Python 簡明教程 --- 20,Python 類中的屬性與方法

碼農充電站發表於2020-06-27

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類中的變數稱為屬性,類中的函式稱為方法

類中的屬性分為:

  • 例項屬性:物件所有,互不干擾
  • 類屬性:類所有,所有物件共享

類中的方法分為:

  • 例項方法:定義中有self 引數
  • 類方法:定義中有cls 引數,使用@classmethod 裝飾器
  • 靜態方法:定義中即沒有self 引數,也沒有cls 引數,使用@staticmethod 裝飾器

1,例項屬性與類屬性

類的物件,就是類的一個例項。類的例項屬性被物件所有,包含在每個物件之中,不同的物件之間,互不干擾。類的類屬性被類所有,被包含在類中,是所有的類物件共享。

在這裡插入圖片描述

一般情況下,例項屬性會在__init__ 方法中宣告並初始化,並且使用self 來繫結。而類屬性是在類作用域中被宣告,並且不使用self 來繫結。

例如下面程式碼中,country 為類屬性,__name 為例項屬性:

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

訪問例項屬性時使用物件.屬性名的格式,例項屬性屬於物件各自的,互不影響:

>>> p1 = People('小明')
>>> p2 = People('小美')
>>> 
>>> p1.get_name()
'小明'
>>> p2.get_name()
'小美'

類屬性被所有物件共有,一旦被改變,所有物件獲取到的值都會被改變。訪問類屬性時使用類名.屬性名的格式,也可以使用物件.屬性名的格式來訪問:

>>> People.country              # 用`類名.屬性名`的格式訪問
'CHINA'
>>> p1.country                  # 用`物件.屬性名`的格式訪問
'china'
>>> p2.country
'china'
>>> 
>>> People.country = 'CHINA'    # 類屬性的值被改變
>>> p1.country                  # 每個物件獲取到的值也會被改變
'CHINA'
>>> p2.country
'CHINA'

注意,在使用物件.屬性名的格式訪問物件時,不要以這種格式對類屬性進行賦值,否則結果可能不會像你想象的一樣:

>>> p1 = People('小明')
>>> p2 = People('小美')
>>> People.country
'china'
>>> p1.country
'china'
>>> p2.country
'china'
>>> p1.country = '中國'   # 使用`物件.屬性名`的格式對類物件進行賦值
>>> p1.country           # 只有 p1.country 被改變
'中國'
>>> p2.country           # p2.country 沒有被改變
'china'
>>> People.country       # People.country 也沒有被改變
'china'

從上面程式碼中可以看到,在Python 中以物件.屬性名格式對類屬性進行賦值時,只有p1.country 的值被改變了,p2.countryPeople.country 的值都沒有被改變。

實際上,這種情況下,類屬性的值並沒有被改變,而是物件p1 中多了一個country 例項屬性,此後,p1.country 訪問的是p1 的例項屬性,p1.country對屬性country的訪問遮蔽了類中的country屬性,而p2.countryPeople.country 訪問的依然是原來的類屬性

所以,類名.屬性名物件.屬性名的格式都可以訪問類屬性的值,但儘量避免使用物件.屬性名的格式對類屬性的值進行賦值,否則可能會發生混亂。

建議:

不管是訪問還是改變類屬性的值,都只用類名.屬性名的格式

2,例項方法,類方法,靜態方法

Python 類中有三種方法:

  • 例項方法
  • 類方法
  • 靜態方法

例項方法屬於物件,方法中都有一個self 引數(代表物件本身)。例項方法只能由物件呼叫,不能通過類名訪問。例項方法中可以訪問例項屬性和類屬性。

類方法屬於類,方法中都有一個cls 引數(代表類本身)。類方法即可以通過類名訪問,也可以通過物件訪問,類方法中只能訪問類屬性,不能訪問例項屬性。

注意:

Python 直譯器在構造類與物件時,是先於物件產生的。

因此,類屬性與類方法是先於例項屬性與例項方法 產生的。

所以當類方法產生時,還沒有例項屬性,因此,類方法中不能訪問例項屬性。

靜態方法中,沒有self 引數,也沒有cls 引數。因此,在靜態方法中,即不能訪問類屬性,也不能訪問例項屬性。靜態方法可以使用類名訪問,也可以使用物件訪問。

在Python 中,定義類方法需要用到裝飾器@classmethod,定義靜態方法需要用到裝飾器@staticmethod

例項方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 例項方法中有self 引數
    def instance_method_test(self):
        # 在例項方法中訪問了例項屬性和類屬性
        print('name:%s country:%s' % (self.__name, People.country))

使用:

>>> p = People('小明')
>>> p.instance_method_test()
name:小明 country:china

在例項方法中訪問了例項屬性__name和類屬性country,均可以被訪問。

類方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 類方法中都有cls 引數
    @classmethod
    def class_method_test1(cls):
        print('在類方法中訪問類屬性country:%s' % cls.country)

    @classmethod
    def class_method_test2(cls):
        print('在類方法中訪問例項屬性__name:%s' % self.__name)

使用:

>>> p = People('小明')
>>> p.class_method_test1()         # 在類方法中訪問類屬性,可以
在類方法中訪問類屬性country:china
>>>
>>> p.class_method_test2()         # 在類方法中訪問例項屬性,出現異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 18, in class_method_test2
    print('在類方法中訪問例項屬性__name:%s' % self.__name)
NameError: name 'self' is not defined

從上面程式碼中可以看到,在類方法中可以訪問類屬性,但在類方法中訪問例項屬性,會出現異常。

靜態方法演示

#! /usr/bin/env python3

class People:

    country = 'china'

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    # 靜態方法中即沒有self 引數也不沒有cls 引數
    @staticmethod
    def static_method_test1():
        print('在靜態方法中訪問類屬性country:%s' % cls.country)

    @staticmethod
    def static_method_test2():
        print('在靜態方法中訪問例項屬性__name:%s' % self.__name)

使用:

>>> p = People('小明')
>>> p.static_method_test1()      # 在靜態方法中訪問類屬性,出現異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 14, in static_method_test1
    print('在靜態方法中訪問類屬性country:%s' % cls.country)
NameError: name 'cls' is not defined
>>>
>>> p.static_method_test2()     # 在靜態方法中訪問例項屬性,出現異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/home/wp/to_beijing/People.py", line 18, in static_method_test2
    print('在靜態方法中訪問例項屬性__name:%s' % self.__name)
NameError: name 'self' is not defined

從上面程式碼中可以看到,在靜態方法中無論訪問例項方法還是類方法,都會出現異常。

3,專有方法

我們之前講到過的魔法方法,即以雙下劃線__開頭且結尾的方法__xxx__,就是專有方法。這些方法都被Python 賦予了特殊的含義,使用者可以根據需要,來實現這些方法。

下面我們介紹一些 Python 中常見的專有方法。

__len__ 方法

實現該方法的類的物件,可以用len() 函式計算其長度。

__str__ 方法

實現該方法的類的物件,可以轉化為字串。

__call__ 方法

實現該方法的類的物件,可以像函式一樣呼叫。

__iter__ 方法

實現該方法的類的物件,是可迭代的。

__setitem__ 方法

實現該方法的類的物件,可以用索引的方式進行賦值。

__getitem__ 方法

實現該方法的類的物件,可以用索引的方式進行訪問。

__contains__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行in 運算。


__add__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行加+運算。

__sub__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行減-運算。

__mul__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行乘*運算。

__div__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行除/運算。

__pow__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行乘方運算。

__mod__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行取模運算。


__eq__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行相等==比較。

__ne__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行不等於!=比較。

__gt__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行大於>比較。

__ge__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行大於等於>=比較。

__lt__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行小於<比較。

__le__ 方法

實現該方法的類的物件,可以進行小於等於<=比較。

(完。)


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