python之定义类并创建实例
在Python中,类通过 class 关键字定义。以 Person 为例,定义一个Person类如下:
class Person(object):
pass
按照 Python 的编程习惯,类名以大写字母开头,紧接着是(object),表示该类是从哪个类继承下来的。类的继承将在后面的章节讲解,现在我们只需要简单地从object类继承。
有了Person类的定义,就可以创建出具体的xiaoming、xiaohong等实例。创建实例使用 类名+(),类似函数调用的形式创建:
xiaoming = Person()
xiaohong = Person()
python中创建实例属性
虽然可以通过Person类创建出xiaoming、xiaohong等实例,但是这些实例看上除了地址不同外,没有什么其他不同。在现实世界中,区分xiaoming、xiaohong要依靠他们各自的名字、性别、生日等属性。
如何让每个实例拥有各自不同的属性?由于Python是动态语言,对每一个实例,都可以直接给他们的属性赋值,例如,给xiaoming这个实例加上name、gender和birth属性:
xiaoming = Person()
xiaoming.name = ‘Xiao Ming’
xiaoming.gender = ‘Male’
xiaoming.birth = ‘1990-1-1’
给xiaohong加上的属性不一定要和xiaoming相同:
xiaohong = Person()
xiaohong.name = ‘Xiao Hong’
xiaohong.school = ‘No. 1 High School’
xiaohong.grade = 2
实例的属性可以像普通变量一样进行操作:
xiaohong.grade = xiaohong.grade + 1
python中初始化实例属性
虽然我们可以自由地给一个实例绑定各种属性,但是,现实世界中,一种类型的实例应该拥有相同名字的属性。例如,Person类应该在创建的时候就拥有 name、gender 和 birth 属性,怎么办?
在定义 Person 类时,可以为Person类添加一个特殊的__init__()方法,当创建实例时,__init__()方法被自动调用,我们就能在此为每个实例都统一加上以下属性:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender, birth):
self.name = name
self.gender = gender
self.birth = birth
__init__() 方法的第一个参数必须是 self(也可以用别的名字,但建议使用习惯用法),后续参数则可以自由指定,和定义函数没有任何区别。
相应地,创建实例时,就必须要提供除 self 以外的参数:
xiaoming = Person(‘Xiao Ming’, ‘Male’, ‘1991-1-1’)
xiaohong = Person(‘Xiao Hong’, ‘Female’, ‘1992-2-2’)
有了__init__()方法,每个Person实例在创建时,都会有 name、gender 和 birth 这3个属性,并且,被赋予不同的属性值,访问属性使用.操作符:
print xiaoming.name
# 输出 ‘Xiao Ming’
print xiaohong.birth
# 输出 ‘1992-2-2’
要特别注意的是,初学者定义__init__()方法常常忘记了 self 参数:
class Person(object):
… def __init__(name, gender, birth):
… pass
…
xiaoming = Person(‘Xiao Ming’, ‘Male’, ‘1990-1-1’)
Traceback (most recent call last):
File “”, line 1, in
TypeError: __init__() takes exactly 3 arguments (4 given)
这会导致创建失败或运行不正常,因为第一个参数name被Python解释器传入了实例的引用,从而导致整个方法的调用参数位置全部没有对上。
python中访问限制
我们可以给一个实例绑定很多属性,如果有些属性不希望被外部访问到怎么办?
Python对属性权限的控制是通过属性名来实现的,如果一个属性由双下划线开头(__),该属性就无法被外部访问。看例子:
class Person(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
self._title = ‘Mr’
self.__job = ‘Student’
p = Person(‘Bob’)
print p.name
# => Bob
print p._title
# => Mr
print p.__job
# => Error
Traceback (most recent call last):
File “”, line 1, in
AttributeError: ‘Person’ object has no attribute ‘__job’
可见,只有以双下划线开头的”__job”不能直接被外部访问。
但是,如果一个属性以”__xxx__”的形式定义,那它又可以被外部访问了,以”__xxx__”定义的属性在Python的类中被称为特殊属性,有很多预定义的特殊属性可以使用,通常我们不要把普通属性用”__xxx__”定义。
以单下划线开头的属性”_xxx”虽然也可以被外部访问,但是,按照习惯,他们不应该被外部访问。
python中创建类属性
类是模板,而实例则是根据类创建的对象。
绑定在一个实例上的属性不会影响其他实例,但是,类本身也是一个对象,如果在类上绑定一个属性,则所有实例都可以访问类的属性,并且,所有实例访问的类属性都是同一个!也就是说,实例属性每个实例各自拥有,互相独立,而类属性有且只有一份。
定义类属性可以直接在 class 中定义:
class Person(object):
address = ‘Earth’
def __init__(self, name):
self.name = name
因为类属性是直接绑定在类上的,所以,访问类属性不需要创建实例,就可以直接访问:
print Person.address
# => Earth
对一个实例调用类的属性也是可以访问的,所有实例都可以访问到它所属的类的属性:
p1 = Person(‘Bob’)
p2 = Person(‘Alice’)
print p1.address
# => Earth
print p2.address
# => Earth
由于Python是动态语言,类属性也是可以动态添加和修改的:
Person.address = ‘China’
print p1.address
# => ‘China’
print p2.address
# => ‘China’
因为类属性只有一份,所以,当Person类的address改变时,所有实例访问到的类属性都改变了。
python中类属性和实例属性名字冲突怎么办
修改类属性会导致所有实例访问到的类属性全部都受影响,但是,如果在实例变量上修改类属性会发生什么问题呢?
class Person(object):
address = ‘Earth’
def __init__(self, name):
self.name = namep1 = Person(‘Bob’)
p2 = Person(‘Alice’)print ‘Person.address = ’ + Person.address
p1.address = ‘China’
print ‘p1.address = ’ + p1.addressprint ‘Person.address = ’ + Person.address
print ‘p2.address = ’ + p2.address
结果如下:Person.address = Earth
p1.address = China
Person.address = Earth
p2.address = Earth
我们发现,在设置了 p1.address = ‘China’ 后,p1访问 address 确实变成了 ‘China’,但是,Person.address和p2.address仍然是’Earch’,怎么回事?
原因是 p1.address = ‘China’并没有改变 Person 的 address,而是给 p1这个实例绑定了实例属性address ,对p1来说,它有一个实例属性address(值是’China’),而它所属的类Person也有一个类属性address,所以:
访问 p1.address 时,优先查找实例属性,返回’China’。
访问 p2.address 时,p2没有实例属性address,但是有类属性address,因此返回’Earth’。
可见,当实例属性和类属性重名时,实例属性优先级高,它将屏蔽掉对类属性的访问。
当我们把 p1 的 address 实例属性删除后,访问 p1.address 就又返回类属性的值 ‘Earth’了:
del p1.address
print p1.address
、# => Earth
可见,千万不要在实例上修改类属性,它实际上并没有修改类属性,而是给实例绑定了一个实例属性。
python中定义实例方法
一个实例的私有属性就是以__开头的属性,无法被外部访问,那这些属性定义有什么用?
虽然私有属性无法从外部访问,但是,从类的内部是可以访问的。除了可以定义实例的属性外,还可以定义实例的方法。
实例的方法就是在类中定义的函数,它的第一个参数永远是 self,指向调用该方法的实例本身,其他参数和一个普通函数是完全一样的:
class Person(object):
def __init__(self, name):
self.__name = name
def get_name(self):
return self.__name
get_name(self) 就是一个实例方法,它的第一个参数是self。__init__(self, name)其实也可看做是一个特殊的实例方法。
调用实例方法必须在实例上调用:
p1 = Person(‘Bob’)
print p1.get_name() # self不需要显式传入
# => Bob
在实例方法内部,可以访问所有实例属性,这样,如果外部需要访问私有属性,可以通过方法调用获得,这种数据封装的形式除了能保护内部数据一致性外,还可以简化外部调用的难度。
python中定义类方法
和属性类似,方法也分实例方法和类方法。
在class中定义的全部是实例方法,实例方法第一个参数 self 是实例本身。
要在class中定义类方法,需要这么写:
class Person(object):
count = 0
@classmethod
def how_many(cls):
return cls.count
def init(self, name):
self.name = name
Person.count = Person.count + 1print Person.how_many()
p1 = Person(‘Bob’)
print Person.how_many()
通过标记一个 @classmethod,该方法将绑定到 Person 类上,而非类的实例。类方法的第一个参数将传入类本身,通常将参数名命名为 cls,上面的 cls.count 实际上相当于 Person.count。
因为是在类上调用,而非实例上调用,因此类方法无法获得任何实例变量,只能获得类的引用