Python面向对象基础入门之编码细节与注意事项

前言

在前面,我用了3篇文章解释python的面向对象:

  • 面向对象:从代码复用开始
  • 面向对象:设置对象属性
  • 类和对象的名称空间

本篇是第4篇,用一个完整的示例来解释面向对象的一些细节。

例子的模型是父类Employe和子类Manager,从类的定义开始,一步步完善直到类变得完整。

定义Person类

现在,假设Employe类有3个属性:名字name、职称job和月薪水pay。

定义这个类:

class Employe():
 def __init__(self, name, job=None, pay=0):
 self.name = name
 self.job = job
 self.pay = pay

这里为__init__()的job参数提供了默认值:None,表示这个员工目前没有职称。对于没有职称的人,pay当然也应该是0。这样创建Employe对象的时候,可以只给参数name。

例如:

if __name__ == "__main__":
 longshuai = Employe("Ma Longshuai")
 xiaofang = Employe("Gao Xiaofang", job="accountant", pay=15000)

上面的if判断表示这个py文件如果当作可执行程序而不是模块,则执行if内的语句,如果是以模块的方式导入这个文件,则if内的语句不执行。这种用法在测试模块代码的时候非常方便。

运行该py文件,得到结果:

<__main__.Employe object at 0x01321690>
<__main__.Employe object at 0x01321610>

添加方法

每个Employe对象的name属性由姓、名组成,中间空格分隔,现在想取出每个对象的名。对于普通的姓 名字符串,可以使用字符串工具的split()函数来处理。

例如:

>>> name = "Ma Longshuai"
>>> name.split()[-1]
'Longshuai'

于是可以在longshuai和xiaofang这两个Employe对象上:

print(longshuai.name.split()[-1])
print(xiaofang.name.split()[-1])

结果:

Longshuai
Xiaofang

与之类似的,如果想要为员工按10%加薪水,可以在每个Employe对象上:

xiaofang.pay *= 1.1
print(xiaofang.pay)

无论是截取name的名部分,还是加薪水的操作,都是Employe共用的,每个员工都可以这样来操作。所以,更合理的方式是将它们定义为类的方法,以便后续的代码复用:

class Employe():
 def __init__(self, name, job=None, pay=0):
 self.name = name
 self.job = job
 self.pay = pay

 def lastName(self):
 return self.name.split()[-1]

 def giveRaise(self, percent):
 self.pay = int(self.pay * (1 + percent))

if __name__ == "__main__":
 longshuai = Employe("Ma Longshuai")
 xiaofang = Employe("Gao Xiaofang", job="accountant", pay=15000)

 print(longshuai.lastName())
 print(xiaofang.lastName())
 xiaofang.giveRaise(0.10)
 print(xiaofang.pay)

上面的giveRaise()方法中使用了int()进行类型转换,因为整数乘以一个小数,返回结果会是一个小数(例如15000 * 0.1 = 1500.0)。这里我们不想要这个小数,所以使用int()转换成整数。

定义子类并重写父类方法

现在定义Employe的子类Manager。

class Manager(Employe):

Manager的薪水计算方式是在原有薪水上再加一个奖金白分别,所以要重写父类的giveRaise()方法。有两种方式可以重写:

  • 完全否定父类方法
  • 在父类方法的基础上进行扩展

虽然有了父类的方法,拷贝修改很方便,但第一种重写方式仍然是不合理的。合理的方式是采用第二种。

下面是第一种方式重写:

class Manager(Employe):
 def giveRaise(self, percent, bonus=0.10):
  self.pay = int(self.pay * (1 + percent + bonus)

这种重写方式逻辑很简单,但是完全否定了父类的giveRaise()方法,完完全全地重新定义了自己的方法。这种方式不合理,因为如果修改了Employe中的giveRaise()计算方法,Manager中的giveRaise()方法也要修改。

下面是第二种在父类方法基础上扩展,这是合理的重写方式。

class Manager(Employe):
 def giveRaise(self, percent, bonus=0.10):
  Employe.giveRaise(self, percent + bonus)

第二种方式是在自己的giveRaise()方法中调用父类的giveRaise()方法。这样的的好处是在需要修改薪水计算方式时,要么只需修改Employe中的,要么只需修改Manager中的,不会同时修改多个。

另外注意,上面是通过硬编码的类名Employe来调用父类方法的,python中没有其它方法,只能通过这种硬编码的方式。但好在并没有任何影响。因为调用时明确指定了第一个参数为self,而self代表的是对象自身,所以逻辑上仍然是对本对象的属性self.pay进行修改。

测试下:

if __name__ == "__main__":
 wugui = Manager("Wu Xiaogui", "mgr", 15000)
 wugui.giveRaise(0.1, 0.1)
 print(wugui.pay)

一般在重写方法的时候,只要允许,就应该选择在父类基础上进行扩展重写。如果真的需要定义完全不同的方法,可以不要重写,而是在子类中定义新的方法。当然,如果真的有需求要重写,且又要否定父类方法,那也没办法,不过这种情况基本上都是因为在类的设计上不合理。

定制子类构造方法

对于子类Manager,每次创建对象的时候其实没有必要去传递一个参数"job=mgr"的参数,因为这是这个子类自然具备的。于是,在构造Manager对象的时候,可以让它自动设置"job=mgr"。

所以,在Manager类中重写__init__()。既然涉及到了重写,就有两种方式:(1)完全否定父类方法,(2)在父类方法上扩展。无论何时,总应当选第二种。

以下是Manager类的定义:

class Manager(Employe):
 def __init__(self, name, pay):
  Employe.__init__(self, name, "mgr", pay)

 def giveRaise(self, percent, bonus=0.10):
  Employe.giveRaise(self, percent + bonus)

现在构造Manager对象的时候,只需给name和pay就可以:

if __name__ == "__main__":
 wugui = Manager("Wu Xiaogui", 15000)
 wugui.giveRaise(0.1, 0.1)
 print(wugui.pay)

子类必须重写方法

有些父类中的方法可能会要求子类必须重写。

本文的这个示例不好解释这一点。下面简单用父类Animal、子类Horse、子类Sheep、子类Cow来说明,这个例子来源于我写的面向对象相关的第一篇文章:从代码复用开始。

现在要为动物定义叫声speak()方法,方法的作用是输出"谁发出了什么声音"。看代码即可理解:

class Animal:
 def __init__(self, name):
  self.name = name
 def speak(self):
  print(self.name + " speak " + self.sound())
 def sound(self):
  raise NotImplementedError("you must override this method")

在这段代码中,speak()方法调用了sound()方法,但Animal类中的sound()方法却明确抛出异常"你必须自己实现这个方法"。

为什么呢?因为每种动物发出的叫声不同,而这里又是通过方法来返回叫声的,不是通过属性来表示叫声的,所以每个子类必须定义自己的叫声。如果子类不定义sound(),子类对象调用self.sound()就会搜索到父类Animal的名称空间上,而父类的sound()会抛出错误。

现在在子类中重写sound(),但是Cow不重写。

class Horse(Animal):
 def sound(self):
  return "neigh"

class Sheep(Animal):
 def sound(self):
  return "baaaah"

class Cow(Animal):
 pass

测试:

h = Horse("horseA")
h.speak()

s = Sheep("sheepA")
s.speak()

c = Cow("cowA")
c.speak()

结果正如预期,h.speak()和s.speak()都正常输出,但c.speak()会抛出"you must override this method"的异常。

再考虑一下,如果父类中不定义sound()会如何?同样会在c.speak()时抛出错误。虽然都会终止程序,但是这已经脱离了面向对象的代码复用原则:对于对象公有的属性,都应该抽取到类中,对于类所公有的属性,都应该抽取到父类中。sound()显然是每种动物都应该具备的属性,要么定义为子类变量,要么通过类方法来返回。

之前也提到过,如果可以,尽量不要定义类变量,因为这破坏了面向对象的封装原则,打开了"黑匣子"。所以最合理的方法,还是每个子类重写父类的sound(),且父类中的sound()强制要求子类重写。

运算符重载

如果用print()去输出我们自定义的类的对象,比如Employe对象,得到的都是一个元数据信息,比如包括类型和地址。

例如:

print(longshuai)
print(xiaofang)

## 结果:
<__main__.Employe object at 0x01321690>
<__main__.Employe object at 0x01321610>

我们可以自定义print()如何输出对象,只需定义类的__str__()方法即可。只要在类中自定义了这个方法,print()输出对象的时候,就会自动调用这个__str__()取得返回值,并将返回值输出。

例如,在输出每个Employe对象的时候,都输出它的name、job、pay,并以一种自定义的格式输出。

class Employe():
 def __init__(self, name, job=None, pay=0):
  self.name = name
  self.job = job
  self.pay = pay

 def lastName(self):
  return self.name.split()[-1]

 def giveRaise(self, percent):
  self.pay = int(self.pay * (1 + percent))

 ## 重载__str__()方法
 def __str__(self):
  return "[Employe: %s, %s, %s]" % (self.name, self.job, self.pay)

现在再print()输出对象,将得到这个对象的信息,而不是这个对象的元数据:

print(longshuai)
print(xiaofang)

## 结果:
[Employe: Ma Longshuai, None, 0]
[Employe: Gao Xiaofang, accountant, 15000]

实际上,print()总是会调用对象的__str__(),如果类中没有定义__str__(),就会查找父类中的__str__()。这里Employe的父类是祖先类object,它正好有一个__str__():

>>> object.__dict__["__str__"]
<slot wrapper '__str__' of 'object' objects>

换句话说,当Employe中定义了__str__(),就意味着重载了父类object的__str__()方法。而这个方法正好是被print()调用的,于是将这种行为称之为"运算符重载"。

可能从print()上感受不到为什么是运算符,换一个例子就很好理解了。__add__()是决定加号+运算模式的,比如3 + 2之所以是5,是因为int类中定义了__add__()。

>>> a=3
>>> type(a)
<class 'int'>

>>> int.__dict__["__add__"]
<slot wrapper '__add__' of 'int' objects>

这使得每次做数值加法运算的时候,都会调用这个__add__()来决定如何做加法:

实际上在类中定义构造函数__init__()也是运算符重载,它在每次创建对象的时候被调用。

还有很多运算符可以重载,加减乘除、字符串串联、大小比较等等和运算符有关、无关的都可以被重载。在后面,会专门用一篇文章来介绍运算符重载。

序列化

对象也是一种数据结构,数据结构可以进行序列化。通过将对象序列化,可以实现对象的本地持久性存储,还可以通过网络套接字发送给网络对端,然后通过反序列化可以还原得到完全相同的原始数据。

序列化非本文内容,此处仅是介绍一下该功能,后面我会写几篇专门介绍python序列化的文章。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我们的支持。

(0)

相关推荐

  • Python的面向对象编程方式学习笔记

    类与实例 类与实例相互关联着:类是对象的定义,而实例是"真正的实物",它存放了类中所定义的对象的具体信息. 下面的示例展示了如何创建一个类: class MyNewObjectType(bases): ''' 创建 MyNewObjectType 类''' class_suite 关键字是 class,紧接着一个类名.随后是定义类的类代码.这里通常由各种各样的定义和声明组成.新式类和经典类声明的最大不同在于,所有新式类必须继承至少一个父类,参数 bases 可以是一个(单继承)或多个(

  • Python中的面向对象编程详解(下)

    继承 继承描述了基类的属性如何"遗传"给派生类.一个子类可以继承它的基类的任何属性,不管是数据属性还是方法. 创建子类的语法看起来与普通(新式)类没有区别,一个类名,后跟一个或多个需要从其中派生的父类: 复制代码 代码如下: class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):     'optional class documentation string'     class_suite 实例 复制代码 代码如下: clas

  • 深入讲解Python中面向对象编程的相关知识

    Python从第一天开始就是面向对象的语言.正因为如此,创建和使用类和对象是非常地容易.本章将帮助您在使用Python面向对象编程的技术方面所有提高. 如果没有任何以往面向对象(OO)的编程的经验,那么可能要了解一些基本的入门课程就可以了,或者至少某种形式的教程,让你有了解基本概念. 但是,这里会比较少地介绍面向对象编程(OOP): OOP术语概述 类: 用户定义的原型对象,它定义了一套描述类的任何对象的属性.属性是数据成员(类变量和实例变量)和方法,通过点符号访问. 类变量:这是一个类的所有实

  • Python面向对象编程中的类和对象学习教程

    Python中一切都是对象.类提供了创建新类型对象的机制.这篇教程中,我们不谈类和面向对象的基本知识,而专注在更好地理解Python面向对象编程上.假设我们使用新风格的python类,它们继承自object父类. 定义类 class 语句可以定义一系列的属性.变量.方法,他们被该类的实例对象所共享.下面给出一个简单类定义: class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name =

  • 简述Python中的面向对象编程的概念

    面向对象编程--Object Oriented Programming,简称OOP,是一种程序设计思想.OOP把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数. 面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合,即一组函数的顺序执行.为了简化程序设计,面向过程把函数继续切分为子函数,即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度. 而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合,而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息,并处理这些消息,计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象

  • Python面向对象编程基础解析(一)

    1.什么是面向对象 面向对象(oop)是一种抽象的方法来理解这个世界,世间万物都可以抽象成一个对象,一切事物都是由对象构成的.应用在编程中,是一种开发程序的方法,它将对象作为程序的基本单元. 2.面向对象与面向过程的区别 我们之前已经介绍过面向过程了,面向过程的核心在'过程'二字,过程就是解决问题的步骤,面向过程的方法设计程序就像是在设计一条流水线,是一种机械式的思维方式 优点:复杂的问题简单化,流程化 缺点:扩展性差 主要应用场景有:Linux内核,git,以及http服务 面向对象的程序设计

  • Python面向对象编程中关于类和方法的学习笔记

    类和实例 python是一个面向对象的语言,而面向对象最重要的概念就是类和实例, 记得刚学习的时候不太理解这些概念,直到老师说了一句"物以类聚". 没错就是类, 归类 物以类聚 类其实就是把一些相同特性的事物归成一类, 比如人 class Person(object): pass 我们定义了人这个类, 但人有一些特性,比如 两个眼睛,一个嘴巴, 我们把这些添加进去 class Person(object): eyes = 2 mouth = 1 已经把人的一些信息写进去了,但是人还有名

  • 关于Python面向对象编程的知识点总结

    前言 如果你以前没有接触过面向对象的编程语言,那你可能需要先了解一些面向对象语言的一些基本特征,在头脑里头形成一个基本的面向对象的概念,这样有助于你更容易的学习Python的面向对象编程. 接下来我们就来了解关于Python面向对象编程的知识点吧. 类与实例 类是对象的定义,而实例是"真正的实物",它存放了类中所定义的对象的具体信息. 类.属性和方法命名规范 类名通常由大写字母打头.这是标准惯例,可以帮助你识别类,特别是在实例化过程中(有时看起来像函数调用).还有,数据属性(变量或常量

  • Python中的面向对象编程详解(上)

    创建类 Python 类使用 class 关键字来创建.简单的类的声明可以是关键字后紧跟类名: 复制代码 代码如下: class ClassName(bases):     'class documentation string' #'类文档字符串'     class_suite #类体 实例化 通过类名后跟一对圆括号实例化一个类 复制代码 代码如下: mc = MyClass() # instantiate class 初始化类 'int()'构造器 def __int__(self):  

  • 举例讲解Python面向对象编程中类的继承

    python创建一个类很简单只需要定义它就可以了. class Cat: pass 就像这样就可以了,通过创建子类我们可以继承他的父类(超类)的方法.这里重新写一下cat class Cat: name = 'cat' class A(Cat): pass print A.name # cat 经典类 我们也可以这样,让A多继承. class Cat: name = 'cat' class Dog: name = 'dog' class A(Cat, Dog): pass print A.nam

随机推荐