Python學習：類和實例

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本文作者：玄魂工作室--熱熱的螞蟻

類，在學習面向對象我們可以把類當成一種規範，這個思想就我個人的體會，感覺很重要，除了封裝的功能外，類作為一種規範，我們自己可以定製的規範，從這個角度來看，在以後我們學習設計模式的時候，對設計模式的理解會很有幫助。其次，語言中類是抽象的模板，用來描述具有相同屬性和方法的對象的集合，比如Animal類。而實例是根據類創建出來的一個個具體的「對象」，每個對象都擁有相同的方法，但各自的數據可能不同。

Python使用class關鍵字來定義類，其基本結構如下：

class 類名(父類列表): pass

類名通常採用駝峯式命名方式，盡量讓字面意思體現出類的作用。Python採用多繼承機制，一個類可以同時繼承多個父類（也叫基類、超類），繼承的基類有先後順序，寫在類名後的圓括弧裏。繼承的父類列表可以為空，此時的圓括弧可以省略。但在Python3中，即使你採用類似classStudent:pass的方法沒有顯式繼承任何父類的定義了一個類，它也默認繼承object類。因為，object是Python3中所有類的基類。

下面是一個學生類：

class Student: classroom = 101 address = beijing def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def print_age(self): print(%s: %s % (self.name, self.age))

可以通過調用類的實例化方法（有的語言中也叫初始化方法或構造函數）來創建一個類的實例。默認情況下，使用類似obj=Student()的方式就可以生成一個類的實例。但是，通常每個類的實例都會有自己的實例變數，例如這裡的name和age，為了在實例化的時候體現實例的不同，Python提供了一個def__init__(self):的實例化機制。任何一個類中，名字為init的方法就是類的實例化方法，具有init方法的類在實例化的時候，會自動調用該方法，並傳遞對應的參數。比如：

class Student:li = Student("李四", 24)zhang = Student("張三", 23)

實例變數和類變數

實例變數：

實例變數指的是實例本身擁有的變數。每個實例的變數在內存中都不一樣。Student類中init方法裏的name和age就是兩個實例變數。通過實例名加圓點的方式調用實例變數。

我們列印下面四個變數，可以看到每個實例的變數名雖然一樣，但他們保存的值卻是各自獨立的：

print(li.name)print(li.age)print(zhang.name)print(zhang.age)------------------------李四24張三23

類變數：

定義在類中，方法之外的變數，稱作類變數。類變數是所有實例公有的變數，每一個實例都可以訪問、修改類變數。在Student類中，classroom和address兩個變數就是類變數。可以通過類名或者實例名加圓點的方式訪問類變數，比如：

Student.classroomStudent.addressli.classroomzhang.address

在使用實例變數和類變數的時候一定要注意，使用類似zhang.name訪問變數的時候，實例會先在自己的實例變數列表裡查找是否有這個實例變數，如果沒有，那麼它就會去類變數列表裡找，如果還沒有，彈出異常。

Python動態語言的特點，讓我們可以隨時給實例添加新的實例變數，給類添加新的類變數和方法。因此，在使用li.classroom = 102的時候，要麼是給已有的實例變數classroom重新賦值，要麼就是新建一個li專屬的實例變數classroom並賦值為『102』。看下面的例子

>>> class Student: # 類的定義體 classroom = 101 # 類變數 address = beijing def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def print_age(self): print(%s: %s % (self.name, self.age))>>> li = Student("李四", 24) # 創建一個實例>>> zhang = Student("張三", 23) # 創建第二個實例>>> li.classroom # li本身沒有classroom實例變數，所以去尋找類變數，它找到了！101>>> zhang.classroom # 與li同理101>>> Student.classroom # 通過類名訪問類變數101>>> li.classroom = 102 # 關鍵的一步！實際是為li創建了獨有的實例變數，只不過名字和類變數一樣，都叫做classroom。>>> li.classroom # 再次訪問的時候，訪問到的是li自己的實例變數classroom102>>> zhang.classroom # zhang沒有實例變數classroom，依然訪問類變數classroom101>>> Student.classroom # 保持不變101>>> del li.classroom # 刪除了li的實例變數classroom>>> li.classroom # 一切恢復了原樣101>>> zhang.classroom101>>> Student.classroom101

類的方法：

Python的類中包含實例方法、靜態方法和類方法三種方法。這些方法無論是在代碼編排中還是內存中都歸屬於類，區別在於傳入的參數和調用方式不同。在類的內部，使用def關鍵字來定義一個方法。

實例方法

類的實例方法由實例調用，至少包含一個self參數，且為第一個參數。執行實例方法時，會自動將調用該方法的實例賦值給self。self代表的是類的實例，而非類本身。self不是關鍵字，而是Python約定成俗的命名，你完全可以取別的名字，但不建議這麼做。

例如，我們前面Student類中的print_age()就是實例方法：

def print_age(self): print(%s: %s % (self.name, self.age))# --------------------------# 調用方法li.print_age()zhang.print_age()

靜態方法

靜態方法由類調用，無默認參數。將實例方法參數中的self去掉，然後在方法定義上方加上@staticmethod，就成為靜態方法。它屬於類，和實例無關。建議只使用類名.靜態方法的調用方式。（雖然也可以使用實例名.靜態方法的方式調用）

class Foo: @staticmethod def static_method(): pass#調用方法Foo.static_method()

類方法

類方法由類調用，採用@classmethod裝飾，至少傳入一個cls（代指類本身，類似self）參數。執行類方法時，自動將調用該方法的類賦值給cls。建議只使用類名.類方法的調用方式。（雖然也可以使用實例名.類方法的方式調用）

class Foo: @classmethod def class_method(cls): passFoo.class_method()

看一個綜合例子：

class Foo: def __init__(self, name): self.name = name def ord_func(self): """定義實例方法，至少有一個self參數 """ print(實例方法) @classmethod def class_func(cls): """ 定義類方法，至少有一個cls參數 """ print(類方法) @staticmethod def static_func(): """ 定義靜態方法，無默認參數""" print(靜態方法)

# 調用實例方法f = Foo("Jack")f.ord_func()Foo.ord_func(f) # 請注意這種調用方式，雖然可行，但建議不要這麼做！# 調用類方法Foo.class_func()f.class_func() # 請注意這種調用方式，雖然可行，但建議不要這麼做！# 調用靜態方法Foo.static_func()f.static_func() # 請注意這種調用方式，雖然可行，但建議不要這麼做！

類、類的方法、類變數、類的實例和實例變數在內存中是如何保存的？

類、類的所有方法以及類變數在內存中只有一份，所有的實例共享它們。而每一個實例都在內存中獨立的保存自己和自己的實例變數。

創建實例時，實例中除了封裝諸如name和age的實例變數之外，還會保存一個類對象指針，該值指向實例所屬的類的地址。因此，實例可以尋找到自己的類，並進行相關調用，而類無法尋找到自己的某個實例。

Python 類的繼承

在ptyhon中類一個類是可以同時繼承多個類，語法：

class 類名(父類1,父類2,...)類體

Python類繼承之深度優先

python 支持多繼承，但對與經典類和新式類來說，多繼承查找的順序是不一樣的。

經典類：

class P1: def foo(self): print p1-foo class P2 : def foo(self): print p2-foo def bar(self): print p2-bar class C1 (P1,P2): pass class C2 (P1,P2): def bar(self): print C2-bar class D(C1,C2): pass

實例d調用foo()時，搜索順序是 D => C1 => P1

實例d調用bar()時，搜索順序是 D => C1 => P1 => P2

換句話說，經典類的搜索方式是按照「從左至右，深度優先」的方式去查找屬性。d先查找自身是否有foo方法，沒有則查找最近的父類C1裏是否有該方法，如果沒有則繼續向上查找，直到在P1中找到該方法，查找結束。

Python類繼承之廣度優先

新式類：

class P1(object): def foo(self): print p1-foo class P2(object): def foo(self): print p2-foo def bar(self): print p2-bar class C1 (P1,P2): pass class C2 (P1,P2): def bar(self): print C2-bar class D(C1,C2): pass