python中的類（Class）和實例（Instance）

kieojk 2017-02-14

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面向?qū)ο笞钪匾母拍罹褪穷悾–lass）和實例（Instance），必須牢記類是抽象的模板，比如Student類，而實例是根據(jù)類創(chuàng)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(shù)據(jù)可能不同。

仍以Student類為例，在Python中，定義類是通過class關鍵字：

class Student(object):
    pass

class后面緊接著是類名，即Student，類名通常是大寫開頭的單詞，緊接著是(object)，表示該類是從哪個類繼承下來的，繼承的概念我們后面再講，通常，如果沒有合適的繼承類，就使用object類，這是所有類最終都會繼承的類。

定義好了Student類，就可以根據(jù)Student類創(chuàng)建出Student的實例，創(chuàng)建實例是通過類名+()實現(xiàn)的：

>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x10a67a590>
>>> Student
<class '__main__.Student'>

可以看到，變量bart指向的就是一個Student的實例，后面的0x10a67a590是內(nèi)存地址，每個object的地址都不一樣，而Student本身則是一個類。

可以自由地給一個實例變量綁定屬性，比如，給實例bart綁定一個name屬性：

>>> bart.name = 'Bart Simpson'
>>> bart.name
'Bart Simpson'

由于類可以起到模板的作用，因此，可以在創(chuàng)建實例的時候，把一些我們認為必須綁定的屬性強制填寫進去。通過定義一個特殊的__init__方法，在創(chuàng)建實例的時候，就把name，score等屬性綁上去：

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

注意到__init__方法的第一個參數(shù)永遠是self，表示創(chuàng)建的實例本身，因此，在__init__方法內(nèi)部，就可以把各種屬性綁定到self，因為self就指向創(chuàng)建的實例本身。

有了__init__方法，在創(chuàng)建實例的時候，就不能傳入空的參數(shù)了，必須傳入與__init__方法匹配的參數(shù)，但self不需要傳，Python解釋器自己會把實例變量傳進去：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.name
'Bart Simpson'
>>> bart.score
59

和普通的函數(shù)相比，在類中定義的函數(shù)只有一點不同，就是第一個參數(shù)永遠是實例變量self，并且，調(diào)用時，不用傳遞該參數(shù)。除此之外，類的方法和普通函數(shù)沒有什么區(qū)別，所以，你仍然可以用默認參數(shù)、可變參數(shù)、關鍵字參數(shù)和命名關鍵字參數(shù)。

數(shù)據(jù)封裝

面向?qū)ο缶幊痰囊粋€重要特點就是數(shù)據(jù)封裝。在上面的Student類中，每個實例就擁有各自的name和score這些數(shù)據(jù)。我們可以通過函數(shù)來訪問這些數(shù)據(jù)，比如打印一個學生的成績：

>>> def print_score(std):
...     print('%s: %s' % (std.name, std.score))
...
>>> print_score(bart)
Bart Simpson: 59

但是，既然Student實例本身就擁有這些數(shù)據(jù)，要訪問這些數(shù)據(jù)，就沒有必要從外面的函數(shù)去訪問，可以直接在Student類的內(nèi)部定義訪問數(shù)據(jù)的函數(shù)，這樣，就把“數(shù)據(jù)”給封裝起來了。這些封裝數(shù)據(jù)的函數(shù)是和Student類本身是關聯(lián)起來的，我們稱之為類的方法：

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.name, self.score))

要定義一個方法，除了第一個參數(shù)是self外，其他和普通函數(shù)一樣。要調(diào)用一個方法，只需要在實例變量上直接調(diào)用，除了self不用傳遞，其他參數(shù)正常傳入：

>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 59

這樣一來，我們從外部看Student類，就只需要知道，創(chuàng)建實例需要給出name和score，而如何打印，都是在Student類的內(nèi)部定義的，這些數(shù)據(jù)和邏輯被“封裝”起來了，調(diào)用很容易，但卻不用知道內(nèi)部實現(xiàn)的細節(jié)。

封裝的另一個好處是可以給Student類增加新的方法，比如get_grade：

class Student(object):
    ...

    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

同樣的，get_grade方法可以直接在實例變量上調(diào)用，不需要知道內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)：

>>> bart.get_grade()
'C'

小結(jié)

類是創(chuàng)建實例的模板，而實例則是一個一個具體的對象，各個實例擁有的數(shù)據(jù)都互相獨立，互不影響；

方法就是與實例綁定的函數(shù)，和普通函數(shù)不同，方法可以直接訪問實例的數(shù)據(jù)；

通過在實例上調(diào)用方法，我們就直接操作了對象內(nèi)部的數(shù)據(jù)，但無需知道方法內(nèi)部的實現(xiàn)細節(jié)。

和靜態(tài)語言不同，Python允許對實例變量綁定任何數(shù)據(jù)，也就是說，對于兩個實例變量，雖然它們都是同一個類的不同實例，但擁有的變量名稱都可能不同：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> lisa = Student('Lisa Simpson', 87)
>>> bart.age = 8
>>> bart.age
8
>>> lisa.age
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'