Python學習：類和例項
本文作者： 玄魂工作室--熱熱的螞蟻
類，在學習物件導向我們可以把類當成一種規範，這個思想就我個人的體會，感覺很重要，除了封裝的功能外，類作為一種規範，我們自己可以定製的規範，從這個角度來看，在以後我們學習設計模式的時候，對設計模式的理解會很有幫助。其次，語言中類是抽象的模板，用來描述具有相同屬性和方法的物件的集合，比如Animal類。而例項是根據類建立出來的一個個具體的“物件”，每個物件都擁有相同的方法，但各自的資料可能不同。
Python使用class關鍵字來定義類，其基本結構如下：
class 類名(父類列表):
pass
複製程式碼
類名通常採用駝峰式命名方式，儘量讓字面意思體現出類的作用。Python採用多繼承機制，一個類可以同時繼承多個父類（也叫基類、超類），繼承的基類有先後順序，寫在類名後的圓括號裡。繼承的父類列表可以為空，此時的圓括號可以省略。但在Python3中，即使你採用類似classStudent:pass的方法沒有顯式繼承任何父類的定義了一個類，它也預設繼承object類。因為，object是Python3中所有類的基類。
下面是一個學生類：
class Student:
classroom = '101'
address = 'beijing'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def print_age(self):
print('%s: %s' % (self.name, self.age))
複製程式碼可以通過呼叫類的例項化方法（有的語言中也叫初始化方法或建構函式）來建立一個類的例項。預設情況下，使用類似obj=Student()的方式就可以生成一個類的例項。但是，通常每個類的例項都會有自己的例項變數，例如這裡的name和age，為了在例項化的時候體現例項的不同，Python提供了一個def__init__(self):的例項化機制。任何一個類中，名字為__init__的方法就是類的例項化方法，具有__init__方法的類在例項化的時候，會自動呼叫該方法，並傳遞對應的引數。比如：
class Student:
li = Student("李四", 24)
zhang = Student("張三", 23)
複製程式碼例項變數和類變數
例項變數：
例項變數指的是例項本身擁有的變數。每個例項的變數在記憶體中都不一樣。Student類中__init__方法裡的name和age就是兩個例項變數。通過例項名加圓點的方式呼叫例項變數。
我們列印下面四個變數，可以看到每個例項的變數名雖然一樣，但他們儲存的值卻是各自獨立的：
print(li.name)
print(li.age)
print(zhang.name)
print(zhang.age)
------------------------
李四
24
張三
23
複製程式碼類變數：
定義在類中，方法之外的變數，稱作類變數。類變數是所有例項公有的變數，每一個例項都可以訪問、修改類變數。在Student類中，classroom和address兩個變數就是類變數。可以通過類名或者例項名加圓點的方式訪問類變數，比如：
Student.classroom
Student.address
li.classroom
zhang.address
複製程式碼在使用例項變數和類變數的時候一定要注意，使用類似zhang.name訪問變數的時候，例項會先在自己的例項變數列表裡查詢是否有這個例項變數，如果沒有，那麼它就會去類變數列表裡找，如果還沒有，彈出異常。
Python動態語言的特點，讓我們可以隨時給例項新增新的例項變數，給類新增新的類變數和方法。因此，在使用li.classroom = '102'的時候，要麼是給已有的例項變數classroom重新賦值，要麼就是新建一個li專屬的例項變數classroom並賦值為‘102’。看下面的例子
>>> class Student: # 類的定義體
classroom = '101' # 類變數
address = 'beijing'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def print_age(self):
print('%s: %s' % (self.name, self.age))
>>> li = Student("李四", 24) # 建立一個例項
>>> zhang = Student("張三", 23) # 建立第二個例項
>>> li.classroom # li本身沒有classroom例項變數，所以去尋找類變數，它找到了！
'101'
>>> zhang.classroom # 與li同理
'101'
>>> Student.classroom # 通過類名訪問類變數
'101'
>>> li.classroom = '102' # 關鍵的一步！實際是為li建立了獨有的例項變數，只不過名字和類變數一樣，都叫做classroom。
>>> li.classroom # 再次訪問的時候，訪問到的是li自己的例項變數classroom
'102'
>>> zhang.classroom # zhang沒有例項變數classroom，依然訪問類變數classroom
'101'
>>> Student.classroom # 保持不變
'101'
>>> del li.classroom # 刪除了li的例項變數classroom
>>> li.classroom # 一切恢復了原樣
'101'
>>> zhang.classroom
'101'
>>> Student.classroom
'101'
複製程式碼類的方法：
Python的類中包含例項方法、靜態方法和類方法三種方法。這些方法無論是在程式碼編排中還是記憶體中都歸屬於類，區別在於傳入的引數和呼叫方式不同。在類的內部，使用def關鍵字來定義一個方法。
例項方法
類的例項方法由例項呼叫，至少包含一個self引數，且為第一個引數。執行例項方法時，會自動將呼叫該方法的例項賦值給self。self代表的是類的例項，而非類本身。self不是關鍵字，而是Python約定成俗的命名，你完全可以取別的名字，但不建議這麼做。
例如，我們前面Student類中的print_age()就是例項方法：
def print_age(self):
print('%s: %s' % (self.name, self.age))
# --------------------------
# 呼叫方法
li.print_age()
zhang.print_age()
複製程式碼靜態方法
靜態方法由類呼叫，無預設引數。將例項方法引數中的self去掉，然後在方法定義上方加上@staticmethod，就成為靜態方法。它屬於類，和例項無關。建議只使用類名.靜態方法的呼叫方式。（雖然也可以使用例項名.靜態方法的方式呼叫）
class Foo:
@staticmethod
def static_method():
pass
#呼叫方法
Foo.static_method()
複製程式碼類方法
類方法由類呼叫，採用@classmethod裝飾，至少傳入一個cls（代指類本身，類似self）引數。執行類方法時，自動將呼叫該方法的類賦值給cls。建議只使用類名.類方法的呼叫方式。（雖然也可以使用例項名.類方法的方式呼叫）
class Foo:
@classmethod
def class_method(cls):
pass
Foo.class_method()
複製程式碼看一個綜合例子：
class Foo:
def __init__(self, name):
self.name = name
def ord_func(self):
"""定義例項方法，至少有一個self引數 """
print('例項方法')
@classmethod
def class_func(cls):
""" 定義類方法，至少有一個cls引數 """
print('類方法')
@staticmethod
def static_func():
""" 定義靜態方法 ，無預設引數"""
print('靜態方法')
複製程式碼# 呼叫例項方法
f = Foo("Jack")
f.ord_func()
Foo.ord_func(f) # 請注意這種呼叫方式，雖然可行，但建議不要這麼做！
# 呼叫類方法
Foo.class_func()
f.class_func() # 請注意這種呼叫方式，雖然可行，但建議不要這麼做！
# 呼叫靜態方法
Foo.static_func()
f.static_func() # 請注意這種呼叫方式，雖然可行，但建議不要這麼做！
複製程式碼類、類的方法、類變數、類的例項和例項變數在記憶體中是如何儲存的？
類、類的所有方法以及類變數在記憶體中只有一份，所有的例項共享它們。而每一個例項都在記憶體中獨立的儲存自己和自己的例項變數。
建立例項時，例項中除了封裝諸如name和age的例項變數之外，還會儲存一個類物件指標，該值指向例項所屬的類的地址。因此，例項可以尋找到自己的類，並進行相關呼叫，而類無法尋找到自己的某個例項。
Python 類的繼承
在ptyhon中類一個類是可以同時繼承多個類，語法：
class 類名(父類1,父類2,...)
類體
複製程式碼Python類繼承之深度優先
python 支援多繼承，但對與經典類和新式類來說，多繼承查詢的順序是不一樣的。
經典類：
class P1:
def foo(self):
print 'p1-foo'
class P2 :
def foo(self):
print 'p2-foo'
def bar(self):
print 'p2-bar'
class C1 (P1,P2):
pass
class C2 (P1,P2):
def bar(self):
print 'C2-bar'
class D(C1,C2):
pass
複製程式碼例項d呼叫foo()時，搜尋順序是 D => C1 => P1
例項d呼叫bar()時，搜尋順序是 D => C1 => P1 => P2
換句話說，經典類的搜尋方式是按照“從左至右，深度優先”的方式去查詢屬性。d先查詢自身是否有foo方法，沒有則查詢最近的父類C1裡是否有該方法，如果沒有則繼續向上查詢，直到在P1中找到該方法，查詢結束。
Python類繼承之廣度優先
新式類：
class P1(object):
def foo(self):
print 'p1-foo'
class P2(object):
def foo(self):
print 'p2-foo'
def bar(self):
print 'p2-bar'
class C1 (P1,P2):
pass
class C2 (P1,P2):
def bar(self):
print 'C2-bar'
class D(C1,C2):
pass
複製程式碼例項d呼叫foo()時，搜尋順序是 D => C1 => C2 => P1 例項d呼叫bar()時，搜尋順序是 D => C1 => C2 可以看出，新式類的搜尋方式是採用“廣度優先”的方式去查詢屬性。
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