Python 类和方法

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Python 类和方法

Python 类创建、属性和方法具体是如何体现的，代码中如何设计，请继续看下去。

蟒蛇类解释

  • 在 Python 中使用 OOP ？
  • 什么是 Python 类？
  • Python 类创建
  • Python类方法


  • “self”关键字是什么，类可以具有哪些不同的属性，以及如何定义用于初始化目的的构造函数。
  • 了解继承在 Python 中的工作原理、
  • 如何处理多重继承以及什么是运算符重载

我可以在 Python 中使用 OOP 吗？

Python支持面向对象编程（OOP）。OOP是一种开发模型，它允许程序员专注于生成可重用的代码。它不同于遵循顺序方法的程序模型。

当处理大型而复杂的项目时，OOP 非常有用。将有多个程序员创建可重用的代码，并共享和集成他们的源代码。可重用性带来更好的可读性，并减少长期维护。

什么是 Python 类？

类是将变量和函数排列到单个逻辑实体中。它用作创建对象的模板。每个对象都可以使用类变量和函数作为其成员。

Python 有一个称为“class”的保留关键字，可用于定义新类。

该对象是在运行时创建的类的工作实例。

Python 类创建

要创建类，应遵循以下结构。之后，在Python中创建自己的类将非常容易。

class ClassName:
    """Class documentation."""

    # Class Attributes

    def __init__(self, arguments):
        """Constructor."""
        # Initialize Class Attributes

    # Class Methods

在 Python 中使用类时，您需要了解一些术语。

1. “class”关键词
2. 实例属性
3。类属性
4.“self”关键词
5.“__init_”方法


“class”关键字

使用 class 关键字，我们可以创建一个 Python 类，如下例所示。

class BookStore:
    pass


“self”关键字

Python 提供了“self”关键字来表示类的实例。它用作访问类成员（如类方法中的属性）的句柄。

另外，请注意，它是每个 Python 类中 __init__ 方法的第一个隐式参数

__init__（构造函数）

“__init__（）”是与每个Python类相关联的唯一方法。

Python 会自动为从类创建的每个对象调用它。其目的是使用用户提供的值初始化类属性。

它在面向对象编程中通常被称为构造函数。请参阅以下示例。

class BookStore:
    def __init__(self):
        print("__init__() constructor gets called...")
        
B1 = BookStore()

输出

__init__() constructor gets called...

实例属性

这些是定义为__init__方法参数的对象特定属性。每个对象本身可以有不同的值。

在下面的示例中，“attrib1”和“attrib2”是实例属性。

class BookStore:
    def __init__(self, attrib1, attrib2):
        self.attrib1 = attrib1
        self.attrib2 = attrib2

类属性

与在对象级别可见的实例属性不同，类属性对于所有对象都保持不变。

查看以下示例以演示类级属性的用法。

class BookStore:
    instances = 0
    def __init__(self, attrib1, attrib2):
        self.attrib1 = attrib1
        self.attrib2 = attrib2
        BookStore.instances += 1

b1 = BookStore("", "")
b2 = BookStore("", "")

print("BookStore.instances:", BookStore.instances)

在此示例中，“实例”是类级属性。您可以使用类名访问它。它保存创建的实例总数。

我们创建了类<书店>的两个实例。因此，执行示例应打印“2”作为输出。

# output
BookStore.instances: 2

Python类方法

Python 类方法是直接链接到类而不是其对象的方法。这意味着我们可以调用它们而无需创建类的实例。以下是 Python 类方法的实际细分：

1. 定义类方法

若要定义类方法，请使用方法定义正上方的修饰器。@classmethod

类方法的第一个参数传统上是命名的，它指的是类本身。cls

2. 访问类属性

类方法可以访问和修改类级属性（在类的所有实例之间共享的变量）。

它们无法访问或修改特定于实例的属性（每个对象唯一的属性）。

3. 何时使用类方法

以下是一些常见的用例，其中 Python 类方法对我们很有用。

另请参阅： Python 静态方法

修改类状态。例如，类方法可用于递增类变量或向类列表中添加新项。

@classmethod
def get_instance_count(cls):
    return cls.instance_count

执行工厂操作。例如，类方法可用于创建具有特定属性值的类的新实例。

@classmethod
def create_employee(cls, name, position):
    if position == 'manager':
        return cls(name, 80000)
    else:
        return cls(name, 50000)

替代构造函数。例如，我们可能有一个表示日期的类，并使用类方法从特定格式的字符串创建实例。

@classmethod
def from_string(cls, date_str):
    year, month, day = map(int, date_str.split('-'))
    return cls(year, month, day)

4. 调用类方法

  • 类方法在类本身上调用，而不是在类的实例上调用。
  • 您可以使用类名而不是 来调用它们。ClassName.method()object.method()

下面是一个类方法的实际示例：

class MyClass:
    instance_count = 0  # Class-level attribute

    def __init__(self, data):
        self.data = data
        MyClass.instance_count += 1

    @classmethod
    def get_instance_count(cls):
        return cls.instance_count

# Creating instances
obj1 = MyClass(10)
obj2 = MyClass(20)

# Calling the class method to get the instance count
count = MyClass.get_instance_count()

print(f"Number of instances created: {count}")

# Output: Number of instances created: 2

在此示例中，是返回实例计数的类方法。它演示了类方法的实际用途之一。get_instance_count()

另请参阅：数据类练习

Python示例

这里给出的是一个 Python 类示例，我们在其中定义了一个 BookStore 类。它有一个用于初始化成员的构造函数和一个用于打印详细信息的类方法。我们创建了三个具有不同值的对象。

在 Python 中创建 BookStore 类

class BookStore:
    noOfBooks = 0
 
    def __init__(self, title, author):
        self.title = title
        self.author = author
        BookStore.noOfBooks += 1
 
    def bookInfo(self):
        print("Book title:", self.title)
        print("Book author:", self.author,"\n")
 
# Create a virtual book store
b1 = BookStore("Great Expectations", "Charles Dickens")
b2 = BookStore("War and Peace", "Leo Tolstoy")
b3 = BookStore("Middlemarch", "George Eliot")
 
# call member functions for each object
b1.bookInfo()
b2.bookInfo()
b3.bookInfo()

print("BookStore.noOfBooks:", BookStore.noOfBooks)

你可以打开IDLE或任何其他Python IDE，将上面的代码保存在某个文件中，然后执行程序。

在此示例中，我们创建了 BookStore 类的三个对象，即 b1、b2 和 b3。每个对象都是 BookStore 类的一个实例。

书店类的 UML 图

上述代码的 UML 图如下所示。

Python 类和对象（UML 图）

执行示例中的代码后，应看到以下结果。

# output
Book title: Great Expectations
Book author: Charles Dickens 

Book title: War and Peace
Book author: Leo Tolstoy 

Book title: Middlemarch
Book author: George Eliot 

BookStore.noOfBooks: 3

你可能已经从上面的例子中观察到，我们使用了“self”和“__init__”等一些关键词。

练习

以下是一些简单的 Python 类和对象练习，用于在 Python 中练习面向对象编程。但是，完成本教程后，请查看我们面向初学者的 40 个基本 Python 练习。

练习

创建一个名为 Savings Account 的类，该类表示银行中的实际储蓄帐户。它有两个属性：基金和rate_of_interest。该类还应该有一个名为 debit（） 的方法，该方法将资金减少指定的金额，以及一个名为 credit（） 的方法，用于添加到现有余额中。此外，定义第三种方法将利息金额转移到储蓄账户。

class SavingsAccount:
    def __init__(self, funds, rate_of_interest):
        self.funds = funds
        self.rate_of_interest = rate_of_interest

    def debit(self, value):
        self.funds -= value

    def credit(self, value):
        self.funds += value

    def transfer_interest(self):
        self.funds *= 1 + self.rate_of_interest

练习-2

创建一个名为 Product 的类，该类具有两个属性：名称和价格。该类还应该有一个名为 get_total_cost（） 的方法，该方法返回产品的总成本（价格的 1.5 倍），包括税。

class Product:
    def __init__(self, name, price):
        self.name = name
        self.price = price

    def get_total_cost(self):
        return self.price * 1.5

练习-3

定义一个名为“购物车”的类，其中包含产品列表。该类还应该有一个名为 add_product（） 的方法，用于将产品添加到购物车，以及一个名为 get_total_cost（） 的方法，该方法返回购物车中所有产品的总成本。

class ShoppingCart:
    def __init__(self):
        self.products = []

    def add_product(self, product):
        self.products.append(product)

    def get_total_cost(self):
        total_cost = 0
        for product in self.products:
            total_cost += product.get_total_cost()
        return total_cost

练习-4

创建一个名为 Employee 的类，该类具有三个属性：姓名、年龄和薪水。该类还应该有一个名为 get_annual_salary（） 的方法，用于返回员工的年薪。

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

    def get_annual_salary(self):
        return self.salary * 12

练习-5

实现一个名为“公司”的类，该类具有员工列表。该类还应该有一个名为 get_total_salary（） 的方法，该方法返回公司中所有员工的总工资。

class Company:
    def __init__(self):
        self.employees = []

    def add_employee(self, employee):
        self.employees.append(employee)

    def get_total_salary(self):
        total_salary = 0
        for employee in self.employees:
            total_salary += employee.get_annual_salary()
        return total_salary

结论

介绍了 Python 中类、对象和方法的基础知识.

类：

  • 类是使用关键字定义的。class
  • 类可以具有属性和方法。
  • 属性是属于类的变量。
  • 方法是属于类的函数。
  • 类可以从其他类继承。
  • 继承允许您重用代码并创建更专业的类。

对象：

  • 对象是使用关键字从类创建的。new
  • 对象具有自己的类属性副本。
  • 他们可以调用类方法。
  • 我们可以将它们作为参数传递给函数并从函数返回。
  • 我们可以使用 、、、、 和运算符将它们与其他对象进行比较。<><=>===!=

类方法：

  • 类方法绑定到类，而不是其对象。
  • 类方法直接调用类，而不先创建类的实例。
  • 类方法通常修改类状态、执行工厂操作或为类提供实用工具函数。
  • 开发人员使用装饰器或函数定义类方法。@classmethodclassmethod()

其他技术事实：

  • 类是一类对象，我们可以将它们作为参数传递并从函数返回。
  • 类可以嵌套在另一个类中。
  • 随后，他们可以创建元类，从而创建其他类。

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