10. python入门速通教程之类、继承类、类中的特殊方法
python 学习过程中，对新手来说，最难的就是面向对象部分了，但又不得不把它掌握。
在 python 中所有的内容都是对象
python 中的类
学习面向对象，第一个知识点就是类，它可以看成是对象的设计图，通过提炼各种相似对象的属性和方法，然后形成一个“模板”，就是类。
在正式开始前，一定要明确一个类可以实例化出多个对象实例，这句话中也包含了，对象、实例、类之间的关系，一定要理解清楚。
==类是在程序中实例化对象的设计图==
类的定义
使用关键字 class 定义类，class 后面为类名，类名一般采用驼峰命名法，即 MyClass，单词首字母大写。
class MyClass:
pass
c = MyClass()
c.name = "橡皮擦"
print(c.name)
类的调用与函数类似，使用 类名() 即可，上述 MyClass 是一个空白类（设计图），调用类之后赋值给变量 c，此时的 c 就是类的一个实例对象，一般简称为实例或对象。
使用点号 .，可以给对象添加属性，每个对象都可以添加自己的属性。
当然一个类可以实例化出多个对象
class MyClass:
pass
c1 = MyClass()
c1.name = "橡皮擦"
print(c1.name)
c2 = MyClass()
c2.name = "大象"
print(c1.name)
print(c2.name)
**类的初始化方法 __init__ **
在类中可以直接定义类初始化时的方法 __init__，该方法在实例生成时执行，类中的方法与普通的函数存在一个小的差异，就是类中的方法必须带有关键字 self，即实例本身，该关键字可以为任意变量名，只是约定俗成为 self。
声明一个类，并给类增加一个初始化方法。
# 定义类
class MyClass:
# 初始化方法，第一个参数为对象本身 self，第二个参数为实例化时必须传递的参数
def __init__(self, name):
print(name)
# 类的调用，只需要传递 name 参数即可
c = MyClass("橡皮擦")
在初始化方法中，可以直接给 self 绑定属性，例如下述代码：
class MyClass:
def __init__(self, name):
# 将传递进来的 name 参数绑定到对象(self)上
self.name = name
c = MyClass("橡皮擦")
print(c.name)
类的定义是一个抽象概念的过程
下面将通过一个简单类定义的过程，为你展示类的抽象过程。
我们要定义一个学生类，这个类是一个设计图，用它可以实例化出多个学生对象。
首先定义一个空类：
class Student:
pass
接下来要思考的是，在类调用（实例化）初始化时就传递学生姓名与性别，可以大幅度提高类的便捷性。
class Student:
def __init__(self, name, sex):
self.name = name
self.sex = sex
学生类具备属性之后，一个学生还应该具备跑这一动作，动作就是方法，就是类内部的函数。
class Student:
def __init__(self, name, sex):
self.name = name
self.sex = sex
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
除了跑步以外，学生还具备跳高动作，继续增加一个类方法
class Student:
def __init__(self, name, sex):
self.name = name
self.sex = sex
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
def jump(self):
print("我是{0}，{1}生，可以跳高".format(self.name, self.sex))
到此为止，一个 Student 类就已经定义完毕了，可以拿着这个设计图去实例化学生了。
xiao_ming = Student("小明", "男")
xiao_hong = Student("小红", "女")
xiao_ming.run()
xiao_hong.jump()
在类的定义过程中，内部的方法（函数）第一个关键字一定不要丢掉。
属性转为私有属性
在 python 中有个约定俗称的规则，在属性或者方法名称前，增加一个下划线 _，表示该属性或者方法仅在类的内部使用。
class Student:
def __init__(self, name, sex, age):
self.name = name
self.sex = sex
self._age = age
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
def jump(self):
print("我是{0}，{1}生，可以跳高".format(self.name, self.sex))
xiao_ming = Student("小明", "男", 19)
xiao_hong = Student("小红", "女", 20)
xiao_ming.run()
xiao_hong.jump()
# 调用私有属性，可以掉到，但是请遵守约定规则
print(xiao_hong._age)
上述代码，你可以手动的去调用 _age，从而获取到 age 属性，更加严格的办法是在属性或者方法前增加两个下划线 __，此时手动调用属性无法获取。
class Student:
def __init__(self, name, sex, age, weight):
self.name = name
self.sex = sex
self._age = age
self.__weight = weight
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
def jump(self):
print("我是{0}，{1}生，可以跳高".format(self.name, self.sex))
xiao_ming = Student("小明", "男", 19, 180)
xiao_hong = Student("小红", "女", 20, 90)
xiao_ming.run()
xiao_hong.jump()
# 调用私有属性，可以掉到，但是请遵守约定规则
print(xiao_hong._age)
# 无法调用两个下划线的属性
print(xiao_hong.__weight)
错误提示如下所示
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__weight'
这里真实的情况也是无法避免被调用，只是增加两个下划线之后，名称在内部被置换成其它名称了，看上去是被隐藏掉了。
继承类以及面向对象的高级特征
在 python 中编写类之后，有时需要给类扩展功能，此时最直接的办法就是继承类。
类的继承就是以某一个类为基类来制作新的类。这里的基类也叫做超类，继承自超类创建的类，为子类。
Python 支持多重继承，将多个类组合成一个新的类。
类继承的语法格式如下（包括多重继承）
class 类名称(超类1,超类2,超类3,...):
pass
在子类中可以对超类的方法进行重写，简单理解就是在子类重新定义一个与超类同名的方法。
class Student:
def __init__(self, name, sex, age, weight):
self.name = name
self.sex = sex
self._age = age
self.__weight = weight
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
def jump(self):
print("我是{0}，{1}生，可以跳高".format(self.name, self.sex))
class Mid_Student(Student):
# 重写超类方法
def run(self):
print("我重新了超类的 run 方法")
xiao_ming = Student("小明", "男", 19, 180)
xiao_hong = Mid_Student("小红", "女", 20, 90)
# 调用子类的 run Fangfa
xiao_hong.run()
在子类的初始化方法中，可以调用超类的初始化方法
该处关键词为 super，使用 super 调用超类方法是由于在 python 中，重写方法是完全覆盖原有内容，例如下述代码：
class Student:
def __init__(self, name, sex, age, weight):
self.name = name
self.sex = sex
self._age = age
self.__weight = weight
def run(self):
print("我是{0}，我可以跑步".format(self.name))
def jump(self):
print("我是{0}，{1}生，可以跳高".format(self.name, self.sex))
class Mid_Student(Student):
# __init__ 方法将超类中的初始化方法完全覆盖
def __init__(self, card_id):
self.card_id = card_id
def run(self):
print("我重新了超类的 run 方法")
xiao_hong = Mid_Student(10086)
# 报错，没有该属性
print(xiao_hong.name)
如果希望继续使用超类的属性，可以使用 super 函数解决。
class Mid_Student(Student):
def __init__(self, name, sex, age, weight, card_id):
# 通过 super 函数向 Student 类传参
super().__init__(name, sex, age, weight)
self.card_id = card_id
def run(self):
print("我重新了超类的 run 方法")
xiao_hong = Mid_Student("小红", "女", 19, 100, 10086)
print(xiao_hong.name)
在 python 中是可以给对象实例任意添加属性的，例如下述代码：
class MyClass:
pass
c = MyClass()
c.name = "橡皮擦"
print(c.name)
那是否存在限制任意添加属性的办法呢？有的。
使用 __slots__ 属性即可限制属性的添加。
class MyClass:
__slots__ = ['name', 'age']
pass
c = MyClass()
c.name = "橡皮擦"
c.age = 19
c.sex = "女"
print(c.name)
运行代码会出现如下错误：AttributeError: 'MyClass' object has no attribute 'sex'。
类中的特殊方法
在上文提及的 __init__ 是类的初始化方法，与之相同的还有一些其它特殊方法。
__add__和__iadd__：当对象使用+和+=运算符时，被调用；__sub__和__isub__：当对象使用-和-=运算符时，被调用；__mul__和__imul__：当对象使用*和*=运算符时，被调用；_truediv__和itruediv：当对象使用/和/=运算符时，被调用；
相同的规则还有 __floordiv__ 和 __ifloordiv__，__and__，__or__，这些都可以算作类内部定义算术运算符。
比较运算符也可以在类内部进行重定义。
__eq__：使用==运算符时，被调用；__ne__：使用!=时被调用；__lt__：使用<被调用；__gt__：使用>被调用；
类型转换也存在一些特殊方法。
__int__：被内置函数int()调用时使用的方法；__float__：被内置函数float()调用时使用的方法；__str__：被str()调用时使用的方法；__repr__：返回对象的字符串表示方法；__bytes__：被bytes()调用时使用的方法；__format__：被format()格式化字符串时用到的方法。
如果你定义一个容器类型的类，那还有如下特殊方法可用
__len__：调用len()函数时使用；__getitem__：如果想让对象具备按索引获取的形式，定义该方法；__setitem__：通过索引设置值；__delitem__：使用del删除对象中元素时，被调用；__iter__：被iter等迭代类代码调用时；__contains__：使用in运算符时被调用。
其它几个特殊方法
__call__：将对象向函数一样调用；__del__：删除对象时被调用；__hash__：使用hash函数时被调用。
写在后面
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今天是持续写作的第 226 / 365 天。
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