本文整理、改编自下面这个视频：Object Oriented Programming (OOP) In Python - Beginner Crash Course

author:Python Engineer

前言

谈到面向对象编程(OOP)，就不得不谈继承、多态和封装。继承实现了代码重用，并且是多态的基础；多态提高了代码的灵活性、扩展性；封装隐藏内部细节，更好地保护数据。抽象是OOP的基础，有好的抽象能力才能设计出好的基类，好的函数层级......

1. Class & Instance

WHY?

为什么我们需要Class？如果你的需求很简单，基本数据类型就可以满足，那么不需要Class。但是随着需求变得复杂，你会发现有非常多的数据和函数需要管理。这个时候就需要用Class了。举例：你要写一个管理雇员信息的程序，现在正在写管理“软件工程师”人员的代码。一个软件工程师有这些信息：职位、姓名、年龄、等级、工资。你可以用列表来存储，或者用namedtuple来存储信息。没问题，代码可以跑通。但是后面进行操作的时候，就会比较混乱。

因此，我们用类实现“软件工程师”：在__init__中初始化他的信息（属性）。

class SoftwareEngineer:

    def __init__(self, name, age, level, salary):
        self.name = name
        self.age = age
        self.level = level
        self.salary = salary

if __name__ == '__main__':
    se1 = SoftwareEngineer('DD',20,'Senior', 7000)

class attributes & instance attributes

刚刚在__init__中的属性是instance attributes，和每一个具体的软件工程师相关（如名字，每个软件工程师都有自己的名字），而class attributes是和类相关，不依赖具体的人（如他们的中文名称都是“软件工程师”）。一般在class 中定义（而不在__init__函数内）。

class SoftwareEngineer:
    # class attributes 
    alias = "Keyboard Magician"  # 别名
    cn_name = "软件工程师"

    # instance attributes 
    def __init__(self, name, age, level, salary):
        self.name = name
        self.age = age
        self.level = level
        self.salary = salary


if __name__ == '__main__':
    se1 = SoftwareEngineer('DD', 20, 'Senior', 7000)
    print(se1.cn_name)
    print(SoftwareEngineer.cn_name)

2. Functions in Classes

现在我们要让软件工程师写代码了。我们定义一个函数code()，让某个工程师写代码：

    def code(self):
        print(f"{self.name} is writing code...")

如果想让他用某个语言写代码，可以给函数加一个language参数：

    def code_in_language(self,language):
        print(f"{self.name} is writing code...in {language}")

dunder method

带有双下划线的方法，是Python中的一种特殊方法，也称为魔法方法，会被隐式地自动调用。例如__init__方法，我们不用手动调用，而是创建对象时自动调用。se1 = SoftwareEngineer('DD', 20, 'Senior', 7000)

类中常用的一个dunder method 是__str__，用来返回实例信息。

    # dunder method 
    def __str__(self):
        information = f"name = {self.name}, age={self.age}, level={self.level}" 
        return information

__str__方法返回一个包含实例信息的字符串，在print(实例)时会自动调用。 print(se1)

__eq__(self, other) ：比较两个对象相等时自动调用，该函数应该返回一个布尔类型值

类中的静态方法

使用@staticmethod修饰。属于类但不属于某个具体的实例（没有self参数）。

    @staticmethod
    def entry_salary(age):
        if age > 25 :
            return 7000 
        else:
            return 5000

3. Inheritance 继承

继承（inherits）、扩展(extend)、重写(override)

继承（inherits）

ChildClass(BaseClass) 继承一个类，意味着继承类的属性和方法。

class Employee:
    def __init__(self, name, age, salary):
        self.name = name
        self.age = age
        self.salary = salary

    def work(self):
        print(f"f{self.name} is working...")

class SoftwareEngineer(Employee):
    pass

class Desiner(Employee):
    pass

if __name__ == '__main__':
    se = SoftwareEngineer("DD",25,5000, "Junior")
    print(se.name)

扩展(extend)

新增方法。例如可以在SoftwareEngineer中新增debug方法。

class SoftwareEngineer(Employee):
    #override 
    def __init__(self,name, age, salary, level):
        super().__init__(name,age,salary)
        self.level = level
    # extend 
    def debug(self):
        print(f"{self.name} is debugging...")

重写(override)

和父类方法同名时会覆盖掉父类方法，注意：初始化方法__init__重写时必须调用父类的初始化方法super().__init__。否则会出现意想不到的错误(找不到属性等问题）。

class Employee:
    def __init__(self, name, age, salary):
        self.name = name
        self.age = age
        self.salary = salary

    def work(self):
        print(f"{self.name} is working...")

class SoftwareEngineer(Employee):
    #override 
    def __init__(self,name, age, salary, level):
        super().__init__(name,age,salary)
        self.level = level
    # extend 
    def debug(self):
        print(f"{self.name} is debugging...")
    # override 
    def work(self):
        print(f"{self.name} is coding...")

class Desiner(Employee):
    # override 
    def work(self):
        print(f"{self.name} is designing...")

多态（Polymorphism）

调用同一方法，根据具体的类表现出不同的行为。

    se = SoftwareEngineer("DD",25,5000, "Junior")
    de = Desiner("xd",25,5000)

    employes = [se,de]
    for employe in employes:
        employe.work()

4. Encapsulation(封装)

_salary 以单下划线开头的变量或函数（习惯上地、并非语法规定地）约定为私有变量，不该在外部直接访问或修改。而应该通过getter和setter方法进行访问和修改。 __xx以双下划线开头的变量会被重命名为_ClassName__xx，避免意外访问。

虽然有这些约定，但是实际上Python没有实现真正的私有变量。外部还是可以访问所有变量。

5. Properties(属性)

@property 修饰getter方法, 并且可以通过该函数名x获取属性x。函数名和属性名是一样的。

@x.setter 修饰setter方法，并且修改属性x时会自动调用该方法。

@x.deleter 修饰del 方法，删除属性x时会自动调用，用得很少。

class SoftwareEngineer():
    #override 
    def __init__(self,name, age, salary,level):
        self.name = name
        self.age = age
        self._salary = salary
        self.level = level
    @property 
    def salary(self):
        return self._salary
    @salary.setter 
    def salary(self, value):
        self._salary = value
    @salary.deleter 
    def salary(self):
        del self._salary



if __name__ == '__main__':
    se1 = SoftwareEngineer('DD',25,5000,'Junior')
    print(se1.salary)
    se1.salary = 7000 
    print(se1.salary)

Python面向对象编程(OOP) 快速入门

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