Python面向对象编程核心概念与实战指南

前言

若此前未接触过面向对象编程语言，建议先掌握其基本特征，在脑海中建立面向对象的基本概念，这将有助于更轻松地学习Python的面向对象编程。

接下来我们将深入探讨Python面向对象编程的关键知识点。

类与实例

类是对对象的抽象定义，而实例则是“真正的实物”，它存储了类中所定义对象的具体信息。

类、属性和方法命名规范

类名通常以大写字母开头，这是标准惯例，有助于在实例化过程中（有时看似函数调用）识别类。此外，数据属性（变量或常量）的名称应反映数据值的含义，方法名则应体现对应对象或值的行为。

另一种表述方式是：数据值应使用名词作为名称，方法应使用谓词（动词加对象）。数据项是操作的对象，方法应表明程序员希望在对象上执行的操作。

在定义的类中，大致遵循这样的方针：数据值像“name”、“phone”和“email”，行为如“updatePhone”、“updateEmail”。这就是常说的“混合记法(mixedCase)”或“骆驼记法(camelCase)”。Python规范推荐使用骆驼记法的下划线方式，例如“update_phone”、“update_email”。类也要细致命名，像“AddrBookEntry”、“RepairShop”等就是很好的名字。

class AddrBookEntry(object):

 def __init__(self, name, phone, email):
 self.name = name
 self.phone = phone
 self.email = email

 def update_phone(self, phone):
 self.phone = phone

 def update_email(self. email):
 self.email = email

新式类与旧式类

新式类和经典类声明的最大不同在于，所有新式类必须继承至少一个父类。如果没有可继承的类，则可继承object类。object是“所有类之母”，它位于所有类继承结构的最上层。如果没有直接或间接的子类化一个对象，那么就定义了一个经典类。即如果没有指定一个父类，或者如果所子类化的基本类没有父类，这样就是创建了一个经典类。

在Python3中定义的类，默认就是新式类，而在Python2中要定义一个新式类则必须继承object或者继承一个新式类。

self变量

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别，即它们必须有一个额外的第一个参数名称，但是在调用这个方法的时候你不必为这个参数赋值，Python会提供这个值。这个特别的变量指对象本身，按照惯例它的名称是self。虽然可以给这个参数任何名称，但是强烈建议使用self这个名称，其他名称都是不赞成使用的。

__init__()方法

__init__()类似于类构造器，但实际上并不是一个构造器。Python创建实例后，在实例化过程中，调用__init__() 方法，当一个类被实例化时，就可以定义额外的行为，比如，设定初始值或者运行一些初步诊断代码，这主要是在实例被创建后，实例化调用返回这个实例之前，去执行某些特定的任务或设置。

绑定及非绑定方法

在Python中，访问类的方法可以通过实例也可以通过类来直接访问。但是Python严格要求，没有实例，方法是不能被调用的。这种限制即Python所描述的绑定概念(binding)，在此，方法必须绑定（到一个实例）才能直接被调用。非绑定的方法可能可以被调用，但实例对象一定要明确给出，才能确保调用成功。然而，不管是否绑定，方法都是它所在的类的固有属性，即使它们几乎总是通过实例来调用的。在Python中的类方法也是一种对象。可以简单的理解就是，通过类直接访问的方法称为“未绑定的方法”，而通过实例访问的方法称为“绑定的方法”：

1.未绑定的类方法：没有self

通过类来引用方法返回一个未绑定方法对象。要调用它，你必须显示地提供一个实例作为第一个参数。

2.绑定的实例方法：有self

通过实例访问方法返回一个绑定的方法对象。Python自动地给方法绑定一个实例，所以我们调用它时不用再传一个实例参数。

示例：

class Test:
 def func(self, message):
 print message

object1 = Test()
x = object1.func
x("绑定方法对象，实例是隐藏的")

t = Test.func
t(object1, "未绑定方法对象，需要传递一个实例")
# t("未绑定方法对象，需要传递一个实例") # 错误的调用

类属性与实例属性

类属性仅是与类相关的数据值，和实例属性不同，类属性和实例无关。这些值像静态成员那样被引用，即使在多次实例化中调用类，它们的值都保持不变。不管如何，静态成员不会因为实例而改变它们的值，除非实例中显式改变它们的值。实例属性与类属性的比较，类似于自动变量和静态变量，但这只是笼统的类推。在你对自动变量和静态变量还不是很熟的情况下，不要深究这些。

类和实例都是名字空间。类是类属性的名字空间，实例则是实例属性的。

可采用类来访问类属性，如果实例没有同名的属性的话，也可以用实例来访问。

私有化

Python并不直接支持私有方式，而要靠程序员自己把握在外部进行特性修改的时机。

为了让方法或者特性变为私有（从外部无法访问），只要在它的名字前面加上双下划线即可。由双下划线__开始的属性在运行时被“混淆”，所以直接访问是不允许的。

实际上，在Python带有双下划线的属性或方法并非正真意义上的私有，它们仍然可以被访问。在类的内部定义中，所有以双下划线开始的名字都被“翻译”成前面加上单下划线和类名的形式：

>>> class TestObj(object):
... __war = "world"
... 
... def __init__(self):
...  self.__har = "hello"
...  
... def __foo(self):
...  print(self.__har + self.__war)
...  
... 
... 
>>> t = TestObj()
>>> dir(t)
['_TestObj__foo', '_TestObj__har', '_TestObj__war', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getat
tribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__
', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
>>> t.__war
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
 t.__war
AttributeError: 'TestObj' object has no attribute '__war'
>>> t.__har
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
 t.__har
AttributeError: 'TestObj' object has no attribute '__har'
>>> t.foo()
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
 t.foo()
AttributeError: 'TestObj' object has no attribute 'foo'
>>> t._TestObj__war
'world'
>>> t._TestObj__har
'hello'
>>> t._TestObj__foo()
helloworld

__slots__类属性

正常情况下，当我们定义了一个class，创建了一个class的实例后，我们可以给该实例绑定任何属性和方法，这就是动态语言的灵活性。在Python中默认用字典来存储实例的属性。

示例：

>>> class A():
... pass
... 
>>> a = A()
>>> a.name = "huoty"
>>> a.age = 25
>>> print a.name
huoty
>>> print a.age
25
>>> a.__dict__
{'age': 25, 'name': 'huoty'}

字典位于实例的“心脏”。 __dict__属性跟踪所有实例属性。举例来说，你有一个实例inst，它有一个属性foo，那使用inst.foo 来访问它与使用inst.__dict__['foo'] 来访问是一致的。

字典会占据大量内存，如果你有一个属性数量很少的类，但有很多实例，那么正好是这种情况。为内存上的考虑，可以使用__slots__属性来替代__dict__ 。

， __slots__ 是新式类的特性。基本上，__slots__ 是一个类变量，由一序列对象组成，由所有合法标识构成的实例属性的集合来表示。它可以是一个列表，元组或可迭代对象。也可以是标识实例能拥有的唯一的属性的简单字符串。任何试图创建一个其名不在__slots__ 中的名字的实例属性都将导致AttributeError异常：

>>> class SlotedClass(object):
... __slots__ = ("foo", "bar")
... 
... 
>>> c = SlotedClass()
>>> c.foo = 42
>>> c.bar = "hello"
>>> c.goo = "don't think so"
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
AttributeError: 'SlotedClass' object has no attribute 'goo'

这种特性的主要目的是节约内存。其副作用是某种类型的"安全",它能防止用户随心所欲的动态增加实例属性。带__slots__ 属性的类定义不会存在 __dict__ 了（除非你在__slots__ 中增加__dict__ 元素）。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。