9.1 類和實例
面向對象最重要的概念就是類(Class)和實例(Instance),必須牢記類是抽象的模板,比如Student類,而實例是根據類創(chuàng)建出來的一個個具體的“對象”,每個對象都擁有相同的方法,但各自的數(shù)據可能不同。
仍以Student類為例,在Python中,定義類是通過關鍵字:
后面緊接著是類名,即
,類名通常是大寫開頭的單詞,緊接著是
,表示該類是從哪個類繼承下來的,繼承的概念我們后面再講,通常,如果沒有合適的繼承類,就使用
類,這是所有類最終都會繼承的類。
定義好了類,就可以根據
類創(chuàng)建出
的實例,創(chuàng)建實例是通過類名+()實現(xiàn)的:
可以看到,變量指向的就是一個
的實例,后面的
是內存地址,每個object的地址都不一樣,而
本身則是一個類。
可以自由地給一個實例變量綁定屬性,比如,給實例綁定一個
屬性:
由于類可以起到模板的作用,因此,可以在創(chuàng)建實例的時候,把一些我們認為必須綁定的屬性強制填寫進去。通過定義一個特殊的方法,在創(chuàng)建實例的時候,就把
,
等屬性綁上去:
?注意:特殊方法“__init__”前后分別有兩個下劃線?。?!
注意到方法的第一個參數(shù)永遠是
,表示創(chuàng)建的實例本身,因此,在
方法內部,就可以把各種屬性綁定到
,因為
就指向創(chuàng)建的實例本身。
有了方法,在創(chuàng)建實例的時候,就不能傳入空的參數(shù)了,必須傳入與
方法匹配的參數(shù),但
不需要傳,Python解釋器自己會把實例變量傳進去:
和普通的函數(shù)相比,在類中定義的函數(shù)只有一點不同,就是第一個參數(shù)永遠是實例變量,并且,調用時,不用傳遞該參數(shù)。除此之外,類的方法和普通函數(shù)沒有什么區(qū)別,所以,你仍然可以用默認參數(shù)、可變參數(shù)、關鍵字參數(shù)和命名關鍵字參數(shù)。
數(shù)據封裝
面向對象編程的一個重要特點就是數(shù)據封裝。在上面的類中,每個實例就擁有各自的
和
這些數(shù)據。我們可以通過函數(shù)來訪問這些數(shù)據,比如打印一個學生的成績:
但是,既然實例本身就擁有這些數(shù)據,要訪問這些數(shù)據,就沒有必要從外面的函數(shù)去訪問,可以直接在
類的內部定義訪問數(shù)據的函數(shù),這樣,就把“數(shù)據”給封裝起來了。這些封裝數(shù)據的函數(shù)是和
類本身是關聯(lián)起來的,我們稱之為類的方法:
要定義一個方法,除了第一個參數(shù)是外,其他和普通函數(shù)一樣。要調用一個方法,只需要在實例變量上直接調用,除了
不用傳遞,其他參數(shù)正常傳入:
這樣一來,我們從外部看類,就只需要知道,創(chuàng)建實例需要給出
和
,而如何打印,都是在
類的內部定義的,這些數(shù)據和邏輯被“封裝”起來了,調用很容易,但卻不用知道內部實現(xiàn)的細節(jié)。
封裝的另一個好處是可以給類增加新的方法,比如
:
同樣的,方法可以直接在實例變量上調用,不需要知道內部實現(xiàn)細節(jié):
小結
類是創(chuàng)建實例的模板,而實例則是一個一個具體的對象,各個實例擁有的數(shù)據都互相獨立,互不影響;
方法就是與實例綁定的函數(shù),和普通函數(shù)不同,方法可以直接訪問實例的數(shù)據;
通過在實例上調用方法,我們就直接操作了對象內部的數(shù)據,但無需知道方法內部的實現(xiàn)細節(jié)。
和靜態(tài)語言不同,Python允許對實例變量綁定任何數(shù)據,也就是說,對于兩個實例變量,雖然它們都是同一個類的不同實例,但擁有的變量名稱都可能不同: