一文看懂Python的面向物件程式設計
之前在網路上看了很多關於面向物件的程式設計詳解，還是不夠過癮，所以決定自己動手寫一篇。
面向物件：Object Oriented Programming，簡稱OOP，即面向物件程式設計。
類(Class)和物件(Object)
類是用來描述具有相同屬性和方法物件的集合。物件是類的具體例項。
比如，學生都有姓名和分數，那麼這個姓名和分數就是共同的屬性，這時就可以設計一個類，用來記錄學生的姓名和成績。
這裡解釋一下屬性和方法
- 屬性：Attribute，用來描述所有物件公有的屬性，如學生的姓名和分數。
- 方法：Method，包含在類裡面的函式，也叫類函式，區別於類之外的函式，用來實現某些功能，比如打印出學生的姓名和分數。
使用關鍵詞class來建立一個類
class Student():
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
def out(self):
print("%s：%s"%(self.name,self.score))
以上案例中，只是定義了一個類，電腦並沒有建立儲存空間。
只有完成類的例項化，才能創建出類的具體的物件，併為之分配儲存空間。所以說，物件是類的一個例項。
接下來建立一個物件，只需要新增一下兩行程式碼即可實現
Student1 = Student('Anny','100')
Student2 = Student('Mike','90')
這樣一來，Student是類，student1和student2是建立的這個類的具體的物件。當有以上程式碼的時候，Python會自動呼叫__init__初始自構函式來建立具體的物件。關鍵字self是非常重要的引數，代表建立了函式本身。
當建立了具體的物件之後，就可以使用Student1.name和Student1.score來分別獲取該學生的姓名和分數，也可以直接呼叫方法Student1.out()來獲取所有信息。
類變數與例項變數
假設現在需要新增一個計數器，每當新增一個學生時計數器就加1。
這個計數器不屬於某一個學生，而是屬於類的屬性，所以稱之為類。
而姓名和分數是屬於每個學生的，所以稱之為例項變數，也叫物件變數。
正常情況下，這樣新增一個計數器
class Student():
number = 0
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
number = number + 1
def show(self):
print("%s：%s"%(self.name,self.score))
student1 = Student('Anny',100)
student2 = Student('Mike',90)
print(student1.name)
這裡的number是類變數，所以將其放置方法外邊，name和score是例項變數，所以將其放置方法裡面。
類變數和例項變數區別很大，訪問方式也不一樣。
- 類變數：class variables，類變數在整個例項化的物件中是公用的，類變數定義在類中，且在函式體外。訪問或者呼叫類變數的具體方法是類名.變數名，或者self.__class__.變數名，self.__class__.自動返回每個物件的類名。
- 例項變數：instance variables，定義在函式之內的變數，屬於某個具體的物件，訪問或者呼叫例項變數的方法是物件名.變數名，或者self.變數名。
執行上述程式碼會發現報錯
UnboundLocalError: local variable 'number' referenced before assignment
英語賊差，某道雲翻譯的：大致意思是區域性變數number的引用之前的任務
所以說，如果要呼叫屬於類的變數number，則使用Student.number或者self.__class__.number
修改如下
class Student():
number = 0
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
Student.number = Student.number + 1
def show(self):
print("%s：%s"%(self.name,self.score))
student1 = Student('Anny',100)
student2 = Student('Mike',90)
student1.show()
print(student2.number)
類方法
有些變數只屬於類，有些方法也只屬於類，不屬於具體的物件。不難發現，在屬於物件的方法裡面都有self的引數，比如__init__(self)、show(self)等，而在類中，則使用cls，與self類似，它表示類本身，一般加上@classmethod的修飾符以作說明。
這裡使用自定義的類方法來列印學生的數量
class Student():
number = 0
def __init__(self,name,score):
self.name = name
self.score = score
Student.number = Student.number + 1
def show(self):
print("%s：%s"%(self.name,self.score))
@classmethod
def people(cls):
print("一共有%s名學生"%Student.number)
student1 = Student('Anny',100)
student2 = Student('Mike',90)
student1.show()
student2.show()
Student.people()
類的私有屬性和私有方法
類裡面的私有屬性和私有方法都是以雙下劃線__開頭的，私有屬性和方法不能在類的外部直接使用或訪問。將score變為私有屬性，然後print(Student.score)，就會發現報錯。但是呼叫show的時候不會報錯，這是因為show是類裡面的函式，所以可以訪問私有變數。
私有方法也是同樣的道理，值得注意的是，私有方法必須含有self引數並且將其作為第一個引數。
在面向物件的程式設計中，通常很少讓外部類直接訪問類內部的屬性和方法，而是向外部提供一些按鈕，對其內部的成員進行訪問，以保證程式的安全性，這就叫封裝。
@property
def scores(self):
print("該學生成績為%s"%self.score)
加上裝飾器之後不用加括號可直接呼叫。
類的繼承
面向物件程式設計最大的好處就是避免重複的程式碼，也就是將一段程式碼重複使用，方法之一就是繼承。
先定義一個基類或者父類，再通過class 類名(父類):pass 建立子類，這樣一來，子類獲得了父類的所有屬性和方法，這種現象就叫做繼承。
再寫段程式碼，用Schoolmember表示父類，姓名和年齡是所有人的屬性，然而老師有工資(salary)這個專有屬性，學生有分數(score)這個專有屬性
# 建立父類學校成員SchoolMember
class SchoolMember:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def tell(self):
# 列印個人資訊
print('Name:"{}" Age:"{}"'.format(self.name, self.age), end=" ")
# 建立子類老師 Teacher
class Teacher(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, salary):
SchoolMember.__init__(self, name, age) # 利用父類進行初始化
self.salary = salary
# 方法重寫
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('Salary: {}'.format(self.salary))
# 建立子類學生Student
class Student(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, score):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.score = score
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('score: {}'.format(self.score))
teacher1 = Teacher("John", 44, "$60000")
student1 = Student("Mary", 12, 99)
teacher1.tell()# 列印 Name:"John" Age:"44" Salary: $60000
student1.tell()# Name:"Mary" Age:"12" score: 99
通過以上程式碼不難看出
- 在建立子類的過程中，需要手動呼叫父類的建構函式__init__來完成子類的建立。
- 在子類中呼叫父類的方法時，需加上父類的類名字首，且必須帶self引數變數。例SchoolMember.tell(self)。
- 如果子類呼叫了每個方法或者屬性，Python會先在父類中尋找，找不到就會去子類尋找。
在實際的專案中，一個子類可以繼承多個父類。
使用super()關鍵字呼叫父類
在子類中可以使用super關鍵字直接呼叫父類中的屬性或者方法，簡化程式碼，也反映出人生苦短，我用Python的宗旨。
# 建立子類學生Student
class Student(SchoolMember):
def __init__(self, name, age, score):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.score = score
def tell(self):
super().tell() # 等同於 SchoolMember.tell(self)
print('score: {}'.format(self.score))
以上的例子中，學生子類呼叫了父類的tell方法，等同於SchoolMember.tell(self)，使用super關鍵字呼叫時，需去掉括號裡的self。