《Python编程从入门到实践》学习笔记8（第9章：类）

笔者从昨天开始感觉到了课程的难度，接下来不能简单的概括知识点。笔者将会按照书上的标题章节来整理知识点。这样看起来会更加直观。

9.1 创建类和使用类

9.1.1 创建Dog类

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。

第2行是之前提到过的文档字符串，对这个类的功能做了描述。

1.方法_init_()

类中的函数称为方法；_init_()方法时候一个特殊的方法，每当你根据Dog类创建新实例时，Python都会自动运行它。开头和末尾的下划线，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。

在这个方法的定义中，形参self必不可少，必须位于其他形参前面。原因：Python调用这个方法来创建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，让实例能够访问类的属性和方法。

self会自动传递，因此我们不需要传递它。每当我们创建实例时，只需要给最后两个形参提供值。

第6行和第7行定义了两个以self为前缀的变量，可供类中的所有方法使用，还可以通过类的任何实例来访问这些变量。self.name = name获取存储在形参name中的值，并将它存储到变量name中，然后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。

2.在Python2.7中创建类

class ClassName(object):
    --ship--

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。

下面来创建一个表示特定小狗的实例：

class Dog():
    --ship--


my_dog = Dog('while', 6)

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

方法_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。我们将这个实例存储在变量my_dog中。

1.访问属性

要访问实例的属性，可以使用句点表示方法。

2.调用方法

创建实例后，可以使用句点表示法来调用Dog类中定义的任何方法。

class Dog():
    --ship--


my_dog = Dog('while', 6)
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()

3.创建多个实例

my_dog = Dog('while', 6)
your_dog = Dog('lucy',3)

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

print("
Your dog's name is " + your_dog.name.title() + ".")
print("your dog is "+str(your_dog.age) + " years old")
your_dog.roll_over()

可以按需求根据一个类创建任意数量的实例，条件是将每个实例都存储在不同的变量中，或占用列表或字典的不同位置。

9.2 使用类和实例

9.2.1 Car 类，给属性指定默认值

类中的每个属性都必须有初始值。在有些情况下，如设置默认值时，在方法方法_init_()内指定这种初始值是可行的；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

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整洁的描述信息"""

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

    def read_odometer(self):
        """打印一条指出汽车里程的消息"""
        print("This car has "+ str(self.odometer_reading) + " miles on it")

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

9.2.2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

my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()

使用句点表示法来直接访问并设置汽车的属性odometer_reading。

2.通过方法修改属性的值

class Car():
     --ship--  
    
    def update_odometer(self,mileage):
        """将里程表读数设置为指定的值"""
        self.odometer_reading = mileage

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

my_new_car.update_odometer(23)
my_new_car.read_odometer()

3.通过方法对属性的值进行递增

class Car():
    --ship--
    
    def update_odometer(self,mileage):
           --ship--    


    def increament_odometer(self,miles):
        """将里程表读数增加指定的量"""
        self.odometer_reading += miles


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

my_new_car.update_odometer(23)
my_new_car.read_odometer()

my_new_car.increament_odometer(100)
my_new_car.read_odometer()    

输出结果：

2016 Audi A4
This car has 23 miles on it
This car has 123 miles on it

9.3继承

编写类时，并非总要从空白开始。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；原有的类称为父类，而新的类称为子类。子类继承了其父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首先需要完成的任务是给父类所有的属性赋值。为此子类的方法_init_()需要父类施以援手。

下面创建一个简单的ElectriCar类版本，它具备Car类的所有功能：

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

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整洁的描述信息"""

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

    def read_odometer(self):
        """打印一条指出汽车里程的消息"""
        print("This car has "+ str(self.odometer_reading) + " miles on it")

    def update_odometer(self,mileage):
        """将里程表读数设置为指定的值"""
        self.odometer_reading = mileage
    def increament_odometer(self,miles):
        """将里程表读数增加指定的量"""
        self.odometer_reading += miles
class ElectricCar(Car):
    """电动车的独特之处"""

    def __init__(self,make,model,year):
        """初始化父类的属性"""
        super().__init__(make,model,year)

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

用粉红色标出的括号不能丢，否则会报错。出现：descriptor '__init__' requires a 'super' object but received a 'str' 的错误。

9.3.2 Python2.7中的继承

在Python2.7中，继承的语法稍有不同，ElectricCar类的定义类似于下面这样：

class Car(object):
    def_init_(self,make,model,year):
        --ship--

class ElectricCar(Car):
    def_init_(self,make,model,year):
        super(ElectricCar,self)._init_(make,model,year)
          --ship--

函数super()需要两个实参：子类名和对象self。另外，在Python2.7中使用继承时，务必在定义父类时在括号内指定object。

9.3.3 给子类定义属性和方法

class Car():
    --ship--

class ElectricCar(Car):
    """电动车的独特之处"""

    def __init__(self,make,model,year):
        """
        电动汽车的独特之处
        初始化父类的属性，再初始化电动汽车特有的属性
        """
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery_size = 70
    
    def describe_battery(self):
        """打印一条描述电瓶容量的消息"""
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kwh battery.")
        
my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()

输出结果：

2016 Tesla Model S
This car has a 70-kwh battery.

9.3.4 重写父类的方法

可以在子类中定义一个这样的方法，即它与要重写的父类方法同名。

假设Car类有一个名为fill_gas_tank()的方法，它对电动汽车毫无意义，因此可以重写它，下面演示了一种重写方式：

class ElectricCar():
    --ship--

    def fill_gas_tank(self):
        """电动汽车没有邮箱"""
        print("This car doesn't need a gas tank!")

9.3.5 将实例用作属性

使用代码模拟实物时，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。可以将大型类拆分成多个协同工作的小类。

例如，不断给ElectricCar添加细节时，可能会包含很多专门针对汽车电瓶的属性和方法。在这种情况下，我们可将这些属性和方法提取出来，放到另一个名为Battery的类中，并将一个Battery的实例用作ElectricCar（）类的一个属性：

class Car():
    --ship--

class Battery():
    """一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试"""
    def __init__(self,battery_size=70):
        """初始化电瓶的属性"""
        self.battery_size = battery_size
    
    def describe_battery(self):
        """打印一条描述电瓶容量的消息"""
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kwh battery.")

class ElectricCar(Car):
    """电动车的独特之处"""

    def __init__(self,make,model,year):
        """
        电动汽车的独特之处
        初始化父类的属性，再初始化电动汽车特有的属性
        """
        super().__init__(make,model,year)
        self.battery = Battery()



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

先是定了一个新类Battery，在方法_init_()处除self外，还有另一个形参battery_size。这个形参是可选的：如果没有给它提供任何值，电瓶容量将被设置为70。

在ElectricCar类中添加了一个名为self.battery的属性。让Python创建一个新的Battery实例（由于没有指定尺寸，因此为默认值70），并将该实例存储在属性self.battery中。每当方法_init_()被调用时，都执行该操作；因此现在每个ElectricCar实例都包含一个自动创建的Battery实例。

输出与我们前面看到的相同：

2016 Tesla Model S
This car has a 70-kwh battery.

下面再给Battery类添加一个方法，它根据电瓶容量报告汽车的续航里程：

class Car():
    --ship--

class Battery():
    --ship--

     def get_range(self):
           """打印一条消息，指出电瓶的续航里程"""
            if self.battery_size == 70:
                range = 240
            elif self.battery_size == 85:
                range = 270

            message = "This car can go approximately " +str(range)
            message += " miles on a full charge."
            print(message)

class ElectricCar(Car):
    --ship--

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

这个方法，也通过汽车的属性battery来调用它。输出指出了汽车的续航里程（这取决于电瓶的容量）：

2016 Tesla Model S
This car has a 70-kwh battery.
This car can go approximately 240 miles on a full charge.

 9.4 导入类

 9.4.1 导入单个类

首先，创建一个只包含Car类的模块。由于在本章中，已经有一个名为car.py的文件，但这个模块也命名为car.py，因为它包含表示汽车的代码。我们将这样解决问题：将Car类存储在一个名为car.py的模块中，该模块将覆盖前面使用的文件car.py。从现在开始，使用该模块的程序都必须使用更加具体的文件名，如my_car.py。下面是模块car.py，其中只包含Car类的代码：

接着，创建另一个文件——my_car.py，在其中导入Car类并创建实例。

from car import Car

9.4.2 在一个模块中存储多个类

虽然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。

9.4.3 从一个模块中导入多个类

from car import Car,ElectricCar

9.4.4 导入整个模块

可以导入整个模块，再使用句点表示法访问需要的类。

imprt car

my_beetle = car.Car('volkswagen','beetle,2016)

9.4.5 导入模块中的所有类

from module_name import*

不推荐使用这种导入方式，原因有二。首先，如果只要看一下文件开头的import语句，就能清楚地知道程序使用了哪些类。但是这种导入方式没有明确地指出你使用了模块中的哪些类。这种方式还可能引发名称方面的困惑。如果一不小心导入了一个与程序文件中其他同名的类，将引发难以诊断的错误。

9.4.6 在一个模块中导入另一个模块

如果一个模块中的类依赖于另一个模块中的类，可在前一个模块中导入必要的类。

例如，将Car类存储在一个模块中，并将ElectricCar和Battery类存储在另一个模块中。我们将第二个模块命名为electric_car.py。

electric_car.py

“““一组可用于表示电动汽车的类”””

from car import Car

class Battery():
    --ship--

class ElectricCar(car):
    --ship--

这一章的知识似乎很多，动手试一试，笔者没有每个都做，下面举个栗子吧。

p160 9-14 骰子

from random import randint

class Die():
    def __init__(self,sides = 6):
        self.sides = sides
    def roll_die(self):
        result=randint(1,self.sides)
        return result

touzi = Die()
results = []
print("6面的骰子，掷10次：")
for time in range(10):
    results.append(touzi.roll_die())
print(results)

results = []
middle_touzi =Die(10)
print("
10面的骰子，掷10次：")
for time in range(10):
    results.append(middle_touzi.roll_die())
print(results)

results = []
big_touzi = Die(20)
print("
20面的骰子，掷10次：")
for time in range(10):
    results.append(big_touzi.roll_die())
print(results)

输出的结果：

6面的骰子，掷10次：
[2, 5, 1, 3, 4, 2, 6, 5, 6, 1]

10面的骰子，掷10次：
[9, 1, 8, 4, 3, 7, 1, 6, 9, 5]

20面的骰子，掷10次：
[4, 13, 9, 17, 13, 3, 13, 8, 1, 11]

 用了列表的形式进行展示，是为了输出结果的美观。

9.6 类编码风格

类名采用驼峰命名法，即将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，都应该紧跟类定义后面包含一个文档字符串。

可用空行来组织代码，但不能滥用。在类中，可使用一个空行来分隔方法；而在模块中，可使用两个空行来分隔类。

需要同时导入标准库中的模块和你编写的模块时，先编写导入标准模块的import语句，再添加一个空行，然后编写导入你自己编写的模块的import语句。