python学习笔记13--类和对象

1. 类和对象简介

与C++和Java一样，python也支持面向对象编程（OOP）。一个对象代表真实世界中的一个实体，它包括identity、state、behavior。identity是对象的唯一编号，在运行过程中，python会自动地为每个对象分配唯一的身份识别编号；state也被叫做properties或attribute，它是对象特性的体现；behavior也被称作method，它用来返回对对象进行操作的结果。

对象与类的区别，类似于匹萨和匹萨食谱的区别，你可以用一个匹萨食谱（类）制造很多匹萨（对象），简单来说，对象是类的一个实例。

2. 类的定义

Python中通常用

class ClassName:

     initializer

     methods

来定义一个类。下面的代码定义了一个圆形类：

#coding=utf-8
import math

class Circle:
    # 构造函数
    def __init__(self,radius = 1):
        self.radius = radius
    
    # 返回圆的周长
    def getPerimeter(self):
        return 2 * self.radius * math.pi
    
    # 返回圆的面积
    def getArea(self):
        return self.radius * self.radius * math.pi
    
    # 设置圆的半径
    def setRadius(self,radius):
        self.radius = radius
        

# 创建两个圆对象，并用.访问属性和方法
c1 = Circle()
c2 = Circle(5)

# 第一个圆
print ("第一个圆的半径为", c1.radius, "，周长为",c1.getPerimeter(),
       "，面积为",c1.getArea())

# 第二个圆
print ("第二个圆的半径为", c2.radius, "，周长为",c2.getPerimeter(),
       "，面积为",c2.getArea())
           

1）initializer通常命名为__init__，这是个特殊的方法；

2）注意所有的方法，包括Initializer，都有第一个参数self，self参数是指向对象本身的，我们可以通过self.var来创建或修改类的属性变量，如其中的self.radius=radius，并且它的作用范围是整个类。

3）可以同dot操作符（.）来访问对象的属性域和方法函数，如c1.radius，c1.getArea()；

3. 可改变对象与不可改变对象

之前了解到数字和字符串是不可改变对象，当不可改变对象作为参数传递给函数f时，在函数f内部的修改不会反映在原始函数中；可改变对象则相反，若将可改变对象传递给函数f，则在函数f中的修改会反映在原始函数中。举个例子：

def main():
    # 创建一个半径为1的圆
    myCircle = Circle()
    
    # 打印半径分别为1,2,3,4,5时的圆的面积
    n = 5
    printAreas(myCircle,n)
    
    print ("\nRadius is",myCircle.radius)   # 6
    print ("n is", n)                       # 5

def printAreas(c,times):
    print ("Radius \t\tArea")
    while times>=1:
        print (c.radius,"\t\t",c.getArea())
        c.radius += 1
        times -= 1

main()
           

可以看出，在将n=5传递给函数printAreas()后，n的值并没有改变，因为其是不可改变对象；而myCircle传递给函数printAreas()之前，其半径为1，而从函数结束后返回，其半径为6，说明myCircle在函数中的修改反映到了原始函数中，因为它是可改变对象。

4. 数据隐藏

上面的代码中，其他函数可以直接访问对象的属性变量，这样在编程时可能会出现难以维护的情形，所以有时候我们希望能避免直接的访问或修改属性变量，而通过getter和setter方法来操作属性变量，这就叫做数据隐藏（data hiding），也可以叫做私有变量，python中的私有变量用__var表示。同样，也可以用__methods定义私有方法。如修改Circle类中的radius为私有变量：

# 构造函数
    def __init__(self,radius = 1):
        self.__radius = radius
           

这样，如果直接访问该变量的话，会出现 'Circle' object has no attribute '__radius' 错误。

在面向过程编程中，数据和操作是分离的，并且需要将数据发送给操作方法；而面向对象编程中，数据和相关的操作被放在一起，构成一个对象，这种方法是真实世界的镜像，其中所有对象的属性和操作紧密结合；面向对象编程提高了软件的可重用性，并且使程序易于阅读和维护，效率较高。