类和实例

面向对象最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），必须牢记类是抽象的模板，比如Student类，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。 仍以Student类为例，在Python中，定义类是通过`class`关键字： ~~~ class Student(object): pass ~~~ `class`后面紧接着是类名，即`Student`，类名通常是大写开头的单词，紧接着是`(object)`，表示该类是从哪个类继承下来的，继承的概念我们后面再讲，通常，如果没有合适的继承类，就使用`object`类，这是所有类最终都会继承的类。 定义好了`Student`类，就可以根据`Student`类创建出`Student`的实例，创建实例是通过类名+()实现的： ~~~ >>> bart = Student() >>> bart <__main__.Student object at 0x10a67a590> >>> Student <class '__main__.Student'> ~~~ 可以看到，变量`bart`指向的就是一个`Student`的实例，后面的`0x10a67a590`是内存地址，每个object的地址都不一样，而`Student`本身则是一个类。 可以自由地给一个实例变量绑定属性，比如，给实例`bart`绑定一个`name`属性： ~~~ >>> bart.name = 'Bart Simpson' >>> bart.name 'Bart Simpson' ~~~ 由于类可以起到模板的作用，因此，可以在创建实例的时候，把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的`__init__`方法，在创建实例的时候，就把`name`，`score`等属性绑上去： ~~~ class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score ~~~ 注意到`__init__`方法的第一个参数永远是`self`，表示创建的实例本身，因此，在`__init__`方法内部，就可以把各种属性绑定到`self`，因为`self`就指向创建的实例本身。 有了`__init__`方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了，必须传入与`__init__`方法匹配的参数，但`self`不需要传，Python解释器自己会把实例变量传进去： ~~~ >>> bart = Student('Bart Simpson', 59) >>> bart.name 'Bart Simpson' >>> bart.score 59 ~~~ 和普通的函数相比，在类中定义的函数只有一点不同，就是第一个参数永远是实例变量`self`，并且，调用时，不用传递该参数。除此之外，类的方法和普通函数没有什么区别，所以，你仍然可以用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。 ### 数据封装 面向对象编程的一个重要特点就是数据封装。在上面的`Student`类中，每个实例就拥有各自的`name`和`score`这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据，比如打印一个学生的成绩： ~~~ >>> def print_score(std): ... print('%s: %s' % (std.name, std.score)) ... >>> print_score(bart) Bart Simpson: 59 ~~~ 但是，既然`Student`实例本身就拥有这些数据，要访问这些数据，就没有必要从外面的函数去访问，可以直接在`Student`类的内部定义访问数据的函数，这样，就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和`Student`类本身是关联起来的，我们称之为类的方法： ~~~ class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def print_score(self): print('%s: %s' % (self.name, self.score)) ~~~ 要定义一个方法，除了第一个参数是`self`外，其他和普通函数一样。要调用一个方法，只需要在实例变量上直接调用，除了`self`不用传递，其他参数正常传入： ~~~ >>> bart.print_score() Bart Simpson: 59 ~~~ 这样一来，我们从外部看`Student`类，就只需要知道，创建实例需要给出`name`和`score`，而如何打印，都是在`Student`类的内部定义的，这些数据和逻辑被“封装”起来了，调用很容易，但却不用知道内部实现的细节。 封装的另一个好处是可以给`Student`类增加新的方法，比如`get_grade`： ~~~ class Student(object): ... def get_grade(self): if self.score >= 90: return 'A' elif self.score >= 60: return 'B' else: return 'C' ~~~ 同样的，`get_grade`方法可以直接在实例变量上调用，不需要知道内部实现细节： ~~~ >>> bart.get_grade() 'C' ~~~ ### 小结 类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，各个实例拥有的数据都互相独立，互不影响； 方法就是与实例绑定的函数，和普通函数不同，方法可以直接访问实例的数据； 通过在实例上调用方法，我们就直接操作了对象内部的数据，但无需知道方法内部的实现细节。 和静态语言不同，Python允许对实例变量绑定任何数据，也就是说，对于两个实例变量，虽然它们都是同一个类的不同实例，但拥有的变量名称都可能不同： ~~~ >>> bart = Student('Bart Simpson', 59) >>> lisa = Student('Lisa Simpson', 87) >>> bart.age = 8 >>> bart.age 8 >>> lisa.age Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age' ~~~ ### 参考源码 [student.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/oop_basic/student.py)