导图社区 Python面向对象编程与用法演示

Python面向对象编程与用法演示

此思维导图是本人学习python所做的笔记，里面包含详细的语法规则，以及用法演示的截图，希望能给你带来帮助！

编辑于2022-05-21 17:29:16

面向对象

洋旅小舟

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蒋龙

面向对象编程

零、名词

类 = 类对象

对象 = 实例对象

属性：形式是“变量名 = 值”

方法 = 实例方法（def函数，可理解为某些动作）

用类创建对象 = 用类实例化对象

类方法：def 类方法名(cls):

实例属性：def里面的属性（self.变量名），即实例对象的属性

类属性：def之外的属性（变量），类对象和实例对象共有的属性

一、面向对象基础

释义

面向对象是一种抽象化的编程思想，能够化简代码。面向对象就是将编程当成一个事物，对外界来说，事物是直接使用的，不用管内部的具体情况。而编程就是设置事物能够做什么事。

类和对象

类

类是对一系列具有相同特征和行为的事物的统称，是一个抽象的概念，不是真实存在的事物。

特征就是属性（变量）

行为就是方法（函数）

对象

对象是类创建出来的真实存在的事物。用类来创建对象后，则该对象会拥有该类当中的所有属性和方法。

二者关系

用类来创建（实例化）对象。

备注

类和对象是面向对象编程过程中的重要组成部分。

类和对象的语法

定义类

class 类名(): 代码块

备注

类名要满足标识符命名规则，同时遵循大驼峰命名习惯。

创建对象

对象名 = 类名()

调用实例方法

对象名.实例方法名()

备注

定义在类里面的函数一般称为实例方法或对象方法。

例

对象的属性 (实例属性)

类外面

类外面添加对象属性

对象名.属性名 = 值

类外面获取对象属性

对象名.属性名

例

类里面

类里面添加对象属性

self.属性名 = 值

例

备注

需要借助后面学的 __init__() 方法

要与后面学的类属性区别开来。 (类属性可以被类访问，实例属性不能)

类里面获取对象属性

self.属性名

例

备注

类里面的 self 指的是调用该函数的对象。

例

一个类创建多个对象

例

面向对象特性

封装

将属性和方法写到类里面的操作就是封装，封装可以为属性和方法添加私有权限。

继承

子类默认继承父类的所有属性和方法，子类可以重写父类属性和方法。

多态

传入不同的对象，产生不同的结果。

二、魔法方法

__init__()

语法

__init__(self)

备注

self (也可将self换其他字符)参数不需要手动传递，Python解释器会自动把当前的对象引用传递过去。

作用

初始化对象的初始属性。

注意

__init__() 方法在创建时默认被调用，不需要手动调用。

例

带参数

作用

一个类创建多个对象时，方便给对象设置不同的属性。

语法

__init__(self, 形参1, 形参2)

__str__()

作用

使用print打印对象时，默认输出的是对象的内存地址。但如果类定义了__str__() ，就会输出 return 后的数据(只能是 str 类型)，也可输出其他代码块。这个魔法方法中一般放置的是解释说明性的文字，比如解释这个类的状态、作用等。

语法

__str__(self)

例

__del__()

作用

删除对象时，默认调用__del__() 方法。

语法

__del__(self)

注意

代码运行完时，内存会被释放，对象被删除，__del__() 方法会被自动调用。

例

return 返回值语句在 __del__() 将会失效。

魔法属性

对象.__dict__

作用

收集类对象/实例对象的属性或方法，以及对应的值，返回一个字典。

语法

类对象.__dict__

作用

返回类内部类属性和方法 (函数)及其对应的值组成的字典。

实例对象.__dict__

作用

返回实例属性和值组成的字典 (返回实例属性，即实例对象的属性）。

例

三、应用案例

炸鸡排

代码

购物

思路分析

用面向对象的思维，有多少个事物，就有多少个类。案例中应该有商品类(商品属性有商品名、价格) 和顾客类(顾客除了属性还有 pay 方法) 。

代码

注意

截图①中倒数第四行中的 item 表示传入的商品，商品有名称和价格两个属性，所以要用

四、继承

作用

子类默认继承父类的所有属性及方法。

一个类要想使用其它类的属性和方法，除了继承能实现，也能通过类中的“属性=其它类来”实现：

class 类名(父类名): 属性名 = 其它类名()

经典类和新式类

经典类 (旧式类)

Python2.0解释器默认类是按照经典类来解释的。

语法

class 类名: 代码块

新式类

Python3.0解释器默认类是按照新式类来解释的。

语法

class 类名(object): 代码块

备注

object 是所有类的父类，也叫基类，也可不写。

以后只写新式类。

单继承

释义

一个子类继承一个父类。

例

语法

class 父类名(object): 代码块 class 子类名(父类名): 代码块

多继承

释义

一个子类继承多个父类。

语法

class 父类1(object): 代码块 class 父类2(object): 代码块 class 子类名(父类1, 父类2): 代码块

备注

当继承情况很复杂时，继承路径太多，且Python代码是边解释边执行，只有执行到的时候才发现错误，所以应当避免多继承。

查看子类的父类

语法

print(子类名.__mro__)

例

或

print(子类名.mro())

多层继承

释义

多层继承是大于两层的继承。

语法

class AAA(object): 代码块 class BBB(AAA): 代码块 class CCC(BBB): 代码块

使子类调用父类方法和属性 (子类有同名属性和方法的情况下)

方法一

def 函数名(self): 父类名.__init__(self) 父类名.父类方法名(self) (self.属性名 = 父类属性的值)

备注

此方法是在子类里封装一个函数来调用父类初始化和父类函数。

最后一行括号的内容其实不用写，因为父类名.__init__(self) 会将父类里 init 初始化里面的所有属性继承下来。

例

注意

在父(子)类的方法里，先调用自身的初始化，以防止init属性被覆盖。

缺点

①父类类名改变时，def函数里的父类名也要跟着改变。

②如果有多个父类，则代码量会冗余。

方法二

super()

写法一

def 函数名(self): super(当前子类名, self).__init__() super(当前子类名, self).要调用的函数() (self.属性名 = 父类属性的值)

写法二

def 函数名(self): super().__init__() (注:这句代码有时要写在父类里) super().要调用的函数() (self.属性名 = 父类属性的值)

这种super 没有self

例

备注

只会调用到子类的上一层父类，不能调用上面多层父类。

使用super()可以自动查找父类，调用顺序遵循__mro__类属性的顺序，比较适合单继承。

最后一行括号的内容其实不用写，因为 super().要调用的函数() 会将父类里 init 初始化里面的所有属性继承下来。

演示

注意

子类的 init 魔法方法也会默认覆盖父类的 init 魔法方法。

私有属性和方法

定义私有属性和方法

作用

设置某些实例属性或实例方法不继承给子类。

私有属性

self.__私有属性名 = 值

私有方法

def __私有方法名(self):

例

备注

即在属性名或方法名前面加上两个下划线“__”

访问和修改私有属性值

访问

访问函数习惯命名

get_私有属性名

备注

get_xx 只是工作习惯上的函数命名，换其他名称也不会报错。

语法

def get_私有属性名(self): return self.__私有属性名

修改

修改函数习惯命名

set_私有属性名

备注

set_xx 只是工作习惯上的函数命名，换其他名称也不会报错。

语法

def set_私有属性名(self): self.__私有属性名 = 值

注意

私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改，而且要在父类里写入上面的代码，子类才能访问和修改。

例

调用私有方法

调用

语法

def get_私有方法名(self): return __私有方法名()

调用私有方法和访问私有属性的语法类似。

注意

私有属性和私有方法只能在类里面访问和修改，而且要在父类里写入上面的代码，子类才能访问和修改。

例

继承顺序 (mro)顺序

① 默认调用子类的属性和方法

若子类和父类有同名属性和方法（包括实例属性、实例方法、类属性、类方法），用子类创建对象，这个对象调用同名方法和属性时，默认调用到的是子类里的属性和方法。

② 再者调用第一个父类的属性和方法

当一个类有多个父类时，若子类使用两个父类的同名属性和方法，则默认使用第一个父类的。

③ 其次调用第二个父类的属性和方法

接上：当第一个父类没有该属性或方法时，才继承第二个类的属性或方法。

例

演示

说明：黑色实线代表继承关系，数字编号代表继承mro顺序。

五、多态

释义

一类事物有多种形态（一个抽象类有多个子类，因此多态的概念要依赖于继承，不过Python的多态不一定要依赖于继承，但最好依赖于继承）。子类重写父类方法，调用不同子类对象的相同父类方法，可以产生不同的执行结果。

优点

调用灵活，容易编写出通用的代码，以适应需求的不断变化。

步骤

定义父类，并提供公共方法（就算父类里定义一个空方法也可以，即方法里写pass）。

定义多个子类，并重写父类方法（每个子类的执行代码不一样）。

将不同子类的对象作为参数传递到另一个类，使不同的子类执行效果不同。

例

备注

将不同的兵器对象作为参数传入士兵对象里，执行的效果不同。

六、类属性、类方法

类属性

类属性 & 实例属性

实例属性是只属于对象的属性；类属性是类对象和实例对象共有的属性。 (每个实例属性都要占一份内存，因此对于数值不需要变的属性可定义为类属性，减少内存消耗)

例

定义类属性

语法

class 类名(父类名): 属性名 = 值

或

访问类属性

用类对象访问

类名.属性名

用实例对象访问

对象名.属性名

例

修改类属性

类名.属性名 = 值

例

注意

类属性只能通过类对象来修改，不能通过实例对象来修改。如果通过实例对象来修改，则表示创建一个同名实例属性。

其它

类中类

class 类名(父类名): class 类名: ...

类中的类也相当于类属性。

类中属性=其它类()

class 类名(父类名): 属性名 = 其它类名()

一个类要想使用其它类的属性和方法，除了继承能实现，也能通过类中的“属性=其它类来”实现。

类方法

使用场景

当方法中需要使用类对象（如访问类属性、私有类属性）时，定义类方法。

语法

@classmethod def 类方法名(cls): 代码块

例

备注

类方法的第一个参数必须是类对象，一般用cls来标识这个类对象。

类方法可通过实例对象和类对象来访问。

静态方法

使用场景

当类中的方法既不需要使用实例对象（如实例对象、实例属性），也不需要使用类对象（如类属性、类方法、创建实例等）时，可定义其为静态方法。 (取消不需要的参数传递，能减少不必要的内存占用和性能消耗。）

语法

@staticmethod def 静态方法名(): 代码块

例

备注

静态方法需要用装饰器“@staticmethod”来标识其为静态方法。

静态方法既不需要传递类对象，也不需要传递实例对象（形参没有self / cls）。

静态方法可通过实例对象和类对象来访问。

总结

实例属性、实例方法都是只属于对象的；类属性、类方法都是类对象和实例对象共有的，静态方法是只属于类的方法。

方法的总结

实例(对象)方法

可以处理对象属性、类属性

类方法

可以处理类属性(cls.属性或类.属性)

静态方法

可以处理类属性(类.属性)

七、异常

作用

当不确定某句代码是否会报错时，为了顺利执行下面的代码，可以将该语句放到异常语句里面，让异常语句来尝试执行该代码，如果该代码确实有误，则自动执行备选代码。

异常代码

语法

try: 可能有误的代码(块) except：如果代码有误执行的代码(块)

例

备注

一般 try 下方只放一行代码。

捕获异常

捕获单个指定异常

语法

try: 可能有误的代码(块) except 异常类型：如果捕获到该异常类型则执行的代码(块)

例

捕获多个指定异常

语法

try: 可能有误的代码(块) except (异常类型1, 异常类型2)：如果捕获到上述异常类型则执行的代码(块)

备注

要捕获多种异常类型时，要以元组的形式书写各异常类型。

捕获异常描述信息

语法

try: 可能有误的代码(块) except (异常类型1, 异常类型2) as 变量： print(变量)

例

捕获所有异常描述信息

语法

try: 可能有误的代码(块) except Exception as 变量： print(变量)

备注

Exception 是所有程序异常类的父类。

例

else / finally 语句

语法

try: 可能有误的代码(块) except：代码有误时执行的代码(块) else: 没有异常时执行的代码 finally: 无论文件是否异常都执行的代码(块)

备注

finally 下方一般写关闭文件的操作。

else 和 finally 不一定要同时出现。

except 和 else 二者只执行其中一个。

“except:”也可改为“except Exception as info:”

例

拓展：cmd运行程序

用命令提示符运行.py文件

①用鼠标打开.py文件的文件夹。

②在文件夹的目录里输入“cmd”，按回车键

③在弹出框里输入解析器名和.py文件名。

备注

解析器名称要填解析器的文件名。

可以按“tab”键来补全输入的文件名。

嵌套异常语句

语法

try: ...... try: ...... except: ...... except: ......

嵌套异常传递顺序

先执行外层的异常语句，再执行内层的异常语句。

例

cmd 运行效果

自定义异常

作用

当程序的逻辑（不是语法）不符合用户的要求时，使程序报错。

步骤

1、自定义异常类

class 异常类(Exception): def __init__(self)

2、设置异常类的描述信息

def __str__(self): return ......

3、抛出异常类对象

raise 异常类创建的对象 / 异常类(参数)

4、捕获该异常

except Exception as 变量： print(变量)

备注

上面自定义的异常类继承了 Exception 。

或

try: raise Exception('提示信息') except Exception as 变量: print(变量)

例

八、模块 & 包

模块

释义

模块是一个.py文件（每个Python文件都可以作为一个模块），包含了Python对象定义和Python语句。模块能定义函数、类、变量，也能包含可执行的代码。

模块文件位置

导入模块

方法一

import 模块

例

import 模块1, 模块2

备注

这种写法不符合PEP8规范

调用

模块.功能() / 模块.模块里的变量

方法二

from 模块 import 功能1, 功能2

例

from 模块 import *

例

备注

"*"这种方法会导入模块的所有功能。

调用

功能() / 模块里的变量

备注

这种导入方法，调用时无需写模块名。

方法三 (别名)

作用

当原有的模块名或功能名不方便记忆或使用时，可以定义别名。

注意

定义了别名之后，不能继续使用原名，要使用别名。

定义模块别名

import 模块名 as 别名

定义功能别名

from 模块名 import 功能 as 别名

例