Class 类

用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。

一个人（身高：一米八）要吃饭、喝水、睡觉；
一只老虎（体重：300斤）要奔跑、洗澡、捕猎。

一、名词定义

• 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
• 方法： 类中定义的 函数 。
• 类变量： 类变量在整个实例化的对象中是公用的。
  • 一般位置 ：类变量定义在类中且在函数体之外。
  • 固有属性由类变量表示。
  • 类变量通常不作为实例变量使用。
  • 对类变量的修改会影响到类的所有实例。
• 数据成员： 类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
• 方法重写： 如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
• 实例变量：
  • 一般位置 ：在类的 __init__ 声明中。
  • 属性 是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，且一般是自定义属性。
• 局部变量：
  • 一般位置 ：定义在方法中的变量。
  • 只作用于当前实例（对象）的类。
  • 一旦函数或方法执行完毕，局部变量就会被销毁。
  • 局部变量与类本身无关，无论是在类的内部还是外部定义的方法中，都可以有局部变量。
• 继承： 即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的属性和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。
• 实例化： 创建一个类的实例，即创建一个类的具体对象。
  • 实例是可以更改、删除原属性的。
• 对象： 通过类定义的数据结构实例，实例即对象。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

二、先睹为快

通俗举例：

• 无 __init__ 代码举例（有 __init__ 的后面会写）：

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

  class Calculator:             # Calculator：类名 name = 'Good calculator'  # name：类变量（固有属性） price= 18                 # price：类变量（固有属性） def add(self,x, y):       # add()：方法 result=x+y            # result：局部变量 print(result) def minus(self, x, y):    # minus()：方法 result=x-y            # result：局部变量 print(result) def times(self, x, y):    # times()：方法 print(x*y) def divide(self, x, y):   # divide()：方法 print(x/y) cal1 = Calculator()           # ☆实例化(cal1也有了相同的属性和方法) ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— >>> cal1.name                 ----->'Good calculator' >>> cal1.add(1,2)             ----->3 >>> cal1.price                ----->18 >>> cal1.price=25 >>> cal1.price                ----->25 # 实例的属性可以修改

三、详细解释

（1）self

• 在用 def 定义方法时，第一个参数一定得是 self 。
• self 代表的是类的实例（对象），本质是代表当前对象的地址，不是类；而 self.class 则指向类。请看 VCR ：

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  class Test: def prt(self): print(self) print(self.__class__) t = Test() t.prt() ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— #输出结果为（两个 print 的结果）： <__main__.Test instance at 0x100771878> __main__.Test

• self 不是 python 关键字，可以把它换成别的单词，但仍强烈建议使用 self。

（2）方法

• 在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法。
• 与一般函数不同，类的方法在定义时必须包含参数 self，且为第一个参数，self 代表的是类的实例。
• self 不是 python 的关键字，所以可以用别的单词来代替 self 。
  但按照惯例，最好就用 self 。

__init__

一种内置的方法，可称之为“构造方法”，初始化（Initialize的缩写）

前后各两个下划线

在实例化时，会自动调用，用来初始化自定义属性

• 有 __init__ 代码举例（没给出默认自定义属性，实例化时需要手动给出）：下方代码要注意一点，自定义属性是 hight 这些，不是 hig 这些，hig 只是输入参数。

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  class Calculator:             # Calculator：类名 class_variable = "I am a class variable" # 这是一个类变量（固有属性）  name = 'Good calculator'  # name：类变量（固有属性） price= 18                 # price：类变量（固有属性） #***************************** def __init__ (self, hig, wid, wei):         #              * self.hight = hig      # hight：实例变量（自定义属性）      * self.width = wid      # width：实例变量（自定义属性）      * self.weight = wei     # weight：实例变量（自定义属性）     * #***************************** def add(self,x, y):       # add()：方法 result=x+y            # result：局部变量 print(result) def minus(self, x, y):    # minus()：方法 result=x-y            # result：局部变量 print(result) def times(self, x, y):    # times()：方法 print(x*y) def divide(self, x, y):   # divide()：方法 print(x/y) ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— #先运行程序 >>> cal2 = Calculator(1,5,12) #实例化时，一定要给出自定义属性的内容 >>> cal2.name                 ----->'Good calculator' >>> cal2.hight                ----->1 >>> cal2.add(1,2)             ----->3 >>> cal2.price                ----->18 >>> cal2.price=25 >>> cal2.price                ----->25 # 实例的固有、自定义属性都可修改

• 有 __init__ 代码举例（给出默认自定义属性）：

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  ...#同上 #******************* def __init__ (self, hight=1, width=5, weight=12):      * self.hight = hight    # hight：自定义属性            * self.width = width    # width：自定义属性            * self.weight = weight  # weight：自定义属性           * #******************* ...#同上 ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— #先运行程序 >>> cal2 = Calculator() #实例化时，不用再给出自定义属性，除非要修改

• super().__init__() 的功能与用法
  

  在Python中，super() 函数是用于调用父类（超类）的一个方法。在类的构造函数（__init__）中使用super().__init__()是一种常见的做法（特别是在多重继承的情况下，它确保了父类被正确地初始化，但是这里不过多介绍多重继承）。
  ————
  python3 的 super() 函数就是此格式，比 python2 的 super() 函数要精简。

  • 用法：假设我们有一个基类（父类）和一个派生类（子类），子类在初始化时，可能需要父类的一些已经设置好的属性或方法，我们希望在子类初始化时也初始化基类。这时就可以使用super().__init__()。
  • 示例：

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

    class Parent:  def __init__(self, name):  self.name = name  print(f"Parent with name: {self.name}")  class Child(Parent):  def __init__(self, name, age):  super().__init__(name)  # 调用父类的__init__方法  self.age = age  print(f"Child with name: {self.name} and age: {self.age}")  # 使用子类  child_instance = Child("Alice", 10) --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- # 运行结果 Parent with name: Alice  Child with name: Alice and age: 10

    这里用到了 f-string 字符，感兴趣的可以上网搜搜，或者直接问 GPT 。

__call__

一种内置的方法，前后各两个下划线。
这个内置方法，有点多此一举的感觉，不过有些妙用，需要慢慢体会…

该内置函数的作用是：
“实例可以直接当函数用，且其效果就是 __call__ 函数的效果”，此时， __call__ 函数的输入参数，就是实例的输入参数。
具体使用代码见下方运行程序结果：

多加一嘴：其余自命名方法（函数）的调用方式为 实例名.方法名() 。

（3）继承

就是先定义了一个 基准类，后面想再定义一个 派生类，该派生类想沿用基准类的属性和方法，这种沿用过程就叫“继承”。

子类（派生类 DerivedClassName）会继承父类（基类 BaseClassName）的属性和方法。

• 单继承：
  • 当基类和派生类 处于同一个模块中 时：

    1 2 3 4

    class 派生类名(基类名): ... 代码块 ...

  • 当基类和派生类不在同一个模块中时，需要从基类所在模块导入基类：
    • 写法一（仅导入基类）：

      1 2 3 4 5 6 7

      #假设基类 BaseClassName 在模块 modname 中 from modname import BaseClassName  class DerivedClassName(BaseClassName):  ... 代码块 ...

    • 写法二（直接导入基类所在模块）：

      1 2 3 4 5 6 7

      #假设基类 BaseClassName 在模块 modname 中 import modname  class DerivedClassName(modname.BaseClassName):  ... 代码块 ...

  示例：

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

  #类定义 class people: #定义基本属性 name = '' age = 0 #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问 __weight = 0 #定义构造方法 def __init__(self,n,a,w): self.name = n self.age = a self.__weight = w def speak(self): print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age)) #单继承示例 class student(people): grade = '' def __init__(self,n,a,w,g): #调用父类的构函 people.__init__(self,n,a,w) self.grade = g #覆写父类的方法 def speak(self): print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade)) s = student('ken',10,60,3) s.speak() ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— #输出结果为： ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

• 多继承：

  1 2	#参考菜鸟教程，基本不用： https://www.runoob.com/python3/python3-class.html

（4）方法重写

如果父类定义的方法的功能不能满足需求，则可以在子类重写父类的方法。

示例：

四、实例变量、局部变量、类变量的 GPT 解释

在Python的继承机制中，理解实例变量、局部变量、和类变量是非常重要的。这些变量在类及其对象中的作用域和生命周期各不相同。下面是对这些变量的详细解释：

• 实例变量（Instance Variables）实例变量也称为对象变量，它们是在类的实例（即对象）中定义的变量。每个实例都有自己独立的实例变量副本，即使两个实例属于同一个类，它们的实例变量值也可以是不同的。实例变量通常通过类的构造方法（__init__）来初始化。

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  class MyClass:  def __init__(self, value):  self.instance_variable = value  # 这是一个实例变量  obj1 = MyClass(10)  obj2 = MyClass(20)  print(obj1.instance_variable)  # 输出: 10  print(obj2.instance_variable)  # 输出: 20

• 局部变量（Local Variables）局部变量是在函数或方法内部定义的变量。它们的作用域仅限于定义它们的函数或方法。一旦函数或方法执行完毕，局部变量就会被销毁。局部变量与类本身无关，无论是在类的内部还是外部定义的方法中，都可以有局部变量。

  1 2 3 4 5 6 7 8

  class MyClass:  def my_method(self):  local_variable = "I am a local variable"  # 这是一个局部变量  print(local_variable)  obj = MyClass()  obj.my_method()  # 输出: I am a local variable  # 在这里，local_variable 已经不存在了

• 类变量（Class Variables）类变量是在类级别定义的变量，它们不属于类的任何特定实例。相反，它们被类的所有实例共享。类变量可以通过类本身来访问，也可以通过类的任何实例来访问。当通过实例修改类变量时，这个改变会影响到所有实例，因为所有的实例共享同一个类变量。

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  class MyClass:  class_variable = "I am a class variable"  # 这是一个类变量  def __init__(self, value):  self.instance_variable = value  def print_variables(self):  print(self.class_variable)  # 通过实例访问类变量  print(MyClass.class_variable)  # 直接通过类名访问类变量  # 修改类变量  MyClass.class_variable = "I have been modified" obj1 = MyClass(10)  obj2 = MyClass(20)  obj1.print_variables()  # 输出: I have been modified 和 I have been modified  obj2.print_variables()  # 输出同上，因为类变量被所有实例共享

  注意：尽管可以通过实例访问类变量，但最好通过类名来访问和修改类变量，以避免潜在的混淆。特别是在通过实例修改类变量时，要清楚这样做会影响所有实例共享的类变量值。

总结

到此这篇关于python中Class(类)的文章就介绍到这了。