Python3简明教程（十一）—— 类

本节中将通过定义一些简单的 Python 类，来学习 Python 面向对象编程的基本概念。

定义类

在写你的第一个类之前，你应该知道它的语法。我们以下面这种方式定义类：

class nameoftheclass(parent_class):
    statement1
    statement2
    statement3

在类的声明中你可以写任何 Python 语句，包括定义变量（在类中称为属性）、定义函数（在类中我们称为方法）。

>>> class MyClass(object):
...     """A simple example class"""
...     i = 12345
...     def f(self):
...         return 'hello world'

__init__方法

类的实例化使用函数符号。只要将类对象看作是一个返回新的类实例的无参数函数即可。例如（假设沿用前面的类）:

x = MyClass()

以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x。

这个实例化操作创建一个空的对象。很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 __init__() 的特殊方法，像下面这样:

def __init__(self):
    self.data = []

类定义了 __init__() 方法的话，类的实例化操作会自动为新创建的类实例调用 __init__() 方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:

x = MyClass()

当然，出于弹性的需要，__init__() 方法可以有参数。事实上，参数通过__init__() 传递到类的实例化操作上。例如：

>>> class Complex:
...     def __init__(self, realpart, imagpart):
...         self.r = realpart
...         self.i = imagpart
...
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)

继承

当一个类继承另一个类时，它将继承父类的所有功能（如变量和方法）。这有助于重用代码。

在下一个例子中我们首先创建一个叫做 Person 的类，然后创建两个派生类 Student 和 Teacher。当两个类都从 Person 类继承时，它们的类除了会有 Person 类的所有方法还会有自身用途的新方法和新变量。

代码写入文件 /home/shiyanlou/student_teacher.py：

#!/usr/bin/env python3

class Person(object):
    """
    返回具有给定名称的 Person 对象
    """

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def get_details(self):
        """
        返回包含人名的字符串
        """
        return self.name

class Student(Person):
    """
    返回 Student 对象，采用 name, branch, year 3 个参数
    """

    def __init__(self, name, branch, year):
        Person.__init__(self, name)
        self.branch = branch
        self.year = year

    def get_details(self):
        """
        返回包含学生具体信息的字符串
        """
        return "{} studies {} and is in {} year.".format(self.name, self.branch, self.year)

class Teacher(Person):
    """
    返回 Teacher 对象，采用字符串列表作为参数
    """
    def __init__(self, name, papers):
        Person.__init__(self, name)
        self.papers = papers

    def get_details(self):
        return "{} teaches {}".format(self.name, ','.join(self.papers))

person1 = Person('Sachin')
student1 = Student('Kushal', 'CSE', 2005)
teacher1 = Teacher('Prashad', ['C', 'C++'])

print(person1.get_details())
print(student1.get_details())
print(teacher1.get_details())

运行程序：

shiyanlou:~/ $ ./student_teacher.py[17:34:31]
Sachin
Kushal studies CSE and is in 2005 year.
Prashad teaches c,c++.

在这个例子中你能看到我们是怎样在 Student 类和 Teacher 类中调用 Person 类的 __init__ 方法。

我们也在 Student 类和 Teacher 类中重写了 Person 类的 get_details() 方法。因此，当我们调用 student1 和 teacher1 的 get_details() 方法时，使用的是各自类（Student 和 Teacher）中定义的方法。

多继承

一个类可以继承自多个类，具有父类的所有变量和方法，语法如下：

class MyClass(Parentclass1, Parentclass2,...):
    def __init__(self):
        Parentclass1.__init__(self)
        Parentclass2.__init__(self)
        ...
        ...

删除对象

现在我们已经知道怎样创建对象，现在我们来看看怎样删除一个对象。我们使用关键字 del 来做到这个。

>>> s = "I love you"
>>> del s
>>> s
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 's' is not defined

del 实际上使对象的引用计数减少一，当对象的引用计数变成零的时候，垃圾回收器会删除这个对象。

属性（sttributes）读取方法

在 Python 里请不要使用属性（attributes）读取方法（getters和 setters）。如果你之前学过其它语言（比如 Java），你可能会想要在你的类里面定义属性读取方法。请不要这样做，直接使用属性就可以了，就像下面这样：

>>> class Student(object):
...     def __init__(self, name):
...         self.name = name
...
>>> std = Student("Kushal Das")
>>> print(std.name)
Kushal Das
>>> std.name = "Python"
>>> print(std.name)
Python

装饰器

你可能想要更精确的调整控制属性访问权限，你可以使用 @property 装饰器，@property 装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的。

下面有个银行账号的例子，我们要确保没人能设置金额为负，并且有个只读属性 cny 返回换算人民币后的金额。

代码写入文件 /home/shiyanlou/property.py

#!/usr/bin/env python3

class Account(object):
    """账号类,
    amount 是美元金额.
    """
    def __init__(self, rate):
        self.__amt = 0
        self.rate = rate

    @property
    def amount(self):
        """账号余额（美元）"""
        return self.__amt

    @property
    def cny(self):
        """账号余额（人民币）"""
        return self.__amt * self.rate

    @amount.setter
    def amount(self, value):
        if value < 0:
            print("Sorry, no negative amount in the account.")
            return
        self.__amt = value

if __name__ == '__main__':
    acc = Account(rate=6.6) # 基于课程编写时的汇率
    acc.amount = 20
    print("Dollar amount:", acc.amount)
    print("In CNY:", acc.cny)
    acc.amount = -100
    print("Dollar amount:", acc.amount)

运行程序：

shiyanlou:~/ $ ./property.py
Dollar amount: 20
In CNY: 132.0
Sorry, no negative amount in the account.
Dollar amount: 20

总结

本实验我们了解了类的定义，类的继承以及多继承，并且最后我们还接触了装饰器这个概念，本质上，装饰器也是一种高阶函数。

参考链接：https://www.shiyanlou.com/courses/596