Python面向对象详解（非常详细）

见贤思齐

非常详细的讲解（爆肝1w字）👏🏻👏🏻👏🏻零基础一样学得会👌🏻  干货满满不看后悔👍👍👍📝个人主页→数据挖掘博主ZTLJQ的主页​个人推荐python学习系列：☄️爬虫JS逆向系列专栏 - 爬虫逆向教学☄️python系列专栏 - 从零开始学python目录面向对象的概念和原理🥇1、什么是面向对象编程？🥇2、面向对象的特征和优点🥇3、类与对象的关系和定义类与对象的关系类和对象的定义🥇4、封装、继承和多态的概念和应用Python中的面向对象编程基础 🥈1、创建类和对象 🥈2、初始化方法和实例属性 🥈3、类方法和静态方法的应用一、类方法二、静态方法三、类方法和静态方法的应用🥈4、继承和子类化🥈5、多重继承面向对象的概念和原理🥇1、什么是面向对象编程？面向对象编程（Object-OrientedProgramming，OOP）是一种常用的编程思想，它强调万物皆对象，因此在编程时我们可以将现实世界中的事物抽象成程序中的对象，从而更好实现软件的设计与开发。与传统的基于函数的编程不同，面向对象编程注重于将数据与行为封装在一起，即对象既包含数据状态，还包含可调用的行为方法。 面向对象编程的特点在于，它具有封装、继承和多态三大特性。封装意味着将对象的状态和行为进行封装，使其对外只暴露必要的接口，从而提高了安全性和可维护性；继承指的是某个对象可以继承另一个对象的特性，从而快速构建具有相似属性的对象；多态是指同一种行为在不同的对象上具有不同的表现形式，即在不同的情境下，同一个方法可以被不同的对象进行调用。 总之，面向对象编程是一种强大的编程方式，它具有高度封装性、灵活的继承性和强大的多态性，通过使用对象作为程序的基本处理单元，实现了数据和行为的有机结合，可以使程序更加高效、结构清晰，并方便管理和扩展。🥇2、面向对象的特征和优点首先要讲的是封装，封装是OOP中最基本的特征之一，它将数据和方法封装在一个单独的单元中。对于实现封装，可以使用类来描述一个对象，类包括数据成员和成员函数。在类的定义中，可以使用关键字public、protected和private来指定成员访问权限，以保护数据的安全性。 代码示例：classStudent:def__init__(self,name,age):#公共成员变量self.name=name#私有成员变量self.__age=agedefinfo(self):print('姓名：'+self.name)print('年龄：'+str(self.__age))#Student类包括了两个成员变量（name和age）和一个成员函数（info()）。#其中，name是公共成员变量，可以被外部访问；而age被定义成私有成员变量，只能在类内部访问。#通过封装，可以保证数据不被外部随意修改，保证代码的安全性。'运行运行其次要讲的就是封装，继承可以让子类继承父类的属性和方法，并且在基础上进行扩展。继承是代码复用的一种重要方式，它可以减少代码冗余，增加程序的可维护性。 代码示例：classAnimal:def__init__(self,name):#私有成员变量self.__name=namedefeat(self):print(self.__name+'开始偷吃零食')classCat(Animal):def__init__(self,name):#调用父类的构造函数super().__init__(name)defrun(self):print(self._name+'开始逃跑')#Animal类是一个基类，Cat类继承了Animal类的属性和方法，并且增加了一个新的方法scratch()。#通过继承，在Cat类中可以调用Animal类的成员函数eat()。'运行运行最后要讲的就是，多态指的是同一个行为在不同情况下有不同的表现形式。在OOP中，多态是一种通过继承、重写和接口实现的机制，它可以让不同类的对象对同一消息做出不同的响应。 代码示例：classAnimal:def__init__(self,name):#私有成员变量self.__name=namedefmake_sound(self):#抽象方法passclassCat(Animal):def__init__(self,name):#调用父类的构造函数super().__init__(name)defmake_sound(self):print(self.__name+'猫叫')classDog(Animal):def__init__(self,name):#调用父类的构造函数super().__init__(name)defmake_sound(self):print(self.__name+'狗叫')#Animal类包含一个抽象方法make_sound()，它在子类中被重写，实现了多态。#Cat类和Dog类都是Animal类的子类，它们重写了make_sound()方法#使得同一个行为（make_sound()）在不同情况下有不同的表现形式。'运行运行🥇3、类与对象的关系和定义类与对象的关系我们可以用一个案例类比，假设你要买一张飞机票，并且你需要填写一份订票表格。这份订票表格就相当于一个类，它有一些属性（如你的姓名、航班编号、起点和终点等信息），而你填写的表格就是对象。在填写表格时，你需要根据表格的属性来输入相关信息，就像在使用类时需要调用类的属性和方法一样。类与对象的关系类是一个模板，对象是根据这个模板创建的具体实例。如果将类比喻为蛋糕模具，那么对象就是蛋糕。一个类可以创建多个对象，它们之间是独立的，互相不影响。类和对象的定义类是一种用户自定义的数据类型，它由数据和方法组成。数据表示属性，方法表示行为。一个类可以包含多个属性和方法。属性是类的成员变量，可以存储数据。方法是一组操作数据的代码，它们可以实现某些功能或者改变属性的值。给大家展示一个通用的格式：class类名:类属性=值def__init__(self,参数):self.属性1=参数1self.属性2=参数2def方法1(self,参数):#方法代码def方法2(self,参数):#方法代码class是声明类的关键字。__init__是类的构造方法，当创建类的对象时，会自动调用这个方法。self表示对象本身，其他参数就是对象的属性。属性是类的成员变量，可以在类内部和外部使用。可以在类外使用类名访问类属性，如：类名.类属性。方法是类的成员函数，接受的第一个参数是self，表示对象本身。在类内使用方法时，不需要传递这个参数。外部访问方法时，需要在对象后面加上方法名，如：对象.方法名()。举一个简单的例子：classDog:#类属性species='犬科'#构造方法def__init__(self,name,age):self.name=nameself.age=age#方法defbark(self):print("汪汪汪")#创建对象dog1=Dog('大黄',2)dog2=Dog('二黄',1)#访问属性print(dog1.name)print(dog2.age)#调用方法dog1.bark()'运行运行🥇4、封装、继承和多态的概念和应用首先介绍封装的概念，封装是指将数据和行为打包到一个类中，并可以控制外部访问的级别。封装可以保护数据和方法的访问，并且提高代码的可维护性。我们可以利用访问控制修饰符来实现封装，包括公有、私有、受保护和包访问等四种级别。简单的来说其实就是， 封装就是不让人靠近自己的东西，保护自己的隐私 代码示例：classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedefget_name(self):returnself.namedefget_age(self):returnself.agedefset_name(self,name):self.name=namedefset_age(self,age):self.age=ageperson=Person("ZT",20)person.set_name("Tim")print(person.get_name())#输出Tim'运行运行接下来就是继承，继承是指一个类可以从父类中继承方法和属性。如果父类的某个属性或方法也在子类中定义了，那么子类会重写父类的属性或方法，这样子类可以更好地针对自己的特定要求来实现相应的功能。有人说继承可以使代码更加简洁，但是过度的继承反而会使代码变得非常复杂。----继承其实就像是血缘关系，你可以从你的祖先那里继承一些好的特点，但也不能完全成为他们。 代码示例：classAnimal:def__init__(self,name):self.name=namedefeat(self):print(self.name+'在吃东西')classDog(Animal):def__init__(self,name):super().__init__(name)defbark(self):print(self.name+'在汪汪叫')dog=Dog('小狗')dog.eat()dog.bark()'运行运行多态是指对象可以用多种形态来引用。这样做可以使代码更加灵活，因为同样的操作可以应用于不同的类型。多态有两种实现方式，一种是基于继承的实现，在这种实现中，父类定义一些通用的方法，子类则可以重写这些方法并实现不同的功能。另一种实现方式是接口，这种实现方式可以让不同的类实现同一个接口，从而实现多态。 代码示例：classAnimal:defmove(self):passclassDog(Animal):defmove(self):print("狗在跑")classCat(Animal):defmove(self):print("猫在爬")classZoo:def__init__(self):self.animals=[]defaddAnimal(self,animal):self.animals.append(animal)defmoveAll(self):foranimalinself.animals:animal.move()zoo=Zoo()zoo.addAnimal(Dog())zoo.addAnimal(Cat())zoo.moveAll()#我们创建了一个动物园Zoo，并在其中添加了一只狗和一只猫。#当我们调用moveAll()方法时，它们会分别按照自己的方式移动，即狗会跑，猫会爬。'运行运行给大家写一个综合了封装，多态，继承的案例代码：classAnimal:def__init__(self,name,age,gender):self.__name=nameself.__age=ageself.__gender=genderdef__get_name(self):returnself.__namedef__get_age(self):returnself.__agedef__get_gender(self):returnself.__genderdefeat(self):print('吃饭中...')defsleep(self):print('睡觉中...')classDog(Animal):def__init__(self,name,age,gender,breed):super().__init__(name,age,gender)self.__breed=breeddefbark(self):print('汪汪！')defplay(self):print('玩球中...')classCat(Animal):def__init__(self,name,age,gender,color):super().__init__(name,age,gender)self.__color=colordefmeow(self):print('喵喵！')defsleep(self):print('打盹中...')defanimal_action(animal):animal.eat()animal.sleep()if__name__=='__main__':dog=Dog('小黄',3,'雄性','金毛')cat=Cat('小花',2,'雌性','橘黄色')animal_action(dog)animal_action(cat)'运行运行Python中的面向对象编程基础 🥈1、创建类和对象首先，类是我们在面向对象编程中的基础，它是一种用来描述具有相同属性和方法的对象集合的蓝图。举个例子，我们可以创建一个名为"人"的类，这个类里面包含了姓名、年龄、性别等属性，以及eat、sleep、work等方法。然后我们可以实例化这个"人"类，创建很多具有不同属性的人的对象。 代码示例：#首先，我们来创建一个“人”类classPerson:#把属性放在__init__方法里面，注意第一个参数永远是self，代表该类的实例def__init__(self,name,age,gender):self.name=nameself.age=ageself.gender=gender#这里是一个日常生活中的行为，写成方法defeat(self):print("{}在吃饭".format(self.name))#再来一个睡觉defsleep(self):print("{}正在睡觉".format(self.name))#最后一个工作defwork(self):print("{}在工作".format(self.name))#现在我们创建两个人的对象p1=Person("小明",18,"男")p2=Person("小红",22,"女")#通过对象调用方法p1.eat()#小明在吃饭p2.sleep()#小红正在睡觉'运行运行我们创建了一个名为"Person"的类，并定义了"name"、"age"、"gender"等属性，然后定义了"eat"、"sleep"、"work"等方法。通过实例化这个类，我们可以创建不同名字、不同年龄、不同性别的人，来调用这些方法。 🥈2、初始化方法和实例属性初始化方法是在创建一个新的对象实例时，执行其中的代码，以初始化对象的属性和状态。Python中的初始化方法通常为init()，它是所有类中的可选方法。当您创建一个类的新实例时，Python将自动调用init()方法，并将该实例作为第一个参数传递给它，并使用该实例来设置各种属性和状态。 代码示例：首先，我们定义了一个名为Person的类，并在其中编写了初始化方法init()：classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=nameself.age=age'运行运行在上面的代码中，我们定义了一个新的类Person，并在其中定义了初始化方法init()。此方法将name和age作为参数传递，并使用self.name和self.age对象属性分别赋值。接下来创建一个Person实例，并访问其中的属性：person1=Person("小明",20)print("这个人的名字是：",person1.name)print("这个人的年龄是：",person1.age)#输出结果是：#这个人的名字是：小明#这个人的年龄是：20在Python中，实例属性是方法内部定义的属性，它们与类的实例相关联，并且每个实例都有自己的一套实例属性。代码示例：我定义了一个名为Car的类，并为每个实例定义了一组属性：classCar:def__init__(self):self.color="黑色"self.brand="奥迪"self.year=2023defdescribe(self):print("这辆车是一辆%d年的%s%s，颜色为%s"%(self.year,self.brand,self.model,self.color))car1=Car()car1.model="Q7"#为对象手动添加一个属性car1.describe()#输出结果是：#这辆车是一辆2023年的奥迪Q7，颜色为黑色'运行运行在上面的代码中，我们定义了一个新的类Car，并在其中编写了初始化方法init()。该方法设置了一个名为color、brand和year的实例属性。同时，该类还定义了一个名为describe()的方法，该方法将输出具体的汽车属性。当我们创建一个Car实例car1时，Python将自动调用init()方法，并设置其color、brand和year实例属性。接着我们又手动添加了一个model实例属性，并调用了describe()方法，从而输出了car1实例的详细属性。 🥈3、类方法和静态方法的应用在Python中，类方法和静态方法都是用来处理类的一些数据和行为的。两种方法都是通过类名进行调用，而不是通过实例对象进行调用。一、类方法在Python中，定义类方法需要使用‘@classmethod’装饰器。类方法的第一个参数必须是‘cls’，表示类本身，可以通过‘cls’来调用类属性和类方法。 代码示例：classPerson:total_persons=0def__init__(self,name):self.name=namePerson.total_persons+=1@classmethoddefshow_total_persons(cls):print("Totalpersons:",cls.total_persons)p1=Person("Tom")p2=Person("Jerry")Person.show_total_persons()'运行运行在上面的代码中，我们创建了一个‘Person’类来记录创建的总人数。我们定义一个类方法‘show_total_persons()’来显示总人数。在实例化两个‘Person’对象后，我们使用‘Person.show_total_persons()’来显示人数。二、静态方法在Python中，定义静态方法需要使用‘@staticmethod’装饰器。静态方法没有参数限制，它只是一个普通函数，涉及到类和对象的问题，都需要在函数内部进行处理。 代码示例：classCalculatorstaticmethoddefadd(x,y):returnx+yCalculator.add(3,5)'运行运行在上面的代码中，我们定义了一个静态方法‘add()’，然后在类名后面直接调用它。三、类方法和静态方法的应用在Python中，类方法和静态方法的应用非常广泛，可以用来处理一些通用的类方法和静态方法。 代码示例：在我们进行日期计算的时候，经常会用到类似的代码：fromdatetimeimportdatetimenow=datetime.now()current_year=now.year'运行运行但是这种代码重复了很多次，我们可以定义一个类方法来处理它。classDateCalculatorclassmethoddefcurrent_year(cls):now=datetime.now()returnnow.yearprint("Currentyear:",DateCalculator.current_year())在上面的代码中，我们使用类方法‘current_year()’来计算当前的年份。使用类方法比多次编写相同的代码更加易于维护和编写。🥈4、继承和子类化首先，什么是继承？简单来说，它是一种让一个类从另一个类上继承它的属性和方法的方式。这个被继承的类称作“父类”，而这个继承的类则称作“子类”。例如，一个动物类可以是一个父类，而狗类和猫类可以是子类。 代码示例：classAnimal:def__init__(self,name):self.name=namedefspeak(self):print("我是一只动物，我的名字是",self.name)classDog(Animal):def__init__(self,name):super().__init__(name)defbark(self):print("汪汪！")classCat(Animal):def__init__(self,name):super().__init__(name)defmeow(self):print("喵喵！")'运行运行在这个例子中，我们定义了一个Animal类作为一个父类，其包含一个speak方法，用于输出“我是一只动物，我的名字是XXX”。接下来，我们定义了一个Dog类和一个Cat类作为Animal的子类。在这两个子类中，我们通过调用super().__init__(name)方法让Dog和Cat的name属性继承自Animal的name属性。同时，我们也为它们分别添加了bark和meow方法，用于输出不同的声音。dog=Dog("旺财")dog.speak()dog.bark()#Output:#我是一只动物，我的名字是旺财#汪汪！cat=Cat("咪咪")cat.speak()cat.meow()#Output:#我是一只动物，我的名字是咪咪#喵喵！可以看到，我们成功地通过继承让Dog和Cat类获得了Animal类的speak方法，并且通过子类化添加了不同的方法来实现功能的扩展。这样的方式既方便又灵活，可以大大简化我们的代码。当然，这样的继承也可以产生一些问题，比如说实例化的对象可能会因为多层继承而产生命名冲突的问题。但是，在合理使用的情况下，它是一种非常有用的编程方式。🥈5、多重继承多重继承是面向对象中非常重要且使用广泛的一种继承方式。它允许我们从多个父类中继承属性和方法，从而实现更加灵活的代码设计。但是，多重继承也可能会导致一些问题，例如方法名冲突、类的复杂性增加等等。因此，在使用多重继承时需要谨慎设计，尽量避免出现问题。 假设我们有3个类，分别是Animal（动物）、Bird（鸟）和Fish（鱼）。Animal类是基类，它包含了所有动物都具有的属性和方法，例如eat、sleep等等。Bird和Fish类都是继承自Animal类的子类，并且它们分别添加了自己独有的属性和方法，例如Bird类具有fly方法，而Fish类具有swim方法。那么，如果我们需要创建一个Penguin（企鹅）类，它既需要继承Bird类的fly方法，又需要继承Fish类的swim方法，该怎么办呢？这时候，就需要使用多重继承了。代码示例：classAnimal:def__init__(self,name):self.name=namedefeat(self):print(self.name+"正在吃东西...")defsleep(self):print(self.name+"正在睡觉...")classBird(Animal):deffly(self):print(self.name+"正在飞翔...")classFish(Animal):defswim(self):print(self.name+"正在游泳...")classPenguin(Bird,Fish):def__init__(self,name):super().__init__(name)defrun(self):print(self.name+"正在奔跑...")'运行运行在上面的代码中，我们定义了Animal、Bird和Fish三个类，它们分别继承自Animal类，并且添加了独有的属性和方法。接着，我们定义了Penguin类，它同时继承自Bird类和Fish类，并且添加了自己的run方法。这样，Penguin类就可以同时拥有Bird类的fly方法和Fish类的swim方法了。接下来，我们可以创建一个Penguin对象，来测试它的方法是否正常：penguin=Penguin("小企鹅")penguin.fly()#输出：小企鹅正在飞翔...penguin.swim()#输出：小企鹅正在游泳...penguin.eat()#输出：小企鹅正在吃东西...penguin.sleep()#输出：小企鹅正在睡觉...penguin.run()#输出：小企鹅正在奔跑...在上面的代码中，我们创建了一个名为小企鹅的Penguin对象，并且测试了它的飞翔、游泳、吃东西、睡觉和奔跑等方法。可以看到，这些方法都能够正常运行，并且Penguin类通过多重继承成功地继承了Bird类和Fish类的属性和方法。希望此篇文章能够帮助你更好的理解面向对象！！！