面向对象的Python初学者必学

知行编程网 2022-12-27 17:00 知行编程网 | 隐藏边栏 | 3 0

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导语：本文主要介绍了关于Python小白必学的面向对象的相关知识，包括python面向对象例子，以及Python 面向对象这些编程知识，希望对大家有参考作用。

我们已经知道 Python 中“万物皆对象”，每个对象都有特定的类型，现在我们来尝试创建自己的类型——这需要使用 class 关键字来定义一个新的“类”（Class），class 是用于生成对象的“模板”，对象是其类的“实例”——下面是在交互方式下自定义Thing类，调用其默认构造函数生成Thing类的实例对象（注意: self 定义类的命名约定要求单词首字母大写)：

In [1]: class Thing:
   ...:     """最简单的自定义类"""
   ...: 

In [2]: type(Thing)
Out[2]: type

In [3]: t = Thing()

In [4]: type(t)
Out[4]: __main__.Thing

可见，Thing对象属于type类型，是type类的实例； t对象属于Thing类型，是Thing类的实例——当你在程序中定义自己的类来生成实例对象时，就被认为是“面向对象”。面向对象编程”（Object-Oriented Programming，简称OOP）。面向对象编程使用类来模拟和组织现实世界中的事物，可以使程序结构更加灵活和清晰。

上面定义的Thing类生成的实例对象什么也做不了。让我们创建一个包含特定子语句的“ship”类，并生成两个“ship”对象：

In [5]: class Ship:
   ...:     """船类"""
   ...:     def __init__(self, name=None):
   ...:         """初始化船实例"""
   ...:         self.name = name  # 船名
   ...:         self.crew = 0  # 船员人数
   ...:     def join(self, number):
   ...:         """船员加入"""
   ...:         self.crew += number
   ...:         return self.crew
   ...:     

In [6]: s1 = Ship("郑和")

In [7]: s1.crew = 200

In [8]: s2 = Ship("戚继光")

In [9]: s2.join(100)
Out[9]: 100

In [10]: s2.crew
Out[10]: 100

Ship类定义了一个特殊的“初始化”方法__init__，以便在调用构造函数生成实例时可以添加一个新的实例“属性”（Property）。所谓实例属性就是实例对象的“成员变量”，比如Ship类的实例增加了name和crew属性——从现实的概念理解，任何一艘船都有ship这两个数据姓名和船员编号，但每艘船都有自己特定的数据值。实例属性和实例方法是两个最常见的类成员。 Python 规定特殊的类成员名称以两个下划线开头和结尾。其他类成员名称遵循标准变量命名约定。注意这里有一个详细的概念：_作为类成员_init__属于函数，__init__作为实例成员属于方法。在类中定义函数时，约定第一个参数为“self”，会指向生成的实例对象来操作其成员，而对应的实例方法是没有这个参数的，所以只需要传入调用 Ship 构造函数时的一个参数（也可以不传入任何参数，因为 name 指定了默认值）。除了实例属性之外，你还可以定义新的实例方法，让实例可以做更多的事情——例如，“ship”类也有一个“crew join”方法。

In [11]: help(Ship)
Help on class Ship in module __main__:

class Ship(builtins.object)
 |  船类
 |  
 |  Methods defined here:
 |  
 |  __init__(self, name=None)
 |      初始化船实例
 |  
 |  join(self, number)
 |      船员加入
 |  
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Data descriptors defined here:
 |  
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |  
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)


In [12]: type(Ship.__init__)
Out[12]: function

In [13]: type(s2.__init__)
Out[13]: method

In [14]: s1.__dict__
Out[14]: {'crew': 200, 'name': '郑和'}

实例对象之所以有不需要自定义但默认存在的特殊成员，是因为面向对象编程的一个重要特性“继承”（Inheritance）——利用继承机制将复杂系统有机地组织起来，所有的类都是同一个大家族的一员——定义类时，可以在类名后加括号指定“基类”，新类将成为它的“子类”；如果不指定基类，则默认为最基本的“对象”类的子类。子类会继承基类已有的成员，如果子类定义了与基类成员同名的属性和方法，则会“覆盖”基类成员。例如，下面的程序定义了“ship”类及其子类“warship”类：

"""ship.py 船的家族"""


class Ship:
    """船类"""
    def __init__(self, name=None):
        """初始化船实例"""
        self.name = name  # 船名
        self.crew = 0  # 船员人数

    def join(self, number):
        """船员加入"""
        self.crew += number
        return self.crew


class Warship(Ship):
    """战舰类"""
    def __init__(self, name=None, level=None):
        super().__init__(name)  # 先调用基类初始化方法
        self.level = level  # 舰级


if __name__ == "__main__":
    ws1 = Warship("蓝色空间", "恒星级")
    ws1.join(500)
    print("{}战舰{}号，现有舰员{}人。".format(ws1.level, ws1.name, ws1.crew))

可以注意到Warship类重定义了__init__，它会覆盖Ship类中的__init__，所以可以先调用基类的__init__来继承基类定义的实例属性name和crew。

接下来的示例是一个简单的计算器：

"""tkcalc.pyw 简单的计算器
"""
import tkinter as tk


class Calc(tk.Tk):
    """计算器窗体类"""
    def __init__(self):
        """初始化实例"""
        tk.Tk.__init__(self)
        self.title("计算器")
        self.memory = 0  # 暂存数值
        self.create()

    def create(self):
        """创建界面"""
        btn_list = ["C", "M->", "->M", "/",
                    "7", "8", "9", "*",
                    "4", "5", "6", "-",
                    "1", "2", "3", "+",
                    "+/-", "0", ".", "="]
        r = 1
        c = 0
        for b in btn_list:
            self.button = tk.Button(self, text=b, width=5,
                                    command=(lambda x=b: self.click(x)))
            self.button.grid(row=r, column=c, padx=3, pady=6)
            c += 1
            if c > 3:
                c = 0
                r += 1
        self.entry = tk.Entry(self, width=24, borderwidth=2,
                              bg="yellow", font=("Consolas", 12))
        self.entry.grid(row=0, column=0, columnspan=4, padx=8, pady=6)

    def click(self, key):
        """响应按钮"""
        if key == "=":  # 输出结果
            result = eval(self.entry.get())
            self.entry.insert(tk.END, " = " + str(result))
        elif key == "C":  # 清空输入框
            self.entry.delete(0, tk.END)
        elif key == "->M":  # 存入数值
            self.memory = self.entry.get()
            if "=" in self.memory:
                ix = self.memory.find("=")
                self.memory = self.memory[ix + 2:]
            self.title("M=" + self.memory)
        elif key == "M->":  # 取出数值
            if self.memory:
                self.entry.insert(tk.END, self.memory)
        elif key == "+/-":  # 正负翻转
            if "=" in self.entry.get():
                self.entry.delete(0, tk.END)
            elif self.entry.get()[0] == "-":
                self.entry.delete(0)
            else:
                self.entry.insert(0, "-")
        else:  # 其他键
            if "=" in self.entry.get():
                self.entry.delete(0, tk.END)
            self.entry.insert(tk.END, key)


if __name__ == "__main__":
    Calc().mainloop()

python

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