简述Python中的类与对象

Python中的类

类的定义

示例：

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class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def speak(self, word):
        print(word)

其中 country 是类属性，即 Person类的静态属性，speak() 为 Person类的函数属性，即类的动态属性~

类的实例化

对上述示例的类进行实例化：

>>> p = Person('Kitty', 18)       # 实例化 Person类，得到对象 p
>>> p.name                              # 调用对象 p 的name属性
'Kitty' 
>>> p.speak('hello')                 # 调用对象 p 的绑定方法
hello

类中的 __init__ 方法用于初始化对象，而在类的是实例化过程中，对应类中第一个被调用的并不是 __init__ 方法，第一个被调用的是 __new__方法。在对象的初始化之前首先要创建对象，__new__方法正是用来创建这个对象~

类的实例化过程也可以通过如下语句来实现：

>>> p = object.__new__(Person)        # __new__方法继承自 object类
>>> Person.__init__(p, 'Kitty', 18)
>>> p.name
'Kitty'

在Person类中重写 __new__方法：

class Person:
    country = "China"
    def __new__(cls, name, age):
        print('__new__ called')
        return super(Person, cls).__new__(cls)

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self, word):
        print(word)

p = Person('Kitty', 18)          # 实例化对象
print('name : %s' % p.name)

# 输出结果：
__new__ called
name : Kitty

很明显 __new__方法是先于 __init__ 方法被调用的~
类的实例化过程大致步骤如下：
1、p = Person('Kitty', 18) ，会调用 Person类的__new__方法，并传递 name 和 age 参数
2、__new__方法会创建一个 Person类的对象并返回
3、最后利用这个对象调用类的 __init__ 方法完成初始化，__init__ 方法的第一个参数是self，对象在调用 __init__ 方法时会将自己当做参数传递给这个self。

注意：__init__方法没有返回值~，__init__ 方法仅完成对象的初始化工作~

self是什么？
在类的内部，self 就是一个对象。使用对象调用方法时（对象的绑定方法），当前对象会被自动传递给 self，即 self 表示调用该方法的对象~

类属性的调用

操作类的变量属性：

>>> Person.country                  # 调用类属性
'China'
>>> Person.country = 'USA'     # 修改类属性
>>> Person.country
'USA'
>>> del Person.country           # 删除类属性
>>> Person.country                 # 删除后无法再调用
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
AttributeError: type object 'Person' has no attribute 'country'

调用类的函数属性：
这里仅介绍绑定方法的调用（即第一个参数是self的方法），类中的其他方法暂先不做介绍~

speak() 是类的函数属性，对象调用不需要传递 self参数（对象调用会自动完成self参数传值，下面会介绍），若是类来调用，则需要手动传递这个 self参数，即需要传递一个Person类的对象~

class Person:
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self, word):
        print(word)

p = Person('Kitty', 18) 
p.speak('hello')                  # 对象调用，会自动将 对象p 作为第一个参数传递给 self
Person.speak(p, '你好')     # 类调用需要手动传递 self 的值

# 输出结果：
hello
你好

类的名称空间

类名.__dict__ 用来查看一个类（或对象）的名称空间，可以这样理解。其实__dict__是类的一个内置属性，存储所有实例共享的变量和函数(类属性，方法等)，类的__dict__并不包含其父类的属性。对象中的 __dict__ 属性下面会介绍~

这里注意和 dir() 方法的区别，dir(类名或对象名) 会返回一个类（或对象）的所有属性，包括从父类中继承的属性。

Person类的__dict__属性
{'__module__': '__main__',        # 所处模块
'__init__': ,   # __init__方法
'speak': ,       # speak 方法
'__dict__': ,      # 应该就是指  类的__dict__属性，具体参阅：https://blog.csdn.net/lis_12/article/details/53519060
'__weakref__': , 
'__doc__': None}             # # class说明文档

调用类的属性，首先会去类的名称空间中（Person.__dict__）寻找对应名称的key，相当于Person.__dict__['country']，也可以直接这样调用：

>>> Person.__dict__['country']
'China'
>>> Person.__dict__['country'] = 'USA'
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: 'mappingproxy' object does not support item assignment

注意：
__dict__ 对于类中的属性只能查看，不能修改~

Python内置属性

除了 __dict__，Python中的类还有很多别的内置属性：
__doc__ :类的说明
__name__: 类名
__module__: 类定义所在的模块
__bases__ : 包含了类的所有父类的元组

示例如下：

class Person:
    '''human being'''
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self, word):
        print(word)

print(Person.__doc__)
print(Person.__name__)
print(Person.__module__)
print(Person.__bases__)

#结果输出：
human being
Person
__main__
(,)

Python中的对象

对象的名称空间

class Person:
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self, word):
        print(word)

实例化一个Person类的对象的过程中，init方法会将参数赋值给 name 与 age 属性，可以通过实例的__dict__ 查看，注意：实例的__dict__ 仅存储与该实例相关的实例属性，没有函数属性，也没有共有属性~

>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> print(p.__dict__)
{'name': 'Kitty', 'age': 18}

注意实例.__dict__ 与类.__dict__ 的区别~

通过类.__dict__ 可以查看类中的属性，但是不能修改，但是通过实例.__dict__ 除了查看，还可以进行修改~

>>> p.__dict__['name']
'Kitty'
>>> p.__dict__['age']
18
>>> p.__dict__['name'] = 'abc'
>>> p.__dict__['age'] = 20
>>> p.name
'abc'
>>> p.age 
20

对象的变量属性调用

通过对象可以直接调用该对象的变量属性，例如 p对象的 name属性和 age属性~

>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.name
'Kitty'
>>> p.age
18

也可以通过 p对象调用对应类（这里是Person类）的变量属性，若是类的变量属性发生变化，则所有对象获取到的类变量属性都会改变~

>>> p.country
'China'

>>> Person.country = 'UK'       # 修改 类的变量属性
>>> p2 = Person('baby', 22)
>>> p.country
'UK'
>>> p2.country
'UK'

Tip：

可以将所有类共有的属性设置成类属性；
对象寻找属性会先在自己的名称空间中寻找，若是没有再去类的名称空间中寻找~

注意1
在修改类的变量属性时，若变量是不可变类型，则仅能通过类名.变量属性来修改，如下示例：

>>> Person.country = 'USA'     # 修改类属性
>>> p.country   
'USA'
>>> p.country = 'UK'
>>> p.country
'UK'
>>> Person.country
'USA'
>>> p2.country
'USA'

p.country 并没有修改类属性，而是给自己添加了一个新的属性，这个新添加的属性存放在对象自己的名称空间中，类的变量属性 country 并没有发生改变~

>>> p.__dict__
{'country': 'UK', 'age': 20, 'name': 'abc'}

在类中 self 表示当前调用的对象，当 self 引用的变量和类变量同名的时候，需要注意区分：这两个变量之间没有关联，self 引用的变量属于对象，放在对象的名称空间中，类变量则放在类名称空间中

class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.country = 'AUS'     # 添加对象属性
    def speak(self):
        print(self.country)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.country
'AUS'
>>> p.speak()
AUS
>>> Person.country
'China'

注意2
当类变量为可变类型时，需要区分对象的 2种操作：

class Person:
    country = "China"
    lst = []
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.lst.append(name)
    def speak(self):
        print(self.name)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty'}
>>> Person.lst
['Kitty']

上述示例中，self 针对 lst 变量并不是一个赋值操作，而是调用了 lst的append方法，所以这个过程会先在对象的名称空间中寻找 lst 属性，对象的名称空间中没有，然后再去类的名称空间中寻找，Person类中存在该属性，于是调用其 append 方法。

这个过程通过对象修改了类的可变类型的变量~

若 self 针对 lst 变量是一个赋值操作，这样就为当前对象新增了一个 lst 属性

class Person:
    country = "China"
    lst = []
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.lst = name
    def speak(self):
        print(self.name)
############
>>> p = Person('Kitty', 18)
>>> p.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty', 'lst': 'Kitty'}
>>> Person.__dict__
{'__module__': '__main__', 'country': 'China', 'lst': [], '__doc__': None, '__init__': , 'speak': }

对象的方法（绑定方法）

class Person:
    country = "China"
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def speak(self):
        print(self.name + ', ' + str(self.age))
############
>>> p1 = Person('Kitty', 18)
>>> p2 = Person('baby', 22)
>>> p1.__dict__
{'age': 18, 'name': 'Kitty'}
>>> p2.__dict__
{'age': 22, 'name': 'baby'}

可以看到对象的名称空间中没有函数属性，函数属性在类的名称空间当中

>>> Person.speak

>>> p1.speak
>
>>> p2.speak
>

p1 和 p2 的 speak 方法为绑定方法（bound method），且 p1 和 p2 的 speak 方法内存地址不一致，这两个对象的 speak 方法都执行类中对应的方法。

绑定方法，有两种：绑定到类的方法和绑定到对象的方法，上述示例中的方法为后者，绑定到对象的方法为对象专门定制，使用对象调用的时候，会自动将当前对象传递给方法的第一个参数（self，一般都叫self，也可以写成别的名称），若使用类调用，则第一个参数需要手动传值~

>>> p1.speak()
Kitty, 18
>>> p2.speak()
baby, 22
>>> Person.speak(p1)     # 通过类调用
Kitty, 18

这里仅对绑定到对象的方法做简单介绍，类中还有绑定到类的方法，还有非绑定方法等...，之后会介绍

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