Python中__面向对象_

一、类和对象

1.类的定义

2.根据对象创建类

二、构造和析构

1.构造方法

（1）不带参数的构造方法

（2）带参数的构造方法

2.析构方法

三、重载

1.定制对象的字符串形式

（1）只重载__str__方法

（2）只重载__repr__方法

（3）重载__str__和__repr__方法

2.运算符重载

（1）加法运算重载

（2）索引和分段重载

一、类和对象

1.类的定义

类是创建对象的基础模板。它为对象提供了创建的要求。类由以下三部分组成：

(1)类名: 类的名称，它的首字母必须是大写，如：Cat

(2)属性: 定义属性(变量)用于描述事物的特征，比如：人的姓名、年龄等特征是类中定义的数据。

(3)方法: 方法(函数)用于描述事物的行为，比如，人会说话、微笑等类的行为。

示例：

上述例子中，我们定义了一个Cat的类，类的对象的参数固定第一个self，self代表类的对象自己，后面可引用对象的属性和方法，self 可以有‘类属性’和‘实例属性’。

所谓类属性，即：由类的所有实例共享。它们在类定义的顶部声明，不需要使用 self 参数。

所谓实例属性，即：属于类的每个特定实例，每个实例都有独自的属性内容。它们在类的初始化方法 __init__ 中通过使用 self 参数来声明。

例子中的move、jump、index都是实例属性。

类属性示范：

class Cat:black = "black cat detective"  # 这里black是类属性

2.根据对象创建类

格式如下：

对象名 = 类名（自定义参数）

# 创建一个对象，并对该变量对象保持引用
tom = Cat(2,1)

紧接着给对象加属性的格式：

对象名 . 新的属性值 = 值

# 添加 颜色 属性
tom.color = '橘色'

完整栗子：

class Cat:  # 定义一个Cat父类def __init__(self, move, scratch):self.move = move  # 给Cat类增加move属性的构造方法self.scratch = scratch  # 将参数scratch赋值给scratch属性# 实例属性 indexself.index = {'weight': f'{0.5}kg', 'height': f'{5} cm'}# 创建一个对象，并对该变量对象保持引用
tom = Cat(2, 1)# 给创建好的对象增加额外的属性
tom.color = '橘色'# 访问属性
print("一只" + tom.color + "的猫干的好事！")
print("打碎杯子：", tom.move)
print("抓坏枕头：", tom.scratch)
print(tom.index)

二、构造和析构

1.构造方法

如果每创建一个类的对象，建一个对象，还想就添加一次属性，这样显然非常麻烦。

为此Python 提供了一个构造方法来解决这个问题，可以在创建对象的时候就设置多个属性。该方法就是上面用到的 __init__ （两个下划线开头、两个下划线结尾），当创建类的实例属性时，系统会自动调用构造方法，从而实现对类进行初始化的操作。

（1）不带参数的构造方法

即：就单独一个（self）。示范：

class Car:# 不带参数的构造方法def __init__(self):self.color = '黑色'def wait(self):print(f"一辆{self.color}的车在等候...")car = Car()
car.wait()

（2）带参数的构造方法

有时属性值一样，不利于构造的扩展。所以通过传入参数来修改属性的值就很方便。

示范：

class Car:# 带参数构造方法def __init__(self, color):self.color = color# 鸣笛def toot(self):print(f"{self.color}色的车在鸣笛...")# 等候def wait(self):print(f"{self.color}色的车在等候...")# 对象1
BMW = Car("白")
# 对象2
TOYOTA = Car("灰")
# 开始调用
BMW.toot()
TOYOTA.wait()

2.析构方法

当一个对象的运行周期结束时，Python 解释器会通过调用__del__()的方法删除调用的对象，来释放内存资源，这样的方法称为‘析构’。

继续上面的例子（带有析构）：

class Car:# 带参数构造方法def __init__(self, color):self.color = color# 鸣笛def toot(self):print(f"{self.color}色的车在鸣笛...")# 等候def wait(self):print(f"{self.color}色的车在等候...")'''根据python自动回收垃圾机制会自动删除周期结束的对象并释放内存空间'''def __del__(self):print("-------")# 对象1
BMW = Car("白")
# 对象2
TOYOTA = Car("灰")
# 开始调用
BMW.toot()
TOYOTA.wait()del BMW  # 手动删除调用的对象1，释放内存空间
print("BMW对象已被删除")
del TOYOTA  # 手动删除调用的对象2，释放内存空间
print("TOYOTA对象已被删除")

总之，处理多个对象或者有循环调用对象时，析构是个方法。并且Python会在对象生命周期结束时自动进行垃圾回收，所以有时我们可以不需要显式的定义__del__方法。

三、重载

重载通常指的是能够定义多个同名函数，但是它们的参数列表(类型或数量)不同。Python本身不支持函数重载的语法，因为它是动态类型的语言，参数的类型在运行时确定。不过，可以通过默认参数值、可变参数（不定长参数）或使用装饰器等方式来模拟类似重载的行为。

与“重载”相比，重写发生在继承体系中，子类中的方法与父类中同名方法具有相同的参数列表和返回类型。子类通过重写方法来提供特定的实现，覆盖父类的行为。

1.定制对象的字符串形式

（1）str实例方法

使用__str__方法，即：能让print打印出调用的参数结果，例：

class Vehicle:def __init__(self, price, fuel_consumption):# 给初始化的参数赋值给实例的属性self.price = priceself.fuel_consumption = fuel_consumption# 重载方法def __str__(self):  # 将对象转换为字符串时能被自动调用return f"售价：{self.price}  油耗：{self.fuel_consumption}"su7 = Vehicle("22万", 0)  # 创建一个Vehicle的实例，传递22万、0 参数print(su7)

// ^-^

如果没有写__str__实例方法：

就只会显示对象所在的地址（这并不是我们所想要的结果）

（2）repr实例方法

重载 __repr__ 方法，可以保证各种操作下都能正确获得实例对象自定义的字符串形式。与__str__方法相比， __repr__ 用于获取对象的字符串表示时，通常用于开发者调试。当使用__repr__ ()函数或在交互式解释器中打印对象时，__repr__方法被调用。__repr__应该返回一个字符串，且该字符串应该是一个有效的Python表达式，能够重新创建该对象。

示例：

（3）str和repr实例方法

总之，__str__和__repr__ 都能对自定义对象返回有效的字符串形式。

2.运算符重载

Python 中的运算符重载是一种特殊的多态性形式，运算符重载让我们能够对自定义的对象使用熟悉的运算符，如加法(+)、减法(-)、乘法(*)等。

就比如以下代码，我们给加号赋予一个作用：

class Shop:def __init__(self, price, bonus_point):self.price = priceself.bonus_point = bonus_point# 通过两个对象的相加，返回到类中def __add__(self, other):return Shop(self.price + other.price,self.bonus_point + other.bonus_point)def __str__(self):  # 确保能返回我们自定义的字符串return f"消费金额：{self.price},奖励积分：{self.bonus_point}"def __repr__(self):  # 保证各种操作下都能让自定义对象有字符串形式return f"消费金额：{self.price},奖励积分：{self.bonus_point}"nanfu_battery = Shop(9, 0.5)
air_conditioning = Shop(6999, 100)# 这里就是通过自定义对象的相加给‘+’运算符 赋予的功能
total = nanfu_battery + air_conditioningprint(total)

在 Python 中，运算符重载通过在类中定义特殊方法来实现。这些特殊方法以双下划线开始和结束，例如__add__、__sub__、__mul__等，常见的如下：

（1）加法运算重载

当两个实例对象进行加法时，自动调用__add__方法，例：

class Vector:  # 定义一个 Vector（向量）的类# 构建函数，通过[:]切片复制一个新对象，而不影响原来的对象def __init__(self, other):self.data = other[:]# 加法重载def __add__(self, other):# 计算 self.data 和 other.data 的长度的最小值min_len = min(len(self.data), len(other.data))# 创建一个变量，用于存放结果result_list = []# 遍历两个列表的最小长度for i in range(min_len):result_list.append(self.data[i] + other.data[i])# 判断哪个列表更长，并添加剩余的元素if len(self.data) > min_len:result_list.extend(self.data[min_len])elif len(other.data) > min_len:result_list.extend(other.data[min_len])# 返回包含相加的结果return Vector(result_list)# 创建Vector（向量）类的两个实例
one = Vector([4, 5])
two = Vector([6, 7])demo_sum = one + twoprint("相加结果:", demo_sum.data)

其实、在单纯的调用运算符重载的计算中，主要是要考虑好计算的边界问题就行吧.......(好难啊！)

（2）索引和分段重载

索引和分片相关的重载方法主要包括以下三个：

示例：

class MyList:# 先构造一个初始化函数def __init__(self, initial_data):self.data = initial_data# 定义索引、分片的重载def __getitem__(self, key):return self.data[key]# 定义索引、分片赋值的重载def __setitem__(self, key, value):self.data[key] = value# 删除索引、分片的重载def __delitem__(self, key):del self.data[key]# 使用repr函数用来返回self.data字符串形式def __repr__(self):return repr(self.data)# 创建一个实例
list = MyList([1, 2, 3, 4, 5])print(list[1])  # 索引出位置1的值
print(list[:])  # 分片返回列表全部的值
print(list[1:3])  # 分片位置1-3（不含）的值print("-"*20)  # 一条分割线...list[1] = 10  # 将索引1的元素改为10
list[2:4] = [8, 9]  # 将索引2到3的元素替换为[8, 9]print(list)  # 输出新的列表print("-"*20)  # 一条分割线...del list[1]  # 删除索引1的元素
del list[1:3]  # 删除索引1到2的元素print(list)  # 再输出新的列表