零基礎學習 Python 之細說類屬性 & 例項

寫在之前

如果你看過昨天的文章相信你對「類」有了一些基本的認識，為了能給之後的程式設計打個稍微牢固的基礎，我們要深入到一些細節部分中去。今天我們來看類的屬性。

類屬性

首先我們在互動模式下先建立一個簡單的類：

>>> class A():
...    x = 1
...
複製程式碼

上面的 A() 類中的程式碼沒有任何方法，只有 x = 1，當然如果你樂意的話，你可以寫任何東西。先不管為什麼，我們繼續在互動模式下敲下面的程式碼：

>>> A.x
1
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A 是剛剛建立的類的名字，x 是類中的一個變數，它引用的物件是整數 1。通過 A.x 的方式就能得到整數 1,。像這樣的，類中的 x 被稱為類的屬性，而 1 是這個屬性的值，A.x 是呼叫類屬性的方式。

我們在這裡談到了「屬性」，請不要忽視這個詞，在很多的領域都有它的身影。

下面我們回到之前 A 類的那個例子上。如果要呼叫類的某個屬性，其方法是用英文的句號，就如我們例子中的 A.x。類的屬性僅僅與其所定義的類繫結，並且這種屬性本質上就是類裡的變數。它的值不依賴任何的例項，只是由類中所寫的變數賦值語句確定。所以類的屬性還有另外一個名字 -- 「靜態變數」。

我在前面的文章中說過很多次，在 Python 中 「萬物皆物件」，類當然也不例外，它也是物件，凡是物件都具有屬性和方法，而屬性是可以增加刪除和修改的。既然如此，那麼對於之前的類 A，都可以對其目前所擁有的屬性進行修改，也可以增加新的屬性。

>>> A.y = 2
>>> A.y
2
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上述程式碼給類 A 增加了一個新的屬性 y，並賦值為 2。

>>> del A.x
>>> A.x
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: class A has no attribute 'x'
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上述程式碼刪除了一個已有的屬性 x，A.x 屬性被刪除後，如果再呼叫，就會出現異常。A.y 依然存在，我們可以修改 y 這個類的屬性的值：

>>> A.y = 10000
>>> A.y
10000
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y 是我們在 A 類中自己定義的屬性，其實在一個類建立的同時，Python 也讓這些類具有了一些預設的屬性，可以用我們熟悉的 dir() 來檢視類的所有屬性，當然也包括方法：

>>> dir(A)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'y']
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我們仔細觀察上面的結果，可以發現一個特殊的屬性 dict，之所以用“特殊” 這個詞來修飾，是因為它也是以雙下劃線開頭和結尾的，類似於昨天文章中我們所見的 init()。在類裡面，凡事以雙下劃線開頭和結尾命名的屬性和方法，我們都稱它們為“特殊**”。

>>> A.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', 'y': 10000, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None})
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下面我再說幾種類的特殊屬性的含義：

• A.name：以字串的形式返回類的名字，需要注意的是這時候得到的僅僅是一個字串，而不是一個類物件。

• A.doc：顯示類的文件。

• A.base：類 A 的所有父類。如果是按照上面方式定義的類，應該顯示 object，因為以上所有的類都繼承了它。等到學習了“繼承”，再來看這個屬性，內容就豐富了。

• A.dict：以字典形式顯示類的所有屬性。

• A.module：類所在的模組。

這裡稍微解釋一下 A.module，我們對類 A 做如下操作：

>>> A.__module__
'__main__'
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說明這個類所描述的模組是 mian()。

最後讓我們來對類的屬性進行一個總結：

1.類屬性跟類繫結，可以自定義，刪除，修改值，也可以隨時增加類屬性。

2.每個類都有一些特殊屬性，通常情況下特殊屬性是不需要修改的，雖然有的特殊屬性可以修改，比如 A.doc。

對於類，除了屬性，還有方法。但是類中的方法，因為牽扯到例項，所以我們還是通過研究例項來理解類中的方法。

我在之前的文章中說過，類是物件的定義，例項才是真實的東西。比如「人」 是一個類，但是「人”」終究不是具體的某個會喘氣的，只有「rocky」 才是具體的東西，但他是具有「人」這個類所定義的屬性和方法。「rocky」 就是「人」 這個類的例項。

建立例項

建立例項並不是很難的事情，只需要呼叫類就可以實現：

>>> class man():
...     sex = '男'
...
>>> rocky = man()
>>> rocky
<__main__.man instance at 0x00000000004F3688>
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如果不是用很嚴格的說法的話，上面的這個例子就是建立了一個例項 rocky。這裡有一點需要我們注意的是，呼叫類的方法和呼叫類的函式類似，如果僅僅是寫 man() 的話，則是建立了一個例項：

>>> man()
<__main__.man instance at 0x0000000002577D88>
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而 rocky = man() 本質上是將變數 rocky 與例項物件 man() 建立引用關係，這種關係就如同我們在剛開始的時候學的賦值語句 x = 1 是同樣的效果。

那麼對於一個例項來說這個建立的過程是怎麼進行的呢？我們繼續來看：

class Person:
  """
  具有通常類的結構的 Person 類
  """
  def __init__(self,name):
      self.name = name

  def get_name(self):
      return self.name

  def get_sex(self,sex):
      per_sex = {}
      per_sex[self.name] = sex
      return per_sex
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例項我們用 boy = Person('rocky') ，當然了，在這裡你可以建立很多個例項，還記得那句話麼：類是例項的工廠。

當我們建立完例項，接下來就是呼叫類，當類被呼叫以後，先是建立一個例項物件，然後檢查是否有 init()，如果有的話就呼叫這個方法，並且將例項物件作為第一個引數 self 傳進去，如果沒有的話，就只是返回例項物件。

我之前也說過，init() 作為一個方法是比較特殊的，在它裡面，一般是規定一些屬性或者做一些初始化，讓類具有一些基本的屬性，但是它沒有 return 語句，這是 init() 區別於一般方法的地方：

>>> class fun:
...    def __init__(self):
...            print('this is init()')
...            return 1
...
>>> f = fun()
this is init()
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: __init__() should return None
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上面的執行結果出現了異常，並且明確說明了「init() should return None」，所以不能有 return，如果非要帶上的話，只能是 return None，索性就不要寫了。

由此可知對於 init() ，除了第一個引數必須是 self，還要求不能有 return 語句，其他方面和普通函式就沒有什麼區別了。比如引數和裡面的屬性，你就可以像下面這樣來做：

>>> class Person:
...     def __init__(self,name,sex = '男',age = 10):
...             self.name = name
...             self.sex = sex
...             self.age = age
...
複製程式碼

例項我們建立好了以後，我們接下來就要研究例項的內容，首先來看的是例項屬性。

例項屬性

和類屬性相似，例項所具有的屬性叫做 “例項屬性”：

>>> class A:
...     x = 1
...
>>> f = A()
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類已經有了一個屬性 A.x = 1，那麼由類所建立的例項也應當具有這個屬性：

>>> f.x
1
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除了 f.x 這個屬性以外，例項也具有其它的屬性和方法，我們依然用 dir 方法來看：

>>> dir(f)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'x']
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例項屬性和類屬性最主要的不同是在於，例項屬性可以隨意的更改：

>>> f.x += 10
>>> f.x
11
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上面就是把例項屬性修改了，但是類屬性並沒有因為例項屬性的修改而發生變化，正如我們在前幾天的文章中所說的那樣，類屬性是與類捆綁的，不受例項的影響。

>>> A.x
1
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上述的結果正好印證了這一點 -- 類屬性不因例項屬性改變而改變。既然如此，那麼 f.x += 10 又改變了什麼呢？

其實就是例項 f 又重新建立了一個新的屬性，但是這個新的屬性和原先舊的屬性是一個名字，都是 f.x，所以相當於原先舊的屬性被 “掩蓋”了，只能訪問到新的屬性，所以值是 11。

>>> f.x
11
>>> del f.x
>>> f.x
1
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由上面的例子可以看出，既然新的 f.x “掩蓋”了舊的 f.x，只要把新的 f.x 刪除，舊的 f.x 就可以顯現出來。

例項的改變不會影響到類，但是類屬性可以影響到例項屬性，因為例項就是通過呼叫類來建立的：

>>> A.x += 10
>>> A.x
11
>>> f.x
11
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如果是同一個屬性 x，那麼例項屬性跟著類屬性的改變而改變，當然，這個是針對於像字串這種不可變物件而言的，對於類中如果引用的是可變物件的資料，則情形會有所不同，因為可變物件的資料是可以原地進行修改的：

>>> class B:
...     y = [1,2,3,4]
...
>>> B.y #類屬性
[1, 2, 3, 4]
>>> f = B()
>>> f.y #例項屬性
[1, 2, 3, 4]
>>> B.y.append('5')
>>> B.y
[1, 2, 3, 4, '5']
>>> f.y
[1, 2, 3, 4, '5']
>>> f.y.append('66')
>>> B.y
[1, 2, 3, 4, '5', '66']
>>> f.y
[1, 2, 3, 4, '5', '66']
複製程式碼

通過上面的程式碼我們可以看出，當類中的變數引用的是可變物件的時候，類屬性和例項屬性都能夠直接修改這個物件，從而增加另一方的值。

還有一點我們已經知道了增加一個類屬性，相應的例項屬性也會增加，但是反過來就不成立了：

>>> B.x = 'aa'
>>> f.x
'aa'
>>> f.z = 'abcd'
>>> f.z
'abcd'
>>> B.z
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: class B has no attribute 'z'
複製程式碼

可以看出類並沒有接納例項例項增加的屬性。

寫在之後

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