理解python中的类与实例

面向对象最重要的概念就是类(class)和实例(instance),必须牢记类是抽象的模板,比如student类,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。

仍以student类为例,在python中,定义类是通过class关键字:

class student(object):
pass

class后面紧接着是类名,即student,类名通常是大写开头的单词,紧接着是(object),表示该类是从哪个类继承下来的,继承的概念我们后面再讲,通常,如果没有合适的继承类,就使用object类,这是所有类最终都会继承的类。

定义好了student类,就可以根据student类创建出student的实例,创建实例是通过类名+()实现的:

>>> bart = student()
>>> bart

>>> student

可以看到,变量bart指向的就是一个student的object,后面的0x10a67a590是内存地址,每个object的地址都不一样,而student本身则是一个类。

可以自由地给一个实例变量绑定属性,比如,给实例bart绑定一个name属性:

>>> bart.name = ‘bart simpson’
>>> bart.name
‘bart simpson’

由于类可以起到模板的作用,因此,可以在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的__init__方法,在创建实例的时候,就把name,score等属性绑上去:

class student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score

注意到__init__方法的第一个参数永远是self,表示创建的实例本身,因此,在__init__方法内部,就可以把各种属性绑定到self,因为self就指向创建的实例本身。

有了__init__方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与__init__方法匹配的参数,但self不需要传,python解释器自己会把实例变量传进去:

>>> bart = student(‘bart simpson’, 59)
>>> bart.name
‘bart simpson’
>>> bart.score
59

和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量self,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以用默认参数、可变参数和关键字参数。
数据封装

面向对象编程的一个重要特点就是数据封装。在上面的student类中,每个实例就拥有各自的name和score这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据,比如打印一个学生的成绩:

>>> def print_score(std):
… print ‘%s: %s’ % (std.name, std.score)

>>> print_score(bart)
bart simpson: 59

但是,既然student实例本身就拥有这些数据,要访问这些数据,就没有必要从外面的函数去访问,可以直接在student类的内部定义访问数据的函数,这样,就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和student类本身是关联起来的,我们称之为类的方法:

class student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
def print_score(self):
print ‘%s: %s’ % (self.name, self.score)

要定义一个方法,除了第一个参数是self外,其他和普通函数一样。要调用一个方法,只需要在实例变量上直接调用,除了self不用传递,其他参数正常传入:

>>> bart.print_score()
bart simpson: 59

这样一来,我们从外部看student类,就只需要知道,创建实例需要给出name和score,而如何打印,都是在student类的内部定义的,这些数据和逻辑被“封装”起来了,调用很容易,但却不用知道内部实现的细节。

封装的另一个好处是可以给student类增加新的方法,比如get_grade:

class student(object):

def get_grade(self):
if self.score >= 90:
return ‘a’
elif self.score >= 60:
return ‘b’
else:
return ‘c’

同样的,get_grade方法可以直接在实例变量上调用,不需要知道内部实现细节:

>>> bart.get_grade()
‘c’

小结

类是创建实例的模板,而实例则是一个一个具体的对象,各个实例拥有的数据都互相独立,互不影响;

方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不同,方法可以直接访问实例的数据;

通过在实例上调用方法,我们就直接操作了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。

和静态语言不同,python允许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然它们都是同一个类的不同实例,但拥有的变量名称都可能不同:

>>> bart = student(‘bart simpson’, 59)
>>> lisa = student(‘lisa simpson’, 87)
>>> bart.age = 8
>>> bart.age
8
>>> lisa.age
traceback (most recent call last):
file “”, line 1, in
attributeerror: ‘student’ object has no attribute ‘age’