本身,因此,在__init__
方法內部,就可以把各種屬性綁定到self
,因為self
就指向創建的實例本身。
有了__init__
方法,在創建實例的時候,就不能傳入空的參數了,必須傳入與__init__
方法匹配的參數,但self
不需要傳,Python解釋器自己會把實例變量傳進去:
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59) >>> bart.name 'Bart Simpson' >>> bart.score 59
和普通的函數相比,在類中定義的函數只有一點不同,就是第一個參數永遠是實例變量self
,並且,調用時,不用傳遞該參數。除此之外,類的方法和普通函數沒有什么區別,所以,你仍然可以用默認參數、可變參數和關鍵字參數。
數據封裝
面向對象編程的一個重要特點就是數據封裝。在上面的Student
類中,每個實例就擁有各自的name
和score
這些數據。我們可以通過函數來訪問這些數據,比如打印一個學生的成績:
>>> def print_score(std): ... print '%s: %s' % (std.name, std.score) ... >>> print_score(bart) Bart Simpson: 59
但是,既然Student
實例本身就擁有這些數據,要訪問這些數據,就沒有必要從外面的函數去訪問,可以直接在Student
類的內部定義訪問數據的函數,這樣,就把“數據”給封裝起來了。這些封裝數據的函數是和Student
類本身是關聯起來的,我們稱之為類的方法:
class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def print_score(self): print '%s: %s' % (self.name, self.score)
要定義一個方法,除了第一個參數是self
外,其他和普通函數一樣。要調用一個方法,只需要在實例變量上直接調用,除了self
不用傳遞,其他參數正常傳入:
>>> bart.print_score() Bart Simpson: 59
這樣一來,我們從外部看Student
類,就只需要知道,創建實例需要給出name
和score
,而如何打印,都是在Student
類的內部定義的,這些數據和邏輯被“封裝”起來了,調用很容易,但卻不用知道內部實現的細節。
封裝的另一個好處是可以給Student
類增加新的方法,比如get_grade
:
class Student(object): ... def get_grade(self): if self.score >= 90: return 'A' elif self.score >= 60: return 'B' else: return 'C'
同樣的,get_grade
方法可以直接在實例變量上調用,不需要知道內部實現細節:
>>> bart.get_grade() 'C'
小結
類是創建實例的模板,而實例則是一個一個具體的對象,各個實例擁有的數據都互相獨立,互不影響;
方法就是與實例綁定的函數,和普通函數不同,方法可以直接訪問實例的數據;
通過在實例上調用方法,我們就直接操作了對象內部的數據,但無需知道方法內部的實現細節。
和靜態語言不同,Python允許對實例變量綁定任何數據,也就是說,對於兩個實例變量,雖然它們都是同一個類的不同實例,但擁有的變量名稱都可能不同:
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> lisa = Student('Lisa Simpson', 87)
>>> bart.age = 8
>>> bart.age
8
>>> lisa.age
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'