在物件導向的程式設計過程中有兩個重要概念:類(class)和物件(object,也被稱為範例,instance),其中類是某一批物件的抽象,可以把類理解成某種概念;物件才是一個具體存在的實體。從這個意義上看,日常所說的人,其實都是人的物件,而不是人類。
Python 定義類的簡單語法如下:
class 類名:
執行語句...
零個到多個類變數...
零個到多個方法...
類名只要是一個合法的識別符號即可,但這僅僅滿足的是 Python 的語法要求:如果從程式的可讀性方面來看,Python 的類名必須是由一個或多個有意義的單詞連綴而成的,每個單詞首字母大寫,其他字母全部小寫,單詞與單詞之間不要使用任何分隔符。
從上面定義來看,Python 的類定義有點像函數定義,都是以冒號(:)作為類體的開始,以統一縮排的部分作為類體的。區別只是函數定義使用 def 關鍵字,而類定義則使用 class 關鍵字。
Python 的類定義由類頭(指 class 關鍵字和類名部分)和統一縮排的類體構成,在類體中最主要的兩個成員就是類變數和方法。如果不為類定義任何類變數和方法,那麼這個類就相當於一個空類,如果空類不需要其他可執行語句,則可使用 pass 語句作為預留位置。例如,如下類定義是允許的:
class Empty:
pass
通常來說,空類沒有太大的實際意義。
類中各成員之間的定義順序沒有任何影響,各成員之間可以相互呼叫。
Python 類所包含的最重要的兩個成員就是變數和方法,其中類變數屬於類本身,用於定義該類本身所包含的狀態資料:而範例變數則屬於該類的物件,用於定義物件所包含的狀態資料:方法則用於定義該類的物件的行為或功能實現。
Python 是一門動態語言,因此它的類所包含的類變數可以動態增加或刪除(程式在類體中為新變數賦值就是增加類變數),程式也可在任何地方為已有的類增加變數;程式可通過 del 語句刪除己有類的類變數。
類似的是,Python 物件的範例變數也可以動態增加或刪除(只要對新範例變數賦值就是增加範例變數),因此程式可以在任何地方為己有的物件增加範例變數;程式可通過 del 語句刪除已有物件的範例變數。
在類中定義的方法預設是實體方法,定義實體方法的方法與定義函數的方法基本相同,只是實體方法的第一個引數會被系結到方法的呼叫者(該類的範例),因此實體方法至少應該定義一個引數,該引數通常會被命名為 self。
注意:實體方法的第一個引數並不一定要叫 self,其實完全可以叫任意引數名,只是約定俗成地把該引數命名為 self,這樣具有最好的可讀性。
在實體方法中有一個特別的方法:__init__,這個方法被稱為
構造方法。構造方法用於構造該類的物件,Python 通過呼叫構造方法返回該類的物件(無須使用 new)。
Python 中很多這種以雙下劃線開頭、雙下劃線結尾的方法,都具有特殊的意義,本教學後面還會詳細介紹這些特殊的方法。
構造方法是一個類建立物件的根本途徑,因此 Python 還提供了一個功能:如果開發者沒有為該類定義任何構造方法,那麼 Python 會自動為該類定義一個只包含一個 self 引數的預設的構造方法。
下面程式將定義一個 Person 類:
class Person :
'這是一個學習Python定義的一個Person類'
# 下面定義了一個類變數
hair = 'black'
def __init__(self, name = 'Charlie', age=8):
# 下面為Person物件增加2個範例變數
self.name = name
self.age = age
# 下面定義了一個say方法
def say(self, content):
print(content)
上面的 Person 類程式碼定義了一個構造方法,該構造方法只是方法名比較特殊:__init__,該方法的第一個引數同樣是 self,被系結到構造方法初始化的物件。
與函數類似的是,Python 也允許為類定義說明文件,該文件同樣被放在類宣告之後、類體之前,如上面程式中第二行的字串所示。
在定義類之後,接下來即可使用該類了。Python 的類大致有如下作用:
下面章節開始介紹如何使用類來定義變數和建立物件。