面向对象

约 1141 个字 28 行代码预计阅读时间 4 分钟

面向过程当中的数据和函数是分离的，面向对象把数据和函数组织到了一起。Python中一切皆对象，包括内置int、str等，因为它们本质上是封装过的C语言指针

封装

封装指的是把数据和方法组织到同一个类中，Python的类中一般是首字母大写，每个类都有一个名为__init__的特殊方法，在创建实例时自动运行。类中的所有对象方法的第一个参数都是self(可以是其他标识符)，表示当前对象本身，不过通过实例访问方法并不需要显式传递参数。

构造

__init__是一个特殊方法，它会在对象创建时自动调用
可以用isinstance()来判断一个对象是否为某个类的实例
Python实现加减乘除是通过魔术方法__add__、__sub__等

访问控制

Python的访问控制并不使用private和public关键字，Python无法实现真正意义上的private，Python约定：

_var：表示这是一个内部变量，不应该在外部访问，但其实还是可以访问，不能通过from module import *导入
__var：Python 解释器会执行名称修饰，将这个名称转换为_类名__原始名称 的形式。

类成员/方法

类成员很简单，类似于C++的静态成员，不过不需要关键字限定，只需要在所有方法之外定义，但是类方法就需要使用装饰器，类方法既可以通过类，也可以通过实例来调用:

类方法：使用@classmethod，类方法不能访问实例变量，只能访问类成员，并且定义时第一个参数必须是对象本身cls，但是在调用时不需要也不能给该参数传参，因为事实上Python解释器会自动传入，在继承时会自动绑定给子类。
静态方法：使用@staticmethod，静态方法通常是一个独立的方法，不对实例成员和类成员进行操作，在继承时不会绑定给子类，本质上是独立的函数，只是命名空间在类中。

Python作为一门动态类型的语言，可以在类创建之后添加新的成员，可以是给类添加，比如class.new_class_var = xxx，也可以是给实例添加，比如object.new_boject_var = xxx。

Python因为没有封装，所以实际上可以直接访问类的成员和方法，比如

class MyClass:
    def f(x):
        print(x)

MyClass.f(1)

访问成员

Python直接.就可以访问任意成员，此外可以用@property去修饰一个与成员变量同名的方法，来做到通过instance.get_method访问对应成员变量。@property 装饰器是一个内置的装饰器，用于将一个类的方法转换为属性进行访问，这个主要是可以做一些校验，也未必是真的赋值，比如你可以在赋值的时候就完成某些计算。

class MyClass:
    def __init__(self):
        self._value = None

    @property
    def value(self):
        print("Calling getter...")
        return self._value

    @value.setter # 注意这里是 @value.setter，value 是上面 @property 方法的名字
    def value(self, new_value):
        print(f"Calling setter with {new_value}...")
        if new_value < 0:
            raise ValueError("Value cannot be negative")
        self._value = new_value

obj = MyClass()
obj.value = 20 # 调用 setter 方法
print(obj.value)
try:
    obj.value = -5 # 触发 setter 中的校验
except ValueError as e:
    print(e)

继承

Python的继承使用class 类的名称(父类名称)，如果参数为空，则默认继承自object，可以使用self调用自身的方法，supper调用父类的方法。Python中有个重要的概念是鸭子类型，因为Python是动态类型的语言，实际上不会检查类型到底是否正确，在鸭子类型中，一个对象的类型（它是什么类的实例）并不重要，重要的是它能做什么（它有什么方法和属性）。鸭子类型其实说明Python不仅仅是动态绑定，甚至哪怕没有继承关系的类，只要有对应的方法，也可以动态地绑定。

Python支持多继承，使用MRO算法查找，基本原则是从下往上找，优先选择最近的父类，如果有多个同级的无继承关系的父类，那么就按照定义的顺序，此外，子类的 MRO 不应该改变父类之间已建立的相对顺序。

多态

Python没有重载，不过子类覆写父类的方法还是可以的。Python如果定义同名的函数，后定义的会覆盖先前的，一个不是那么好的解决手段是默认参数，如果要真的重载可以考虑第三方库。Python许多运算符的重载是通过魔术方法，比如+实际会调用__add__，print实际上会优先调用__repr__，如果没有则尝试__str__。