面对对象编程 类Class

面对对象编程是最有效的软件编写方法之一。

在面对对象编程中，你编写表示现实世界中的事物和情景的类。

使用oop可模拟现实场景。

编写类时，你定义一大类对象都有的通用行为。

基于类创建对象时，每个对象都自动具备这种通用行为，然后可根据需要赋予每个对象独特的特性。

根据类来创建对象被称为实例化。

9.1 创建和使用类：

使用类几乎可以模拟任何东西

9.1.1 创建Dog类：

# -*- coding:utf-8 -*-

class Dog():

    #一次模拟小狗的简单尝试
    def __init__(self,name,age):
        #初始化属性name和age
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        #模拟小狗被命令时蹲下
        print(self.name.title() + " is now sitting. ")

    def roll_over(self):
        #模拟小狗被命令时打滚
        print(self.name.title() + " rolled over ")

根据约定，在python中，首字母大写的名称指的是类。 这个类定义中的括号是空的，因为我们要从空白创建这个类。

应该是默认继承了object类?

• 方法__init__()：

  • __init__()是一个特殊的方法，每当你根据Dog类创建新实例时，python都会自动运行它。

  • 在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定，旨在避免python默认方法与普通方法发生名称冲突。

  • 有一次，ziwei问我在python代码中经常看见__init__()，问我是什么。我只说了这是初始化方法，我没有回答到oop这个层面上来，说明当时我的理解还是不够深入的。``在很多比较大的项目中，也经常见到含下划线的方法，原来下划线是用来区分函数名，避免名称发生混乱的。

    ---

  • 实参self必不可少，还必须位于其它形参的前面。

  • 原因：python调用__init__()方法来创建Dog实例时，将自动传入实参self。

  • 每个与类相关联的方法调用都自动传递实参self，它是一个指向实例本身的引用，让实例能够访问类中的属性和方法。

    ---

  • 以self为前缀的变量都可供类中的所有方法使用，我们还可以通过类的任何实例来访问这些变量。

  • self.name = name获取储存在形成name中的值，该变量被关联到当前创建的实例。

  • 像这样可通过实例访问的变量称为属性。

    ---

9.1.2 根据类创建实例：

可将类视为有关如何创建实例的说明。

Dog类是一系列说明，让python知道如何创建表示特定小狗的实例。

 # -*- coding:utf-8 -*-
class Dog(object):
    --snip--

if __name__ == '__main__':
    my_dog = Dog('whille',6)

    print ("My dog's name is " + my_dog.name.title() + ".")
    print ("My dog is " + str(my_dog.age) + "years old.")

• 方法__init__()：

  • __init__()并未显式地包含return语句，但python自动返回一个表示这条小狗的实例。

    ---

• 命名约定：

  • 通常认为，首字母大写的名称(Dog)指的是类
  • 小写的名称(my_dog)指的是根据类创建的实例

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• 访问属性：

  • 句点表示法，用来访问实例的属性
  • my_dog.name

  ---

• 调用方法：

  • 句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法
  • my_dog.sit()
  • my_dog.roll_over()
  • 这种语法很有用，如果给属性和方法指定了合适的描述性名字，即便是从未见过的代码块，我们也能轻松地推断出它是做什么的。

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• 创建多个实例：

  • 可按需求根据类创建任意数量的实例
  • my_dog = Dog('whille',6)
  • your_dog = Dog('pig',7)
  • 就算我们给第二条小狗指定同样的名字和年龄，python依然会根据Dog类创建另一个实例

9.2 使用类和实例

可以使用类来模拟现实世界中的很多情景。

类编写后，你的大部分时间都将花在使用根据类创建的实例上。

你需要执行的一个重要任务是修改实例的属性。

• 直接修改实例的属性
• 编写方法以特定的方式进行修改

9.2.1 Car类：

# -*- coding:utf-8 -*-

class Car():
    #一次模拟汽车的简单尝试

    def __init__(self, make, model, year):
        #初始化描述汽车的属性
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year

    def get_description_name(self):
        #返回整洁的描述性信息
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print (my_new_car.get_description_name())

9.2.2 给属性制定默认值：

类中的每个属性都必须有初始值,哪怕是0或空字符串。

如果你对某个属性这样做了，就无需包含为它提供初始值的形参。

class Car():
    #一次模拟汽车的简单尝试

    def __init__(self, make, model, year):
        #初始化描述汽车的属性
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

9.2.3 修改属性的值：

可以以三种不同的方式修改属性的值：

• 直接通过实例进行修改
• 通过方法进行设置
• 通过方法进行递增(增加特定的值)

• 1.直接修改属性的值

  • 要修改属性的值，最简单的方式是通过实例直接访问它，使用句点表示法。
  • my_new_car.odometer_reading = 23
  • 有时候需要像这样直接访问属性，但其他时候需要编写对属性进行更新的方法。

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• 2.通过方法修改属性的值

  • 如果有替你更新属性的方法，将大有裨益。这样，你就无需直接访问属性，而将值传递给一个方法，由它在内部进行更新。
  • 可对更新属性的方法进行拓展。

class Car():
    #一次模拟汽车的简单尝试

    def update_odometer(self,mileage):
        #将里程表度数设置为制定的值
        self.odometer_reading = mileage

• 3.通过方法对属性的值进行递增
  • 有时候需要将属性值递增特定的量，而不是将其设置为全新的值。

class Car():
    #一次模拟汽车的简单尝试
    def increment_odometer(self,miles):
        #将里程表读数增加指定的量
        self.odometer_reading += miles

9.3 继承

如果你要编写的类是另一个现成类的特殊版本，可使用继承。

一个类继承另一个类时，它将自动获得另一个类的所有属性和方法，同时还可以定义自己的属性和方法。

9.3.1 子类的方法init():

创建子类的实例时，python首先要完成的任务是给父类的所有属性赋值。

electric_car.py

# -*- coding:utf-8 -*-
__author__ = 'jerry'

class Car(object):
    #一次模拟汽车的简单尝试
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

    def read_odometer(self):
        print ("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")

    def update_odemeter(self,mileage):
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print ("You can't roll back an odometer!")

    def increment_odometer(self, miles):
        self.odometer_reading += miles

class ElectricCar(Car):
    #电动汽车的独特之处
    def __init__(self, make, model, year):
        #初始化化父类的属性
        super(ElectricCar, self).__init__(make, model, year)


my_tesla = ElectricCar('tesla','model s ',2016)
print (my_tesla.get_descriptive_name())

输出：2016 Tesla Model S

• 创建子类时，父类必须包含在当前文件中，且位于子类前面。
• super()是一个特殊的函数，帮助python将父类和子类关联起来。
  • super(ElectricCar, self).__init__(make, model, year)
  • python调用ElectricCar的父类的方法__init__()，让ElectricCar实例包含父类的所有属性。

• 父类也称为超类(superclass)，名称super因此而得名。

  ---

• python2.7中super()需要两个实参:子类名和对象self

• 定义父类时，父类要继承object类。

9.3.2 给子类定义属性和方法：

让一个类继承另一个类后，可添加区分子类和父类所需的新属性和方法。

如果一个属性或方法是任何汽车都有的，而不是电动汽车特有的，就应将其加入到Car类而不是ElectricCar类中。

抽象出来后，共有的属性和方法要写入到父类中。

9.3.3 重写父类的方法：

对于父类的方法，只要它不符合子类模拟的实物的行为，都可对其进行重写。

可在子类中定义一个方法，要与重写的父类方法同名。

这样，python将不会考虑这个父类方法，而只关注你在子类中定义的相应方法。

使用继承时，可让子类保留从父类那里继承而来的精华，并剔除不需要的糟粕。

9.3.4 将实例用作属性：

使用代码模拟实物时，你可能会发现自己给类添加的细节越来越多：属性和方法清单以及文件都越来越长。

在这种情况下，可能需要将类的一部分作为一个独立的类提取出来。

你可以将大类型拆分成多个协同工作的小类。

9.3.5 模拟实物：

模拟较复杂的物件(如电动汽车)时，需要解决一些有趣的问题。

解决上述问题时，你从较高的逻辑层面(而不是语法层面)考虑；

你考虑的不是python，而是如何使用代码来表示实物。

到达这种境界后，你经常会发现，现实世界的建模方法并没有对错之分。

有些方法的效率更高，但要找出效率最高的表示法，需要经过一定的实践。

只要代码像你希望的那样运行，就说明做得很好！即便你发现自己不得不多次尝试使用不同的方法来重写类，也不必气馁。

要编写出高效、准确的代码，都得经过这样的过程。

9.4 导入类

python的总体理念：应让文件尽可能整洁。

python允许将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。

9.4.1 导入单个类：

使用car类模块的程序都必须使用更具体的文件名，如my_car.py

from car import Car import语句让python打开模块car,并导入其中的Car类，就像它是在这个文件夹中定义的一样。

导入类是一种有效的编程方式。

通过将这个类移到一个模块中，并导入该模块，你依然可以使用其所有的功能，但主程序文件变得整洁而易读。

9.4.2 在一个模块中存储多个类：

虽然在同一个模块中的类之间应存在某种相关性，但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。

这样，大部分逻辑都隐藏在一个模块中。

9.4.3 在一个模块中导入多个类：

可根据需要在程序文件中导入任意数量的类。

from car import Car, ElectricCar

在一个模块中导入多个类时，用逗号分隔开多个类。

导入必要的类后，就可根据需要创建每个类的任意数量的实例。

9.4.4 导入整个模块：

你还可以导入整个模块，再使用句点表示法访问需要的类。

由于创建实例类的代码都包含模块名，因此不会与当前文件使用的任何名称发生冲突。

使用语法module_name.class_name访问需要的类。

9.4.5 导入模块中的所有类：

导入模块中的每个类

from module_name import *

不推荐使用这种导入方式。 原因：

1. 这种导入方式没有明确地指出你使用了模块中的哪些类

2. 可能会引发名称方面的困惑，如果你不小心导入了一个与程序文件中其他东西同名的类，将引发难以诊断的错误。

需要从一个模块中导入多个类时，最好导入整个模块，并使用module_name.class_name语法来访问类。

之前没有撸到这里的时候，对import这一块的知识还是很不熟悉的，也时不时会使用from module_name import *这样的用法，上次看到同学的代码，更奇怪。既写了import xxx还写了from xxx import *，感觉是重复了但是当时又说不出什么不好来。

9.4.6 在一个模块中导入另一个模块：

你可能会发现一个模块的类依赖于另一个模块中的类。

在这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。

pocsuite框架中就有很多互相导入的类 上次打算写一个精简的基于pocsuite框架的poc扫描器，就在这上面绕晕了。。。

9.4.7 自定义工作流程

在组织大型项目的代码方面，python提供了很多选项。

熟悉所有这些选项很重要，这样你才能确定哪种项目组织方式是最佳的，并能理解别人开发的项目。

一开始应让代码结构尽可能简单。

先尽可能在一个文件中完成所有的工作，确定一切都能正常运行后，再将类移到独立的模块中。

先找出让你能够编写出可行的代码的方式，再尝试让代码更有组织有序。

9.5 python标准库

python标准库是一组模块，安装的Python 都包含它。

可使用标准库中的任何函数和类，为此只需在程序开头包含一条简单的import语句。

9.6 类编码风格

你必须熟悉有些与类相关的编码风格问题，在你编写的程序较复杂时尤其如此。

• 类名应采用驼峰命名法

  • 类名中的每个单词的首字母都大写，而不使用下划线。
  • 实例名和模块名都采用小写格式，并在单词之间加上下划线

• 对于每个类，都应紧跟在类定义后面包含一个文档字符串。

  • 文档字符串简要地描述类的功能，并遵循编写函数的文档字符串时采用的格式约定。
  • 每个模块也都应包含一个文档字符串，对其中的类可用于做什么进行描述

• 可使用空行来组织代码，但不要滥用

  • 在类中，可使用一个空行来分割方法
  • 在模块中，可使用两个空行来分割类

• 需要同时导入标准库中的模块和你编写的模块时

  • 先编写导入标准库模块中的import语句
  • 再添加一个空行
  • 编写导入你自己编写的模块的import语句

9.7 小结

• 如何编写类
• 如何使用属性在类中存储信息
• 如何编写方法，以让类具备所需的行为
• 如何编写方法__init__()，以便根据类创建包含所需属性的实例
• 如何修改实例的属性
  • 直接修改
  • 通过方法进行修改
• 使用继承 可简化相关类的创建工作

• 将一个类的实例用作另一个类的属性可让类更简洁

• 将类存储在模块中，并在需要使用这些类的文件中导入它们，可让项目组织有序

• 了解了python标准库
• 编写类时应遵循的python约定