什么是面向对象编程？
面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）是一种计算机编程架构。Python就是这种编程语言。
面向对象程序设计中的概念主要包括：对象、类、继承、动态绑定、封装、多态性、消息传递、方法。
1）对象：类的实体，比如一个人。
2）类：一个共享相同结构和行为的对象的集合。通俗的讲就是分类，比如人是一类，动物是一类。
3）继承：类之间的关系，比如猫狗是一类，他们都有四条腿，狗继承了这个四条腿，拥有了这个属性。
4）动态绑定：在不修改源码情况下，动态绑定方法来给实例增加功能。
5）封装：把相同功能的类方法、属性封装到类中，比如人两条腿走路，狗有四条腿走路，两个不能封装到一个类中。
6）多态性：一个功能可以表示不同类的对象，任何对象可以有不同的方式操作。比如一个狗会走路、会跑。
7）消息传递：一个对象调用了另一个对象的方法。
8）方法：类里面的函数，也称为成员函数。
对象=属性+方法。
属性：变量。
方法：函数。
实例化：创建一个类的具体实例对象。比如一条泰迪。
什么是类？
类是对对象的抽象，对象是类的实体，是一种数据类型。它不存在内存中，不能被直接操作，只有被实例化对象时，才会变的可操作。
类是对现实生活中一类具有共同特征的事物的抽象描述。
6.1 类和类方法语法
# 类
class ClassName():
pass
# 类中的方法
def funcName(self):
pass
self代表类本身。类中的所有的函数的第一个参数必须是self。
6.2 类定义与调用
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
x = 100
def func(self, name):
return "Hello %s!" % name
def func2(self):
return self.x
mc = MyClass() # 类实例化，绑定到变量mc
print mc.x # 类属性引用
print mc.func("xiaoming") # 调用类方法
print mc.func2()
# python test.py
100
Hello xiaoming!
100
上面示例中，x变量称为类属性，类属性又分为类属性和实例属性：
1）类属性属于类本身，通过类名访问，一般作为全局变量。比如mc.x
2）如果类方法想调用类属性，需要使用self关键字调用。比如self.x
3）实例属性是实例化后对象的方法和属性，通过实例访问，一般作为局部变量。下面会讲到。
4）当实例化后可以动态类属性，下面会讲到。
类方法调用：
1）类方法之间调用：self.<方法名>（参数），参数不需要加self
2）外部调用：<实例名>.<方法名>
6.3 类的说明
给类添加注释，提高可阅读性，可通过下面方式查看。
方法1：
>>> class MyClass:
... """
... 这是一个测试类.
... """
... pass
...
>>> print MyClass.__doc__
这是一个测试类.
>>>
方法2：
>>> help(MyClass)
Help on class MyClass in module __main__:
class MyClass
| 这是一个测试类.
6.4 类内置方法
|
内置方法 |
描述 |
|
__init__(self, ...) |
初始化对象，在创建新对象时调用 |
|
__del__(self) |
释放对象，在对象被删除之前调用 |
|
__new__(cls, *args, **kwd) |
实例的生成操作，在__init__(self)之前调用 |
|
__str__(self) |
在使用print语句时被调用，返回一个字符串 |
|
__getitem__(self, key) |
获取序列的索引key对应的值，等价于seq[key] |
|
__len__(self) |
在调用内建函数len()时被调用 |
|
__cmp__(str, dst) |
比较两个对象src和dst |
|
__getattr__(s, name) |
获取属性的值 |
|
__setattr__(s, name, value) |
设置属性的值 |
|
__delattr__(s, name) |
删除属性 |
|
__gt__(self, other) |
判断self对象是否大于other对象 |
|
__lt__(self, other) |
判断self对象是否小于other对象 |
|
__ge__(self, other) |
判断self对象是否大于或等于other对象 |
|
__le__(self, other) |
判断self对象是否小于或等于other对象 |
|
__eq__(self, other) |
判断self对象是否等于other对象 |
|
__call__(self, *args) |
把实例对象作为函数调用 |
6.5 初始化实例属性
很多类一般都有初始状态的，常常定义对象的共同特性，也可以用来定义一些你希望的初始值。
Python类中定义了一个构造函数__init__，对类中的实例定义一个初始化对象，常用于初始化类变量。当类被实例化，第二步自动调用的函数，第一步是__new__函数。
__init__构造函数也可以让类传参，类似于函数的参数。
__init__构造函数使用：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
def __init__(self):
self.name = "xiaoming"
def func(self):
return self.name
mc = MyClass()
print mc.func()
# python test.py
xiaoming
__init__函数定义到类的开头.self.name变量是一个实例属性，只能在类方法中使用，引用时也要这样self.name。
类传参：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
def __init__(self, name):
self.name = name
def func(self, age):
return "name: %s,age: %s" %(self.name, age)
mc = MyClass('xiaoming') # 第一个参数是默认定义好的传入到了__init__函数
print mc.func('22')
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
6.6 类私有化（私有属性）
6.6.1 单下划线
实现模块级别的私有化，以单下划线开头的变量和函数只能类或子类才能访问。当from modulename import * 时将不会引入以单下划线卡头的变量和函数。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
_age = 21
def __init__(self, name=None):
self._name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self._name, age)
mc = MyClass('xiaoming')
print mc.func('22')
print mc._name
print mc._age
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
xiaoming
21
_age和self._name变量其实就是做了个声明，说明这是个内部变量，外部不要去引用它。
6.6.2 双下划线
以双下划线开头的变量，表示私有变量，受保护的，只能类本身能访问，连子类也不能访问。避免子类与父类同名属性冲突。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
__age = 21
def __init__(self, name=None):
self.__name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.__name, age)
mc = MyClass('xiaoming')
print mc.func('22')
print mc.__name
print mc.__age
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 12, in <module>
print mc.__name
AttributeError: MyClass instance has no attribute '__name'
可见，在单下划线基础上又加了一个下划线，同样方式类属性引用，出现报错。说明双下划线变量只能本身能用。
如果想访问私有变量，可以这样：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class MyClass():
__age = 21
def __init__(self, name=None):
self.__name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.__name, age)
mc = MyClass('xiaoming')
print mc.func('22')
print mc._MyClass__name
print mc._MyClass__age
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
xiaoming
21
self.__name变量编译成了self._MyClass__name，以达到不能被外部访问的目的，并没有真正意义上的私有。
6.6.3 特殊属性（首尾双下划线）
一般保存对象的元数据，比如__doc__、__module__、__name__：
>>> class MyClass:
"""
这是一个测试类说明的类。
"""
pass
# dic()返回对象内变量、方法
>>> dir(MyClass)
['__doc__', '__module__']
>>> MyClass.__doc__
'\n\t\xd5\xe2\xca\xc7\xd2\xbb\xb8\xf6\xb2\xe2\xca\xd4\xc0\xe0\xcb\xb5\xc3\xf7\xb5\xc4\xc0\xe0\xa1\xa3\n\t'
>>> MyClass.__module__
'__main__'
>>> MyClass.__name__
'MyClass'
这里用到了一个新内置函数dir()，不带参数时，返回当前范围内的变量、方法的列表。带参数时，返回参数的属性、方法的列表。
Python自己调用的，而不是用户来调用。像__init__ ，你可以重写。
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6.7 类的继承
子类继承父类，子类将继承父类的所有方法和属性，提高代码重用。
1）简单继承
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self, name=None):
self.name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
class Child(Parent):
pass
mc = Child('xiaoming')
print mc.func('22')
print mc.name
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
xiaoming
2）子类实例初始化
如果子类重写了构造函数，那么父类的构造函数将不会执行：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self):
self.name_a = "xiaoming"
def funcA(self):
return "function A: %s" % self.name_a
class Child(Parent):
def __init__(self):
self.name_b = "zhangsan"
def funcB(self):
return "function B: %s" % self.name_b
mc = Child()
print mc.name_b
print mc.funcB()
print mc.funcA()
# python test.py
zhangsan
function B: zhangsan
Traceback (most recent call last):
File "test2.py", line 17, in <module>
print mc.funcA()
File "test2.py", line 7, in funcA
return "function A: %s" % self.name_a
AttributeError: Child instance has no attribute 'name_a'
抛出错误，提示调用funcA()函数时，没有找到name_a属性，也就说明了父类的构造函数并没有执行。
如果想解决这个问题，可通过下面两种方法：
方法1：调用父类构造函数
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self):
self.name_a = "xiaoming"
def funcA(self):
return "function A: %s" % self.name_a
class Child(Parent):
def __init__(self):
Parent.__init__(self)
self.name_b = "zhangsan"
def funcB(self):
return "function B: %s" % self.name_b
mc = Child()
print mc.name_b
print mc.funcB()
print mc.funcA()
# python test.py
zhangsan
function B: zhangsan
function A: xiaoming
方法2：使用supper()函数继承
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent(object):
def __init__(self):
self.name_a = "xiaoming"
def funcA(self):
return "function A: %s" % self.name_a
class Child(Parent):
def __init__(self):
super(Child, self).__init__()
self.name_b = "zhangsan"
def funcB(self):
return "function B: %s" % self.name_b
mc = Child()
print mc.name_b
print mc.funcB()
print mc.funcA()
# python test.py
zhangsan
function B: zhangsan
function A: xiaoming
6.8 多重继承
每个类可以拥有多个父类，如果调用的属性或方法在子类中没有，就会从父类中查找。多重继承中，是依次按顺序执行。
类简单的继承：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class A:
def __init__(self):
self.var1 = "var1"
self.var2 = "var2"
def a(self):
print "a..."
class B:
def b(self):
print "b..."
class C(A,B):
pass
c = C()
c.a()
c.b()
print c.var1
print c.var2
# python test.py
a...
b...
var1
var2
类C继承了A和B的属性和方法，就可以像使用父类一样使用它。
子类扩展方法，直接在子类中定义即可：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class A:
def __init__(self):
self.var1 = "var1"
self.var2 = "var2"
def a(self):
print "a..."
class B:
def b(self):
print "b..."
class C(A,B):
def test(self):
print "test..."
c = C()
c.a()
c.b()
c.test()
print c.var1
print c.var2
# python test.py
a...
b...
test...
var1
var2
在这说明下经典类和新式类。
经典类：默认没有父类，也就是没继承类。
新式类：有继承的类，如果没有，可以继承object。在Python3中已经默认继承object类。
经典类在多重继承时，采用从左到右深度优先原则匹配，而新式类是采用C3算法（不同于广度优先）进行匹配。两者主要区别在于遍历父类算法不同，具体些请在网上查资料。
6.9 方法重载
直接定义和父类同名的方法，子类就修改了父类的动作。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self, name='xiaoming'):
self.name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
class Child(Parent):
def func(self, age=22):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
mc = Child()
print mc.func()
# python test.py
Name: xiaoming, Age: 22
6.10 修改父类方法
在方法重载中调用父类的方法，实现添加功能。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self, name='xiaoming'):
self.name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
class Child(Parent):
def func(self, age):
print "------"
print Parent.func(self, age) # 调用父类方法
print "------"
mc = Child()
mc.func('22')
# python test.py
------
Name: xiaoming, Age: 22
------
还有一种方式通过super函数调用父类方法：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent():
def __init__(self, name='xiaoming'):
self.name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
class Child(Parent):
def func(self, age):
print "------"
print super(Child, self).func(age)
print "------"
mc = Child()
mc.func('22')
# python test.py
------
Traceback (most recent call last):
File "test2.py", line 15, in <module>
mc.func('22')
File "test2.py", line 11, in func
print super(Child, self).func(age)
TypeError: must be type, not classobj
抛出错误，因为super继承只能用于新式类，用于经典类就会报错。
那我们就让父类继承object就可以使用super函数了：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Parent(object):
def __init__(self, name='xiaoming'):
self.name = name
def func(self, age):
return "Name: %s, Age: %s" %(self.name, age)
class Child(Parent):
def func(self, age):
print "------"
print super(Child, self).func(age) # 调用父类方法。在Python3中super参数可不用写。
print "------"
mc = Child()
mc.func('22')
# python test.py
------
Name: xiaoming, Age: 22
------
6.11 属性访问的特殊方法
有四个可对类对象增删改查的内建函数，分别是getattr()、hasattr()、setattr()、delattr()。
6.11.1 getattr()
返回一个对象属性或方法。
>>> class A:
... def __init__(self):
... self.name = 'xiaoming'
... def method(self):
... print "method..."
...
>>> c = A()
>>> getattr(c, 'name', 'Not find name!')
'xiaoming'
>>> getattr(c, 'namea', 'Not find name!')
>>> getattr(c, 'method', 'Not find method!')
<bound method A.method of <__main__.A instance at 0x93fa70>>
>>> getattr(c, 'methoda', 'Not find method!')
'Not find method!'
6.11.2 hasattr()
判断一个对象是否具有属性或方法。返回一个布尔值。
>>> hasattr(c, 'name')
True
>>> hasattr(c, 'namea')
False
>>> hasattr(c, 'method')
True
>>> hasattr(c, 'methoda')
False
6.11.3 setattr()
给对象属性重新赋值或添加。如果属性不存在则添加，否则重新赋值。
>>> hasattr(c, 'age')
False
>>> setattr(c, 'age', 22)
>>> c.age
22
>>> hasattr(c, 'age')
True
6.11.4 delattr()
删除对象属性。
>>> delattr(c, 'age')
>>> hasattr(c, 'age')
False
6.12 类装饰器
与函数装饰器类似，不同的是类要当做函数一样调用：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Deco:
def __init__(self, func):
self._func = func
self._func_name = func.__name__
def __call__(self):
return self._func(), self._func_name
@Deco
def f1():
return "Hello world!"
print f1()
# python test.py
('Hello world!', 'f1')
6.13 类内置装饰器
下面介绍类函数装饰器，在实际开发中，感觉不是很常用。
6.10.1 @property
@property属性装饰器的基本功能是把类中的方法当做属性来访问。
在没使用属性装饰器时，类方法是这样被调用的：
>>> class A:
... def __init__(self, a, b):
... self.a = a
... self.b = b
... def func(self):
... print self.a + self.b
...
>>> c = A(2,2)
>>> c.func()
4
>>> c.func
<bound method A.func of <__main__.A instance at 0x7f6d962b1878>>
使用属性装饰器就可以像属性那样访问了：
>>> class A:
... def __init__(self, a, b):
... self.a = a
... self.b = b
... @property
... def func(self):
... print self.a + self.b
...
>>> c = A(2,2)
>>> c.func
4
>>> c.func()
4
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'NoneType' object is not callable
6.10.2 @staticmethod
@staticmethod是静态方法装饰器，可以通过类对象访问，也可以通过实例化后类对象实例访问。
实例方法的第一个参数是self，表示是该类的一个实例，称为类对象实例。
而使用静态方法装饰器，第一个参数就不用传入实例本身（self），那么这个方法当做类对象，由Python自身处理。
看看普通方法的用法：
>>> class A:
... def staticMethod(self):
... print "not static method..."
...
>>> c = A()
>>> c.staticMethod()
not static method...
使用静态方法则是这么用：
>>> class A:
... @staticmethod
... def staticMethod():
... print "static method..."
...
>>> A.staticMethod() # 可以通过类调用静态方法
static method...
>>> c = A()
>>> c.staticMethod() # 还可以使用普通方法调用
static method...
静态方法和普通的非类方法作用一样，只不过命名空间是在类里面，必须通过类来调用。一般与类相关的操作使用静态方法。
6.10.3 @classmethod
@classmethod是类方法装饰器，与静态方法装饰器类似，也可以通过类对象访问。主要区别在于类方法的第一个参数要传入类对象（cls）。
>>> class A:
... @classmethod
... def classMethod(cls):
... print "class method..."
... print cls.__name__
...
>>> A.classMethod()
class method...
A
6.14 __call__方法
可以让类中的方法像函数一样调用。
>>> class A:
... def __call__(self, x):
... print "call..."
... print x
...
>>> c = A()
>>> c(123)
call...
123
>>> class A:
... def __call__(self, *args, **kwargs):
... print args
... print kwargs
...
>>> c = A()
>>> c(1,2,3,a=1,b=2,c=3)
(1, 2, 3)
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}