什么是面向对象编程？终于懂了

2022-06-15 资源索引

面向对象的编程（Object-Oriented Programming ，OOP），每当看到这个术语，我们就会把它与JAVA联系起来。

事实上，Java普及了面向对象的编程风格，除了Java之外，还有很多OOP语言，例如，C++、C#、Swift、JavaScript、php等，当然，也包括Python/ target=_blank class=infotextkey>Python。

Python提供了一种面向对象的编程风格，今天，我就来循序渐进的讲解一下Python面向对象，保证哪怕是零基础小白在看完这篇文章后也能够彻底搞明白Python面向对象。

在本文中，我将从如下几个主题给大家介绍Python面向对象编程的基础知识：

类
对象
继承
属性
方法

1 基本概念

1.1 类

什么是OOP中的类？

首先，借助一张图片来理解这个概念。

从上面图片，我们可以看到如下信息：类、对象、属性、方法和一只皮卡丘。

这与OOP有什么关系？

好吧，上面的图片正是帮助我们理解OOP概念的东西。

所以，现在进入第一个话题。

OOP中的类是什么意思？类的定义是 "类是同一类型的对象的集合"。

把这个定义与上面的例子联系起来。

在这幅图中，我们可以看到有一个名为小精灵（Pokemon）的矩形框，这就是类的名称。

因此，简而言之，类只不过是一个对象的集合。因此，在pokemon宇宙中的所有pokemon都在 "pokemon"类下。

为了确保理解，再讲一个示例。

以我们经常会见到的汽车为例，日产、特斯拉、福特、丰田，这些可以理解为一个个的对象，而“汽车”则是这一系列对象的合成、集合。

1.2 对象

前面已经反复的提到对象这个概念，接下来再具体的解释一下。

在OOP中，对象是一个类的组成部分或成员。考虑到我们的小精灵例子，每个小精灵都是小精灵类的一个对象。比如说。皮卡丘是口袋妖怪类的一个对象。比如说，丰田就是汽车的一个对象。

1.3 属性

回到我们的Pokemon例子，让我们专注于图像中的皮卡丘。观察它一会儿。你看到了什么？

通过观察皮卡丘的图像，我们可以看到它有两只耳朵，两只手，两条腿，脸颊上有两个红色的小圆点，还有一个显著的黄色。

在图片中的邻接表格中，我们还看到了一些东西，例如，名称="皮卡丘"，类型="电动"和健康状况=70。

因此，所有这些都被称为属性，属性是提供关于类或对象的额外信息的元素。

在这种情况下，所有这些属性都提供了关于皮卡丘对象的额外信息，如颜色、健康状况等。

1.4 方法

在Pokemon示例中，在图表中可以看到诸如attack(), dodge(), evolve()这些东西，这就是所谓的方法。

更简单地解释，方法基是与某个特定对象相关的动作。

在这种情况下，这些动作与我们的皮卡丘对象有关。

到此为止，想必很多同学对面向对象中的一些概念有了基本的了解。

下面，就实践起来，看一下Python面向对象到底该怎么用。

2 实践

2.1 创建类

class Pokemon():

正如你从上面的代码中所看到的，在Python中创建一个类时，需要遵循一定的结构。

以关键字class开头，通过这种方式，Python可以识别出我们要创建的东西将被视为一个类。

关键字class之后是类的名称，在本例中是 Pokemon。

最后，它的后面是()，然后是:字符。

当然，到这里类还没有创建好，还需要一些其他的内容。

创建init方法

继续我们的类的创建任务，下一步涉及到创建一个非常特殊的方法，名为__init__。

你可能会问：这个__init__方法是什么？

为了简单理解这个概念，可以认为init方法类似于Java中的构造方法。

我之前专门写过一篇文章进行介绍，想深入了解的可以看一下：

先给出具体代码：

class Pokemon():
  def __init__():

从上面代码可以看到，已经在Python中创建了__init__方法。

在这里，我们注意到一件事，那就是名为def的关键字，在Python中主要用于创建函数或者方法使用。

添加属性

目前已经定义了__init__( )方法，但是，它仍然没有被完全定义。仍然需要在__init__( )方法中传递某些参数来完成它的定义。

接下来，让给__init__( )方法中添加这些参数。

class Pokemon():
  def __init__(self,name,Type,health):
    self.name = name
    self.Type = Type
    self.health = health

从上面代码可以看到，我在__init__( )方法中传递了很多参数。现在让我们回过头来了解一下这里传递的是什么参数。

还记得前面介绍的概念吧？我们讨论过皮卡丘是黄色的，脸颊上有两个红点，等等。这些是与一个对象相关的属性，在这个__init__ ( )方法中，我们定义这些属性。

除此之外，再解释一下另外一个问题：self的用途是什么？

简单地解释一下，self是一个关键字，负责将这些属性连接到我们的类，也就是本例中的Pokemon。

2.2 创建方法

到此为止，我们已经声明了我们的类，名为__init__()的特殊方法和类的属性。

接下来，继续进行最后的部分，即方法的创建。

class Pokemon():
  def __init__(self,name,Type,health):
    self.name = name
    self.Type = Type 
    self.health = health

  def attack(self):
    print("Electric attack!")

  def dodge(self):
    print("Pikachu Dodge!")

  def evolve(self):
    print("Evolving to Raichu!")

正如你可以从上面的代码中看到的，我创建3个名为attack()、dodge()、evolve()的方法。

观察这段代码，你可以看到我们为每个方法都传递了一个名为self的参数。在这里，正在使用self关键字将这个方法与我们的类连接起来。

到此为止，就创建了一个完整的类。

2.3 创建对象

首先，给出创建对象的代码，在这里我创建了一个名为pk1的对象：

pk1 = Pokemon("Pikachu","Electric",120)

创建完对象之后，我们就可以做很多操作。

访问属性

我们可以通过<对象名>.<属性>的方法来访问对象的属性，来看一下具体的代码：

pk1.name  # 输出：Pikachu
pk1.Type  # 输出：Electric
pk1.health  # 输出：120

访问方法

访问方法和访问属性类型<对象名>.<方法>，同样，用具体代码来更加清晰的解释一下：

pk1.attack() # 输出：Electric attack!
pk1.dodge() # 输出：Pikachu Dodge!
pk1.evolve() # 输出：Evolving to Raichu!

到这里，就讲解完了Python面向对象编程的基本内容。

下面，就再进阶一下，介绍一下面向对象编程中的继承。

2.4 继承

继承是OOP中的关键概念之一，同样，借助一个简单的例子来更加轻松理解这个概念。

考虑一个超级跑车的例子，迈凯轮 720S spyder，这是一辆超级跑车。

正如你所看到的，像大多数其他汽车一样，它有一些共同的特征，如门，挡风玻璃，4个轮子，头灯，尾灯，等等。

然而，由于它是一辆超级跑车，它有自己的定制特征，如720马力的V8涡轮增压发动机，由迈凯轮开发的定制变速箱，以及定制的AWD（全轮驱动）系统。

现在将其与面向对象的术语联系起来，我们可以说这辆车是从它的父类中继承了某种特征，在这种情况下，它首先是一个汽车类。

这就是 "继承"背后的概念。

继承是一种现象，一个元素从它的父类中获得特征。在这种情况下，迈凯轮720S spyder继承了汽车类的所有共同特征，但与此同时，它本身也有某些特殊的特征。

超类和子类

我们的元素所继承的类（本例中的汽车类）被称为超类（Superclass），它具有通用性。

而继承这些特征的类被称为子类（Subclass），它在本质上是特殊的。

接下来，在 Python 中实现这些概念。

在这个例子中，我将创建两个类--一个是名为Car的类，它就是超类。另一个是名为McLaren的类，它是子类。这个McLaren类将继承Car类的所有属性。

class Car():
  def __init__(self,ndoors,nwheels,tailLight,headLight):
    self.ndoors = ndoors
    self.nwheels = nwheels
    self.tailLight = tailLight
    self.headLight = headLight

在这里，已经创建了第一个名为Car的类。

现在，我们将创建一个名为McLaren的新类，它将继承这个类的所有属性。

class McLaren(Car):
  def __init__(self,ndoors,nWheels,tailLight,headLight,Engine,Wheel_Drive):
    Car.__init__(self,ndoors,nWheels,tailLight,headLight)
    self.Engine = Engine
    self.Wheel_Drive = Wheel_Drive

  def Drive(self):
    print("I am driving McLaren 720S Spyder")

正如你在上面的代码中看到的，由于McLaren类继承了Car类，我们在创建McLaren类时把Car作为参数之一，这是Python类继承一种机制。

下面，我们创建一个McLaren的对象，验证一下它是否继承了Car特征。

mk1 = McLaren("4","4","Yes","Yes","V8","AWD")

然后，再访问一下对象的属性：

mk1.Engine # 输出：V8
mk1.Wheel_Drive # 输出：AWD

在这里我们可以看到，我们能够访问McLaren对象中专门定义的特殊属性，这些属性在基类Car中是没有的。

在这里我们继承了我们的基类，让我们看看基类中的那些属性是否在我们的McLaren类中被继承了。

mk1.headLight # 输出：YES
mk1.ndoors # 输出：4
mk1.nWheels # 输出：4

可以看到，新创建的McLaren类的对象继承了Car基类的所有特征，表明在这个上下文中，继承被正确地实现了。

到此为止，从基本概念到实践，涵盖 Python中类、对象、特殊方法、属性、方法等概念和具体实现，已经全面的介绍了Python面相对象中的相关知识和内容，是不是已经彻底了解Python面相对象了？