快速掌握——python类封装[私有属性方法]、继承【python进阶】(内附代码)

1.类的定义与实例化对象

在python中使用class关键字创建一个类。

举例子

class Stu(object):id = '1001'name = '张三'def __init__(self):passdef fun1(self):pass# 实例化对象
s1 = Stu()
s2 = Stu()
print(s1.name)
print(s2.name)

第一个方法 __init__是一种特殊的方法，称为构造函数或者初始化函数，并不是必须的，需要的时候添加即可。

第二个 self参数表示的是实例化对象的id号，每次调用的时候self和对象的id号进行自动绑定。

1.1.访问属性/方法

使用符号 . 进行访问

# 访问属性

对象名.属性

# 访问方法

对象名.方法名()

class Person:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef introduce(self):print(f"我的名字是 {self.name}，我今年 {self.age} 岁。")# 创建Person类的一个实例
person1 = Person("张三", 30)# 调用实例的方法# 访问属性
person1.age=60          #对象名.属性# 访问方法
person1.introduce()     #对象名.方法名()

还可以使用以下函数的方式来访问属性：

getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。
hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。
setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在，会创建一个新属性。
delattr(obj, name) : 删除属性。

1.2 对象与类的关系

对象拥有类的 所有属性和方法
对象的属性和方法可以单独添加、删除、修改
对象与对象之间的属性和方法不可共享
对象不能独自创建，必须依托于类，类可以实例化N个对象

class Stu(object):id = '1001'name = '张三'def fun1(self):pass# 实例化对象
s1 = Stu()
s2 = Stu()
# 对象的属性可以单独修改、添加、删除
s1.name = '李四'
s1.age = 18
del s1.age
print(s1.name)
# print(s1.age)
print(s2.name)
# print(s2.age)

1.3 魔方方法——构造函数与析构函数

魔方方法是一种特殊的命名约定，它们以双下划线开始和结束。这些方法在特定的条件下会被Python解释器自动调用，为Python类添加了动态的、面向对象的行为。

__init__ 构造函数：完成对象的初始化工作，方便统一管理、调用类创建对象时，自动执行。
__del__ 析构函数：删除对象时执行一些操作，自动执行。
__str__ 打印方法：输出执行信息，自动执行。

class Car(object):def __init__(self, name, color):self.name = nameself.color = colordef __str__(self):return f"车品牌{self.name} 颜色{self.color}"def __del__(self):print(f"{self.name}报废了，去车管所吧")c1 = Car("奥迪", "黑色")
c2 = Car("小米su7", "紫色")print(c1.name, c2.name)
print(c1)
print(c2)
# print(str(c1))

_init__(self[, ...]): 构造器方法，当创建一个新对象时被调用，用于初始化对象。

__del__(self): 析构器方法，当对象被销毁之前被调用，用于清理资源。

__str__(self): 返回对象的字符串表示形式，常用于 print() 函数或 str() 函数。

__repr__(self): 返回一个准确无误的字符串表示形式，用于调试或开发，比 __str__ 更加详细

__len__(self): 定义当对对象使用 len() 函数时的行为，返回容器的长度。

__getitem__(self, key): 实现了对象的索引访问，如 my_obj[key]。

__setitem__(self, key, value): 允许设置对象的索引值，如 my_obj[key] = value。

__iter__(self): 使对象成为可迭代的，返回一个迭代器对象。

__next__(self): 在迭代器中定义 next() 行为，返回下一个值。

__call__(self[, args...]): 使得对象可以像函数一样被调用，例如 my_obj().

__add__(self, other): 定义加法操作符 + 的行为，如 my_obj + other_obj。

__eq__(self, other): 定义等于运算符 == 的行为，用于比较两个对象是否相等

1.4 类属性/方法与实例对象属性/方法与静态方法

属性：

class Student(object):"""定义了一个学生类"""grade = 'py24101'       # 类属性def __init__(self, name, age):self.name = name    # 实例对象属性self.age = age      # 实例对象属性s1 = Student('张三', 18)# 类属性的访问
print(Student.grade)
print(s1.grade)# 实例属性的访问
# print(Student.name)    报错！！！#类 不能访问 实例对象的属性#相当于闭包，内可以访问外，外不能访问内
print(s1.name)

class Bank(object):"""定义了一个银行卡类，用于初始化、存钱、取钱"""total_money = 0def __init__(self, name, money):self.name = nameBank.total_money += money    #改为self.#Bank.total_money 通过类 调用 类属性def save(self, money):               #self.total_money 通过对象 调用 类属性Bank.total_money += moneydef draw(self, money):Bank.total_money -= moneyb1 = Bank('张三', 1000)
print(b1.total_money)
b1.save(5000)
print(b1.total_money)
b1.draw(3000)
print(b1.total_money)b2 = Bank('李四', 8888)
print(b2.total_money)
b2.save(10000)
print(b2.total_money)

类方法、实例方法、静态方法：

class Student(object):"""定义了一个学生类"""grade = 'py24101'@classmethoddef cls_fun(cls):"""类方法中只能调用类属性和类方法"""print(f"班级名称是{cls.grade}")def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef fun1(self):"""实例方法中能调用类属性、实例属性"""print(f"实例方法中输出类属性{self.grade}, 输出实例属性{self.name}")@staticmethoddef sta_fun(x):print(f"{x}静态方法一般实现与类和对象无关联的操作，例如：游戏说明书等")s1 = Student('张三', 18)
# 如何调用类方法
Student.cls_fun()
s1.cls_fun()# 如何调用实例方法
Student.fun1(s1)
s1.fun1()# 如何调用静态方法
Student.sta_fun(3)
s1.sta_fun(3)

1.5 Python的内置类属性

__dict__ : 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
__doc__ :类的文档字符串
__name__: 类名
__module__: 类定义所在的模块（类的全名是'__main__.className'，如果类位于一个导入模块mymod中，那么className.__module__ 等于 mymod）
__bases__ : 类的所有父类构成元素（包含了一个由所有父类组成的元组）

class Student(object):"""定义一个学生类属性：名字 年龄方法：method_1 method_2"""name = '张三'age = 18def method_1(self):passdef method_2(self):passprint(Student.__dict__)
print(Student.__doc__)
print(Student.__name__)
print(Student.__module__)
print(int.__module__)
print(Student.__bases__)

2.类的封装【私有属性与方法】

封装指的是隐藏对象中一些不希望让外部所访问的属性或方法。

python中封装是通过设置访问权限来体现的，私有属性和私有方法是控制访问权限的组成部分。

2.1 私有属性

在类的内部使用，不希望外部直接访问的变量。

在python中，使用双下划线作为前缀来定义私有属性。

私有属性在类外不能访问

class Bank(object):"""定义了一个银行卡类属性：name     pwd密码【我不希望外部访问】"""def __init__(self, name, pwd):self.name = nameself.__pwd = pwd# 为了在某些需要的时候，访问到私有属性，所以需要在类内部设置两个接口def get_pwd(self):return self.__pwddef set_pwd(self, newpwd):self.__pwd = newpwd# print(Bank.__pwd)b1 = Bank('张三', '123456')
print(b1.name)
# print(b1.__pwd)
print(b1.get_pwd())
b1.set_pwd('666888')
print(b1.get_pwd())

2.2 私有方法

和私有属性是一样的。

class Bank(object):"""定义了一个银行卡类属性：name     pwd密码【我不希望外部访问】"""def __init__(self, name, pwd):self.name = nameself.__pwd = pwddef __info(self):print(f"名字{self.name}, 密码{self.__pwd}")def get_info(self):self.__info()# Bank.__info() 报错
b1 = Bank('李四', '123456')
# b1.__info()   报错
b1.get_info()

2.3 属性装饰器

属性装饰器是实现把方法转为属性的装饰器。

作用：

1. 把方法转为属性，便于操作属性

2 . 实现对属性的更改（验证）、查看、删除

语法格式：

class 类名(object):

        def __init__(self):

                self.__名字 = xxx

        @property def 函数名(self):

                return self.__名字

        @函数名.setter def 函数名(self, m):

                self.__名字 += m

class Car(object):def __init__(self, name, color):self.name = nameself.color = colorself.__num = 20@propertydef num(self):return self.__num@num.setterdef num(self, x):self.__num += xc1 = Car('法拉利', '红色')
print(c1.name, c1.color, c1.num)
c1.num = 80
print(c1.num)

class Student(object):def __init__(self, name):self.__name = name@propertydef name(self):return self.__name@name.setterdef name(self, new_name):if not isinstance(new_name, str):print('名字必须是一个字符串')else:self.__name = new_name@name.deleterdef name(self):print("已删除名字")del self.__names1 = Student('张三')
print(s1.name)
s1.name = 111
s1.name = '华清远见'
print(s1.name)
del s1.name

3.类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一就是代码的重用，

实现这种重用的方法之一就是通过继承机制。

通过继承创建的新类称之为【子类】或者【派生类】，

被继承的类称之为【父类】、【基类】、【超类】。

3.1 继承语法格式

class  子类名(父类名列表):pass

class Parent(object):"""定义父类"""par_attr = 100def __init__(self):print("初始化父类")def par_fun1(self):print("父类方法1")def par_fun2(self):print("父类方法2")class Child(Parent):"""定义子类"""child_attr = 666def __init__(self):print("初始化子类")def child_fun1(self):print("子类方法1")c1 = Child()
print(c1.child_attr)
c1.child_fun1()print(c1.par_attr)
c1.par_fun1()
c1.par_fun2()

3.2 多继承语法【不建议乱用】

如果在继承的元组（）里面有一个以上的类，就称之为多继承。

# python中提供了一个函数mro()用于查看继承的顺序。

class A:passclass B:passclass C:passclass D(A, B, C):passd1 = D()
print(D.mro())

3.3 继承重写父类方法

如果你的父类方法不能满足你得要求，你可以在之类中重写父类的方法。

class Parent(object):def method(self):print(f"{self}的方法")class Child(Parent):passc = Child()
c.method()# 重写
class Parent(object):def method(self):print(f"{self}的方法")class Child(Parent):def method(self):print("xxxxxxxxxx")print(f"{self}的方法")c = Child()
c.method()

这里列出了一些通用的功能，可以在自己的类重写：

__init__ ( self [,args...] ) 构造函数简单的调用方法: obj = className(args)
__del__( self ) 析构方法, 删除一个对象简单的调用方法 : del obj
__repr__( self ) 转化为供解释器读取的形式简单的调用方法 : repr(obj)
__str__( self ) 用于将值转化为适于人阅读的形式简单的调用方法 : str(obj)
__cmp__ ( self, x ) 对象比较简单的调用方法 : cmp(obj, x)

3.4 python继承特点

在子类中如果需要父类的构造方法，需要显式调用父类的构造方法，或者不重写父类的构造方法。__init__()
在子类中调用父类的方法，需要显式调用，且第一个参数self不能省略。

class Parent(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef method(self):print(f"{self}的方法")class Child(Parent):def fun1(self):print(self.x , self.y)
# 不重写父类构造方法
c = Child(1, 2)
c.fun1()

class Parent(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef method(self):print(f"{self}的方法")class Child(Parent):def __init__(self, x, y, z):Parent.__init__(self, x, y)self.z = zdef fun1(self):print(self.x , self.y, self.z)# 重写父类构造方法、里面显式调用父类构造方法
c = Child(1, 2, 33)
c.fun1()

class Parent(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = yclass Child(Parent):def __init__(self, x, y, z):super().__init__(x, y)self.z = zdef add(self):return self.x + self.y + self.zc = Child(1, 1, 1)
print(c.add())

class Parent(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef add(self):return self.x + self.yclass Child(Parent):def __init__(self, x, y, z):super().__init__(x, y)self.z = zdef add(self):return super().add() + self.zc = Child(1, 1, 1)
print(c.add())

3.5 运算符重载

在Python中，并没有像其他语言（如C++）中那样的内置机制来重载运算符。但是，你可以通过定义特定的方法来模拟运算符重载的行为。

以下是一些常见运算符以及它们对应的特殊方法：

加法：+ 对应 __add__

减法：- 对应 __sub__

乘法：* 对应 __mul__

除法：/ 对应 __truediv__

取模：% 对应 __mod__

幂运算：** 对应 __pow__

位运算：<< 对应 __lshift__

位运算：>> 对应 __rshift__

位运算：| 对应 __or__

位运算：& 对应 __and__

位运算：^ 对应 __xor__

class Operator(object):def __init__(self, x):self.x = xdef __add__(self, other):return self.x + other.x * 3o1 = Operator(1)
o2 = Operator(3)
print(o1 + o2)

class Operator(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):return self.x * other.x + self.y * other.yo1 = Operator(1, 2)
o2 = Operator(3, 4)
print(o1 + o2)

4.类的多态

python中的多态也可以通过方法重写进行。

同一个方法，不同对象显式的结果不同。

class Animal(object):name = '动物'age = 0def speak(self):print("动物的声音")class Dog(Animal):def speak(self):print("汪汪汪")class Cat(Animal):def speak(self):print("喵喵喵")a = Animal()
d = Dog()
c = Cat()a.speak()
d.speak()
c.speak()

5. 关于下划线说明

__foo__: 以双下划线开头双下划线结尾，定义的是特殊方法，一般是系统定义名字，

类似 __init__() 之类的，自动。

_foo: 以单下划线开头的表示的是 protected 类型的变量，即保护类型只能允许其本身与子类进行访问，不能用于 from module import ···
__foo: 双下划线的表示的是私有类型(private)的变量, 只能是允许这个类本身进行访问了。