# Python3 面向对象

- [语法错误](#语法错误)
    - [类定义](#类定义)
    - [类对象](#类对象)
- [类的方法使用方法](#类的方法使用方法)
- [继承](#继承)
- [多继承](#多继承)
- [方法重写](#方法重写)
- [类属性与方法](#类属性与方法)
    - [类的私有属性](#类的私有属性)
    - [类的方法](#类的方法)
    - [类的私有方法](#类的私有方法)
    - [类的专有方法](#类的专有方法)
    - [运算符重载](#运算符重载)



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。本章节我们将详细介绍Python的面向对象编程。

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。



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## 面向对象技术简介

- 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。

Python中的类提供了面向对象编程的所有基本功能：类的继承机制允许多个基类，派生类可以覆盖基类中的任何方法，方法中可以调用基类中的同名方法。

对象可以包含任意数量和类型的数据。 

### 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:

```python
class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    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())
```

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。

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
```

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：

```python
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:

```python
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: 

```python
class Complex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart
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**, 按照惯例它的名称是 `self`。

```python
class Test:
    a = 10
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.a)
 
t = Test()
t.prt()
```

以上实例执行结果为：

```python
<Test object at e66d0>
10
```

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.a` 则指向 **类中的变量**。

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

```python
class Test:
    a = 10
    def prt(Waffle):
        print(Waffle)
        print(Waffle.a)
 
t = Test()
t.prt()
```

以上实例执行结果为：

```
<Test object at e6a60>
10
```

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## 类的方法使用方法

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。 

```python
#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
# 实例化类
p = people('Waffle',1,30)
p.speak()
```


执行以上程序输出结果为：

```
Waffle 说: 我 1 岁。
```

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## 继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

```
class DerivedClassName(BaseClassName):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>
```

子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。
BaseClassName（实例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用: 


```python
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
```

```python
#类定义
class people:
    #定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0
    #定义构造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
 
#单继承示例
class student(people):
    grade = ''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        #调用父类的构函
        people.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g
    #覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))
 
 
 
s = student('ken',10,60,3)
s.speak()
```

执行以上程序输出结果为：

```
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级
```

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## 多继承

目前还不支持多继承

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## 方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：

```python
class Parent:        # 定义父类
   def myMethod(self):
      print ('调用父类方法')
 
class Child(Parent): # 定义子类
   def myMethod(self):
      print ('调用子类方法')
 
c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法
super(Child,c).myMethod() #用子类对象调用父类已被覆盖的方法
```
super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

执行以上程序输出结果为：

```
调用子类方法
调用父类方法
```

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## 类属性与方法

### 类的私有属性

目前不支持

### 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。

self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定使用 self。

### 类的私有方法

目前不支持

### 类的专有方法：


- `__init__` : 构造函数，在生成对象时调用
- `__del__` : 析构函数，释放对象时使用
- `__repr__` : 打印，转换
- `__setitem__` : 按照索引赋值
- `__getitem__`: 按照索引获取值
- `__len__`: 获得长度
- `__cmp__`: 比较运算
- `__call__`: 函数调用
- `__add__`: 加运算
- `__sub__`: 减运算
- `__mul__`: 乘运算
- `__truediv__`: 除运算
- `__mod__`: 求余运算
- `__pow__`: 乘方

### 运算符重载

Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载，实例如下：

```python
class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b
 
   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
 
v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print (v1 + v2)
```

以上代码执行结果如下所示:
```
Vector(7,8)
```