20.Python编程：类和对象

前面已经学习了面向对象和面向过程的区别和联系，面向过程编程和面向对象编程是两种程序设计思想，是从不同角度去思考问题的。我们已经知道Python是面向对象的开发语言，其中，最重要的概念：类和对象，以及面向对象编程的特性（继承、多态、封装）。本文就来学习Python中，最基本的面向对象的知识：类和对象。

类：class

类(class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合，它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。

也就是说：类是一个抽象的集合的概念，对象是一个个具体的事物。
如：人类是对人的一种抽象的集合，而张三、李四、小明、雷锋等是一个个具体的人，称为对象，也可以叫做人类的实例。

再如：手机是一个类，假如你在用手机是iPhoneX，你手中的手机是手机的一个实例，也叫手机对象；假设我在用的是小米6，我的手机也是手机类的一个实例，当然也叫手机对象。可见，一个类型的实例对象可以有任意个。

属性：可以描述该类对象的特征的静态数据；例如，定义一个狗类：Dog，身高、品种、毛色等，可以定义成Dog类中的一个个的属性: height，type，color等。

方法：该类对象的动态行为、功能的封装；例如，定义一个狗类：Dog，吃、睡觉、走路等，可以封装成对应的方法：eat()、sleep()、walk();

定义一个类

在python中，定义一个类需要关键字：class，语法格式如下：

class ClassName(object):
    <statement-1>
    ·
    ·
    ·
    <statement-N>

说明：class后面紧接着是类名，即ClassName，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。<statement-1>表示类中的属性或方法。

这样我们就自定义好了一个类。

例如：定义一个Person类，代码如下：

# 定义Person 类
class Person(object):
    # name 姓名属性
    name = ''
    # age 年龄属性
    age = 1

    # 打印姓名和年龄
    def print_person_info(self):
        print("name:", self.name, "age:", self.age)

不同的语言定义类的关键词及格式是不同的，这就像一种游戏的规则，我们既然选择python开发，就要熟悉python中一系列的规则和习惯。

实例化和对象

定义好了一个类后，就可以根据自定义的类来创建出该类型的实例，创建实例是通过类名()实现的。类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

你也可以这么理解：对象等价于实例。根据一个类型创建一个对象的过程，叫做实例化。

例如：

# 定义Person 类
class Person(object):
    # name 姓名属性
    name = ''
    # age 年龄属性
    age = 1

    # 打印姓名和年龄
    def print_person_info(self):
        print("name:", self.name, "age:", self.age)

# 创建一个Person类型的对象
p = Person()

# 打印变量指向的Person类型的一个对象
print(p)

运行结果：

<__main__.Person object at 0x000001F7B61B4E48>

可以看到，变量p指向的就是一个Person类型的实例，后面的0x000001F7B61B4E48是内存地址，每个对象object的地址都不一样，所以你打印出的地址和我的不同，我自己每次运行打印的结果也不同。而Person本身则是一个类。

对象创建好了，就可以根据指向对象的变量来对对象的属性赋值、调用方法等一系列操作了。如：

# 上接

p.name = "Xiao Ming"
p.age = 12

p.print_person_info()

运行结果：

<__main__.Person object at 0x0000026C61FA4B38>
name: Xiao Ming age: 12

构造函数

很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），像下面这样：

def __init__(self):
    

注意：

1. 类定义了__init__() 方法的话，类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。

2.如果你也用的Pychar开发工具的话，当你在一个类中键入def __init时，就会提示：

构造方法快捷提示

可以看到，__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。这和Objective-C中的self含义一样，表示实例对象，而不是代表类。同样，Java中，具有相同意义的关键字是：this。

3.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。

4.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，在调用时，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、关键字参数和命名关键字参数。提示：关于参数详细的介绍，前面已经学习，如果不熟，可以去翻阅。

例如：

# 定义Person类
class Person(object):
    # name 属性
    name = ''
    # 年龄属性
    age = 1

    # 构造方法
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 打印自己信息的方法
    def print_person_info(self):
        print("name:", self.name, "age:", self.age)

# 创建一个Person类型的对象，并把变量p指向该对象
p = Person('Xiao Ming', 12)
p.print_person_info()

# 再次创建一个Person类型的对象，并把变量p1指向该对象
p1 = Person('Zhang San', 20)
p1.print_person_info()

# 打印p,p1
print('p =', p)
print('p1 =', p1)

运行结果：

name: Xiao Ming age: 12
name: Zhang San age: 20
p = <__main__.Person object at 0x00000283308B7240>
p1 = <__main__.Person object at 0x00000283308B7470>

再次提示：

1.__init__()函数是Python类中预定义的函数。也就是说，当以定义好了一个类时，构造函数就有了。默认的构造函数只有一个self参数。特别提醒：构造方法__init__前后分别有两个下划线哦~

2.self代表类的实例对象本身，而非类。self 不是 python 关键字，我们把他换成任意合法标识名也是可以正常执行的，按照惯例它的名称是 self。

3.和普通的函数相比，在类中定义的函数（也包括类中预定义的函数）只有一点不同，就是第一个参数永远是实例变量self，并且，在调用时，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、关键字参数和命名关键字参数。

验证：self代表类的实例，而非类

# 定义智能手机类：SmartPhone
class SmartPhone(object):

    os = ''  # 系统
    type = ''  # 品牌 属性
    memory = 6  # 内存大小，单位GB

    # 构造方法
    def __init__(self,os, type, memory):
        self.os = os
        self.type = type
        self.memory = memory
        print('os:', os, '\n品牌：', type, '\n内存大小:', memory )

    # 验证self, self.__class__
    def print_self(self):
        print('self :', self)
        print('self.__class__:', self.__class__)

# 创建SmartPhone对象，并把变量my_phone指向该对象
my_phone = SmartPhone('Android', 'Xiao Mi 6', '6GB')

# 调用SmartPhone对象的print_self()方法
my_phone.print_self()

# 打印my_phone变量指向的SmartPhone对象的地址
print('my_phone: ', my_phone)

# 打印my_phone变量指向的SmartPhone对象的类型
print('my_phone.__class__:', my_phone.__class__)

运行结果：

os: Android 
品牌： Xiao Mi 6 
内存大小: 6GB
self : <__main__.SmartPhone object at 0x00000173714D7048>
self.__class__: <class '__main__.SmartPhone'>
my_phone:  <__main__.SmartPhone object at 0x00000173714D7048>
my_phone.__class__: <class '__main__.SmartPhone'>

从执行结果可以很明显的看出，self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类。

说明：类和对象的关系
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Person类、SmartPhone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。

属性和方法

和普通的函数相比，在类中定义的函数（也包括类中预定义的函数）只有一点不同，就是第一个参数永远是实例变量self，并且，在调用时，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、关键字参数和命名关键字参数。

在类中定义好的属性，就可以赋值、取值，方法就可以调用了。

同样以SmartPhone类为例：

# 定义智能手机类：SmartPhone
class SmartPhone(object):

    os = ''  # 系统
    type = ''  # 品牌 属性
    memory = 6  # 内存大小，单位GB

    # 构造方法
    def __init__(self, os, type, memory):
        self.os = os
        self.type = type
        self.memory = memory
        self.print_info()

    # 打印手机信息
    def print_info(self):
        print('os:', self.os, '\n品牌：', self.type, '\n内存大小:', self.memory)

    # 验证self, self.__class__
    def print_self(self):
        print('self :', self)
        print('self.__class__:', self.__class__)

# 创建SmartPhone对象，并把变量my_phone指向该对象
my_phone = SmartPhone('Android', 'xiao mi 6', '6GB')

# 修改内存大小
my_phone.memory = "8GB"

# 修改品牌
my_phone.type = 'MeiZu 7Pro'

print('-----------')
# 调用SmartPhone对象的方法,打印手机信息
my_phone.print_info()

运行结果：

os: Android 
品牌： xiao mi 6 
内存大小: 6GB
-----------
os: Android 
品牌： MeiZu 7Pro 
内存大小: 8GB

小结

本文重点学习了Python3中的面向对象最基础的类和对象的知识：类的定义、对象、构造方法、属性和方法等。接下来会学习访问权限、继承、多态、封装等面向对象的知识，以上知识是所有面向对象必须学习的基础知识，只是不同的开发语言语法、书写格式不同而已，但这些概念几乎一致的。

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