Python中一切都是對象。類提供了創(chuàng)建新類型對象的機(jī)制。這篇教程中，我們不談?lì)惡兔嫦驅(qū)ο蟮幕局R(shí)，而專注在更好地理解Python面向?qū)ο缶幊躺稀＜僭O(shè)我們使用新風(fēng)格的python類，它們繼承自object父類。
定義類
class 語句可以定義一系列的屬性、變量、方法，他們被該類的實(shí)例對象所共享。下面給出一個(gè)簡單類定義：
class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name = name self.balance = balance Account.num_accounts += 1 def del_account(self): Account.num_accounts -= 1 def deposit(self, amt): self.balance = self.balance + amt def withdraw(self, amt): self.balance = self.balance - amt def inquiry(self): return self.balance
類定義引入了以下新對象：
類對象
實(shí)例對象
方法對象
類對象
程序執(zhí)行過程中遇到類定義時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建新的命名空間，命名空間包含所有類變量和方法定義的名稱綁定。注意該命名空間并沒有創(chuàng)建類方法可以使用的新局部作用域，因此在方法中訪問變量需要全限定名稱。上一節(jié)的Account類演示了該特性；嘗試訪問num_of_accounts變量的方法需要使用全限定名稱Account.num_of_accounts，否則，如果沒有在__init__方法中使用全限定名稱，會(huì)引發(fā)如下錯(cuò)誤：
class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name = name self.balance = balance num_accounts += 1 def del_account(self): Account.num_accounts -= 1 def deposit(self, amt): self.balance = self.balance + amt def withdraw(self, amt): self.balance = self.balance - amt def inquiry(self): return self.balance >>> acct = Account('obi', 10)Traceback (most recent call last): File "python", line 1, in <module> File "python", line 9, in __init__UnboundLocalError: local variable 'num_accounts' referenced before assignment類定義執(zhí)行的最后，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)類對象。在進(jìn)入類定義之前有效的那個(gè)作用域現(xiàn)在被恢復(fù)了，同時(shí)類對象被綁定到類定義頭的類名上。
先偏離下話題，你可能會(huì)問如果創(chuàng)建的類是對象，那么類對象的類是什么呢？。與一切都是對象的python哲學(xué)一致，類對象確實(shí)有個(gè)類，即python新風(fēng)格類中的type類。
>>> type(Account)<class 'type'>
讓你更迷惑一點(diǎn)，Account類型的類型是type。type類是個(gè)元類，用于創(chuàng)建其他類，我們稍后教程中再介紹。
類對象支持屬性引用和實(shí)例化。屬性通過標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)語法引用，即對象后跟句點(diǎn)，然后是屬性名：obj.name。有效的屬性名是類對象創(chuàng)建后類命名空間中出現(xiàn)的所有變量和方法名。例如：
>>> Account.num_accounts>>> 0>>> Account.deposit>>> <unbound method Account.deposit>
類實(shí)例化使用函數(shù)表示法。實(shí)例化會(huì)像普通函數(shù)一樣無參數(shù)調(diào)用類對象，如下文中的Account類：
>>> Account()
類對象實(shí)例化之后，會(huì)返回實(shí)例對象，如果類中定義了__init__方法，就會(huì)調(diào)用，實(shí)例對象作為第一個(gè)參數(shù)傳遞過去。這個(gè)方法會(huì)進(jìn)行用戶自定義的初始化過程，比如實(shí)例變量的初始化。Account類為例，賬戶name和balance會(huì)被設(shè)置，實(shí)例對象的數(shù)目增加1。
實(shí)例對象
如果類對象是餅干切割刀，餅干就是實(shí)例化類對象的結(jié)果。實(shí)例對象上的全部有效操作為對屬性、數(shù)據(jù)和方法對象的引用。
方法對象
方法對象和函數(shù)對象類似。如果x是Account類的實(shí)例，x.deposit就是方法對象的例子。方法定義中有個(gè)附加參數(shù)，self。self指向類實(shí)例。為什么我們需要把實(shí)例作為參數(shù)傳遞給方法？方法調(diào)用能最好地說明：
>>> x = Account()>>> x.inquiry()10
實(shí)例方法調(diào)用時(shí)發(fā)生了什么？你應(yīng)該注意到x.inquiry()調(diào)用時(shí)沒有參數(shù)，雖然方法定義包含self參數(shù)。那么這個(gè)參數(shù)到底發(fā)生了什么？
特殊之處在于方法所作用的對象被作為函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)傳遞過去。在我們的例子中，對x.inquiry()的調(diào)用等價(jià)于Account.f(x)。一般，調(diào)用n參數(shù)的方法等同于將方法的作用對象插入到第一個(gè)參數(shù)位置。
python教程上講：
當(dāng)引用的實(shí)例屬性不是數(shù)據(jù)屬性時(shí)，就會(huì)搜索類。如果名稱表示一個(gè)合法的函數(shù)對象，實(shí)例對象和函數(shù)對象將會(huì)被打包到一個(gè)抽象對象，即方法對象中。包含參數(shù)列表的方法對象被調(diào)用時(shí)，將會(huì)根據(jù)實(shí)例對象和參數(shù)列表創(chuàng)建一個(gè)新的參數(shù)列表，然后函數(shù)對象將會(huì)使用新的參數(shù)列表被調(diào)用。
這適用于所有的實(shí)例方法對象，包括__init__方法。self參數(shù)其實(shí)不是一個(gè)關(guān)鍵字，任何有效的參數(shù)名都可以使用，如下Account類定義所示：
class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(obj, name, balance): obj.name = name obj.balance = balance Account.num_accounts += 1 def del_account(obj): Account.num_accounts -= 1 def deposit(obj, amt): obj.balance = obj.balance + amt def withdraw(obj, amt): obj.balance = obj.balance - amt def inquiry(obj): return obj.balance >>> Account.num_accounts>>> 0>>> x = Account('obi', 0)>>> x.deposit(10)>>> Account.inquiry(x)>>> 10靜態(tài)和類方法
類中定義的方法默認(rèn)由實(shí)例調(diào)用。但是，我們也可以通過對應(yīng)的@staticmethod和@classmethod裝飾器來定義靜態(tài)或類方法。
靜態(tài)方法
靜態(tài)方式是類命名空間中的普通函數(shù)。引用類的靜態(tài)方法返回的是函數(shù)類型，而不是非綁定方法類型：
class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name = name self.balance = balance Account.num_accounts += 1 def del_account(self): Account.num_accounts -= 1 def deposit(self, amt): self.balance = self.balance + amt def withdraw(self, amt): self.balance = self.balance - amt def inquiry(self): return "Name={}, balance={}".format(self.name, self.balance) @staticmethod def type(): return "Current Account" >>> Account.deposit<unbound method Account.deposit>>>> Account.type<function type at 0x106893668>使用@staticmethod裝飾器來定義靜態(tài)方法，這些方法不需要self參數(shù)。靜態(tài)方法可以更好地組織與類相關(guān)的代碼，也可以在子類中被重寫。
類方法
類方法由類自身來調(diào)用，而不是實(shí)例。類方法使用@classmethod裝飾器定義，作為第一個(gè)參數(shù)被傳遞給方法的是類而不是實(shí)例。
import json class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name = name self.balance = balance Account.num_accounts += 1 def del_account(self): Account.num_accounts -= 1 def deposit(self, amt): self.balance = self.balance + amt def withdraw(self, amt): self.balance = self.balance - amt def inquiry(self): return "Name={}, balance={}".format(self.name, self.balance) @classmethod def from_json(cls, params_json): params = json.loads(params_json) return cls(params.get("name"), params.get("balance")) @staticmethod def type(): return "Current Account"類方法一個(gè)常見的用法是作為對象創(chuàng)建的工廠。假如Account類的數(shù)據(jù)格式有很多種，比如元組、json字符串等。由于Python類只能定義一個(gè)__init__方法，所以類方法在這些情形中就很方便。以上文Account類為例，我們想根據(jù)一個(gè)json字符串對象來初始化一個(gè)賬戶，我們定義一個(gè)類工廠方法from_json，它讀取json字符串對象，解析參數(shù)，根據(jù)參數(shù)創(chuàng)建賬戶對象。另一個(gè)類實(shí)例的例子是dict.fromkeys 方法，它從一組鍵和值序列中創(chuàng)建dict對象。
Python特殊方法
有時(shí)我們希望自定義類。這需要改變類對象創(chuàng)建和初始化的方法，或者對某些操作提供多態(tài)行為。多態(tài)行為允許定制在類定義中某些如+等python操作的自身實(shí)現(xiàn)。Python的特殊方法可以做到這些。這些方法一般都是__*__形式，其中*表示方法名。如__init__和__new__來自定義對象創(chuàng)建和初始化，__getitem__、__get__、__add__、__sub__來模擬python內(nèi)建類型，還有__getattribute__、__getattr__等來定制屬性訪問。只有為數(shù)不多的特殊方法，我們討論一些重要的特殊方法來做個(gè)簡單理解，python文檔有全部方法的列表。
進(jìn)行對象創(chuàng)建的特殊方法
新的類實(shí)例通過兩階段過程創(chuàng)建，__new__方法創(chuàng)建新實(shí)例，__init__初始化該實(shí)例。用戶已經(jīng)很熟悉__init__方法的定義；但用戶很少定義__new__方法，但是如果想自定義類實(shí)例的創(chuàng)建，也是可以的。
屬性訪問的特殊方法
我們可以通過實(shí)現(xiàn)以下方法來定制類實(shí)例的屬性訪問。
class Account(object): num_accounts = 0 def __init__(self, name, balance): self.name = name self.balance = balance Account.num_accounts += 1 def del_account(self): Account.num_accounts -= 1 def __getattr__(self, name): return "Hey I dont see any attribute called {}".format(name) def deposit(self, amt): self.balance = self.balance + amt def withdraw(self, amt): self.balance = self.balance - amt def inquiry(self): return "Name={}, balance={}".format(self.name, self.balance) @classmethod def from_dict(cls, params): params_dict = json.loads(params) return cls(params_dict.get("name"), params_dict.get("balance")) @staticmethod def type(): return "Current Account" x = Account('obi', 0) __getattr__(self, name)__：這個(gè)方法只有當(dāng)name既不是實(shí)例屬性也不能在對象的類繼承鏈中找到時(shí)才會(huì)被調(diào)用。這個(gè)方法應(yīng)當(dāng)返回屬性值或者引發(fā)AttributeError異常。例如，如果x是Account類的實(shí)例，嘗試訪問不存在的屬性將會(huì)調(diào)用這個(gè)方法。
>>> acct = Account("obi", 10)>>> acct.numberHey I dont see any attribute called number注意如果 __getattr__引用不存在的實(shí)例屬性，可能會(huì)發(fā)生死循環(huán)，因?yàn)開_getattr__方法不斷被調(diào)用。
2.__setattr__(self, name, value)__：這個(gè)方法當(dāng)屬性賦值發(fā)生時(shí)調(diào)用。__setattr__將會(huì)把值插入到實(shí)例屬性字典中，而不是使用self.name=value，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致遞歸調(diào)用的死循環(huán)。
3.__delattr__(self, name)__：del obj發(fā)生時(shí)調(diào)用。
4.__getattribute__(self, name)__：這個(gè)方法會(huì)被一直調(diào)用以實(shí)現(xiàn)類實(shí)例的屬性訪問。
類型模擬的特殊方法
對某些類型，Python定義了某些特定語法；比如，列表和元組的元素可以通過索引表示法來訪問，數(shù)值可以通過+操作符來進(jìn)行加法等等。我們可以創(chuàng)建自己的使用這些特殊語法的類，python解釋器遇到這些特殊語法時(shí)就會(huì)調(diào)用我們實(shí)現(xiàn)的方法。我們在下面用一個(gè)簡單的例子來演示這個(gè)特性，它模擬python列表的基本用法。
class CustomList(object): def __init__(self, container=None): # the class is just a wrapper around another list to # illustrate special methods if container is None: self.container = [] else: self.container = container def __len__(self): # called when a user calls len(CustomList instance) return len(self.container) def __getitem__(self, index): # called when a user uses square brackets for indexing return self.container[index] def __setitem__(self, index, value): # called when a user performs an index assignment if index <= len(self.container): self.container[index] = value else: raise IndexError() def __contains__(self, value): # called when the user uses the 'in' keyword return value in self.container def append(self, value): self.container.append(value) def __repr__(self): return str(self.container) def __add__(self, otherList): # provides support for the use of the + operator return CustomList(self.container + otherList.container)
上面，CustomList是個(gè)真實(shí)列表的簡單包裝器。我們?yōu)榱搜菔緦?shí)現(xiàn)了一些自定義方法：
__len__(self)：對CustomList實(shí)例調(diào)用len()函數(shù)時(shí)被調(diào)用。
>>> myList = CustomList()>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> len(myList)4
2.__getitem__(self, value)：提供CustomList類實(shí)例的方括號(hào)索引用法支持：
>>> myList = CustomList()>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> myList[3]4
3.__setitem__(self, key, value)：當(dāng)對CustomList類實(shí)例上self[key]賦值時(shí)調(diào)用。
>>> myList = CustomList()>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> myList[3] = 1004>>> myList[3]100
4.__contains__(self, key)：成員檢測時(shí)調(diào)用。如果包含該項(xiàng)就返回true，否則false。
>>> myList = CustomList()>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> 4 in myListTrue
5.__repr__(self)：當(dāng)用print打印self時(shí)調(diào)用，將會(huì)打印self的對象表示。
>>> myList = CustomList()>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> print myList[1, 2, 3, 4]
6.__add__(self, otherList)：使用+操作符來計(jì)算兩個(gè)CustomList實(shí)例相加時(shí)調(diào)用。
>>> myList = CustomList()>>> otherList = CustomList()>>> otherList.append(100)>>> myList.append(1) >>> myList.append(2)>>> myList.append(3)>>> myList.append(4)>>> myList + otherList + otherList[1, 2, 3, 4, 100, 100]
上面的例子演示了如何通過定義某些特殊類方法來定制類行為。可以在Python文檔中查看這些自定義方法的完整列表。在接下來的教程中，我們會(huì)將特殊方法放到一起來討論，并解釋描述符這個(gè)在python面向?qū)ο缶幊讨袕V泛使用的重要功能。
新聞熱點(diǎn)
疑難解答
圖片精選
