全網最適合入門的物件導向程式設計教程:30 Python的內建資料型別-object根類

FreakStudio發表於2024-08-03

全網最適合入門的物件導向程式設計教程:30 Python 的內建資料型別-object 根類

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摘要:

在 Python 中,所有的類都直接或間接繼承自一個根類,這個根類是Object。Object類是 Python 中所有新式類的基礎類,在 Python 的類層次結構中,Object類是所有類的最終基類。

原文連結:

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文件和程式碼獲取:

可訪問如下連結進行對文件下載:

https://github.com/leezisheng/Doc

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本文件主要介紹如何使用 Python 進行物件導向程式設計,需要讀者對 Python 語法和微控制器開發具有基本瞭解。相比其他講解 Python 物件導向程式設計的部落格或書籍而言,本文件更加詳細、側重於嵌入式上位機應用,以上位機和下位機的常見串列埠資料收發、資料處理、動態圖繪製等為應用例項,同時使用 Sourcetrail 程式碼軟體對程式碼進行視覺化閱讀便於讀者理解。

相關示例程式碼獲取連結如下:https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo

正文

Python 中常用的內建型別包括數字、序列、對映、類、例項和異常。內建資料型別是指在 Python 中預定義的基本資料型別,包括字串(str)、列表(list)、元組(tuple)以及字典(dict)等。

對於 Python 來說,所有的資料型別都繼承於 object 類,object 類定義如下:

class object
 |  The base class of the class hierarchy.
 |
 |  When called, it accepts no arguments and returns a new featureless
 |  instance that has no instance attributes and cannot be given any.
 |
 |  Built-in subclasses:
 |      anext_awaitable
 |      async_generator
 |      async_generator_asend
 |      async_generator_athrow
 |      ... and 90 other subclasses
 |
 |  Methods defined here:
 |
 |  __delattr__(self, name, /)
 |      Implement delattr(self, name).
 |
 |  __dir__(self, /)
 |      Default dir() implementation.
 |
 |  __eq__(self, value, /)
 |      Return self==value.
 |
 |  __format__(self, format_spec, /)
 |      Default object formatter.
 |
 |      Return str(self) if format_spec is empty. Raise TypeError otherwise.
 |
 |  __ge__(self, value, /)
 |      Return self>=value.
 |
 |  __getattribute__(self, name, /)
 |      Return getattr(self, name).
 |
 |
 |  __getstate__(self, /)
 |      Helper for pickle.
 |
 |  __gt__(self, value, /)
 |      Return self>value.
 |
 |  __hash__(self, /)
 |      Return hash(self).
 |
 |  __init__(self, /, *args, **kwargs)
 |      Initialize self.  See help(type(self)) for accurate signature.
 |
 |  __le__(self, value, /)
 |      Return self<=value.
 |
 |  __lt__(self, value, /)
 |      Return self<value.
 |
 |  __ne__(self, value, /)
 |      Return self!=value.
 |
 |  __reduce__(self, /)
 |      Helper for pickle.
 |
 |  __reduce_ex__(self, protocol, /)
 |      Helper for pickle.
 |
 |  __repr__(self, /)
 |      Return repr(self).
 |
 |  __setattr__(self, name, value, /)
 |      Implement setattr(self, name, value).
 |
 |  __sizeof__(self, /)
 |      Size of object in memory, in bytes.
 |
 |  __str__(self, /)
 |      Return str(self).
 |
 |
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |
 |  Class methods defined here:
 |
 |  __init_subclass__(...) from builtins.type
 |      This method is called when a class is subclassed.
 |
 |      The default implementation does nothing. It may be
 |      overridden to extend subclasses.
 |
 |  __subclasshook__(...) from builtins.type
 |      Abstract classes can override this to customize issubclass().
 |
 |      This is invoked early on by abc.ABCMeta.__subclasscheck__().
 |      It should return True, False or NotImplemented.  If it returns
 |      NotImplemented, the normal algorithm is used.  Otherwise, it
 |      overrides the normal algorithm (and the outcome is cached).
 |
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Static methods defined here:
 |
 |  __new__(*args, **kwargs) from builtins.type
 |      Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature.
 |
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Data and other attributes defined here:
 |
 |  __class__ = <class 'type'>
 |      type(object) -> the object's type
 |      type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type

簡單來說,object 是 Python 中所有類的基類。它是一個內建的根類,其他所有類都隱式地或顯式地繼承自它。如果一個類在定義中沒有明確定義繼承的基類,那麼預設就會繼承 object.mro 屬性記錄類繼承的關係,它是一個元組型別,從結果可以看出 Employee 繼承自 object 基類。

class Employee():
    pass
_# 等價於_
class Employee(object):
    pass
_# 列印類的繼承關係_
print(Employee.__mro__)

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object 類為所有物件提供了通用的方法和屬性,典型方法如下:

型別 名稱 作用
建構函式 init object 類的建構函式,雖然沒有特別有用的功能,但在子類中定義自己的建構函式時,需要呼叫 super().init()來確保 object 類的初始化被執行。
字串表示方法 str object 類定義了用於返回物件字串表示的方法。可以在子類中重寫這個方法來自定義物件的字串表示。
屬性訪問方法 getattr setattr delattr 這些方法允許在屬性被訪問或設定時插入自定義的行為。當屬性不存在時,__getattr__會被呼叫。delattr,用於 del 語句,刪除類或者物件的某個屬性。透過它們我們可以對任意一個我們不熟悉的物件進行嘗試性訪問,而不會導致程式出錯。
物件比較方法 eq \ ne 這些方法用於定義物件之間的相等性和不相等性。預設情況下,它們比較物件的標識,但可以在子類中進行自定義。
雜湊方法 hash 用於定義物件的雜湊值,通常與字典、集合等資料結構相關。
布林值方法 bool 定義物件的布林值,通常用於條件語句中。
幫助類方法 dir \ doc dir() 方法用於類的所有屬性和方法名,它是一個字典,內建函式 dir() 就是對它的呼叫。 doc 屬性指向當前類的描述字串。描述字串是放在類定義中第一個未被賦值的字串,它不會被繼承。

我們可以不用建立子類,直接例項化 object:

o = object()
o.x = 5

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怎麼回事,為什麼會報錯?原來直接例項化的 object 無法設定任何屬性。由於需要節省記憶體,Python 預設禁止向 object 以及其他幾個內建型別新增任意屬性。object 類作為 Python 中所有類的根類,其作用是為其他類的建立和使用提供了基礎。

實際上,類的例項也可以作為父類/基類。接下來,我們將透過詳細闡述一下 object 類和 Type 型別間的關係幫助大家加深對於類、物件和例項之間關係的理解。

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