Питон язык программирования классы

Примеры работы с классами в Python

Python — объектно-ориентированный язык с начала его существования. Поэтому, создание и использование классов и объектов в Python просто и легко. Эта статья поможет разобраться на примерах в области поддержки объектно-ориентированного программирования Python. Если у вас нет опыта работы с объектно-ориентированным программированием (OOП), ознакомьтесь с вводным курсом или учебным пособием, чтобы понять основные понятия.

Создание классов

Оператор class создает новое определение класса. Имя класса сразу следует за ключевым словом class , после которого ставиться двоеточие:

class ClassName: """Необязательная строка документации класса""" class_suite

• У класса есть строка документации, к которой можно получить доступ через ClassName.__doc__ .
• class_suite состоит из частей класса, атрибутов данных и функции.

Пример создания класса на Python:

 
class Employee: """Базовый класс для всех сотрудников""" emp_count = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.emp_count += 1 def display_count(self): print('Всего сотрудников: %d' % Employee.empCount) def display_employee(self): print('Имя: <>. Зарплата: <>'.format(self.name, self.salary))
 
 
Переменная emp_count — переменная класса, значение которой разделяется между экземплярами этого класса. Получить доступ к этой переменной можно через Employee.emp_count из класса или за его пределами.
 
Первый метод __init__() — специальный метод, который называют конструктором класса или методом инициализации. Его вызывает Python при создании нового экземпляра этого класса.
 
Объявляйте другие методы класса, как обычные функции, за исключением того, что первый аргумент для каждого метода self . Python добавляет аргумент self в список для вас; и тогда вам не нужно включать его при вызове этих методов.
 
 
Создание экземпляров класса
 
Чтобы создать экземпляры классов, нужно вызвать класс с использованием его имени и передать аргументы, которые принимает метод __init__ .
 
 
# Это создаст первый объект класса Employee emp1 = Employee("Андрей", 2000) # Это создаст второй объект класса Employee emp2 = Employee("Мария", 5000)
 
Доступ к атрибутам
 
Получите доступ к атрибутам класса, используя оператор . после объекта класса. Доступ к классу можно получить используя имя переменой класса:
 
 
emp1.display_employee() emp2.display_employee() print("Всего сотрудников: %d" % Employee.emp_count)
 
Теперь, систематизируем все.
 
 
class Employee: """Базовый класс для всех сотрудников""" emp_count = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.emp_count += 1 def display_count(self): print('Всего сотрудников: %d' % Employee.emp_count) def display_employee(self): print('Имя: <>. Зарплата: <>'.format(self.name, self.salary)) # Это создаст первый объект класса Employee emp1 = Employee("Андрей", 2000) # Это создаст второй объект класса Employee emp2 = Employee("Мария", 5000) emp1.display_employee() emp2.display_employee() print("Всего сотрудников: %d" % Employee.emp_count)
 
При выполнении этого кода, мы получаем следующий результат:
 
Имя: Андрей. Зарплата: 2000 Имя: Мария. Зарплата: 5000 Всего сотрудников: 2 
 
Вы можете добавлять, удалять или изменять атрибуты классов и объектов в любой момент.
 
 
emp1.age = 7 # Добавит атрибут 'age' emp1.age = 8 # Изменит атрибут 'age' del emp1.age # Удалит атрибут 'age'
 
Вместо использования привычных операторов для доступа к атрибутам вы можете использовать эти функции:
 
 
getattr(obj, name [, default]) — для доступа к атрибуту объекта.
 
hasattr(obj, name) — проверить, есть ли в obj атрибут name .
 
setattr(obj, name, value) — задать атрибут. Если атрибут не существует, он будет создан.
 
delattr(obj, name) — удалить атрибут.
 
 
 
hasattr(emp1, 'age') # возвращает true если атрибут 'age' существует getattr(emp1, 'age') # возвращает значение атрибута 'age' setattr(emp1, 'age', 8) #устанавливает атрибут 'age' на 8 delattr(empl, 'age') # удаляет атрибут 'age'
 
Встроенные атрибуты класса
 
Каждый класс Python хранит встроенные атрибуты, и предоставляет к ним доступ через оператор . , как и любой другой атрибут:
 
 
__dict__ — словарь, содержащий пространство имен класса.
 
__doc__ — строка документации класса. None если, документация отсутствует.
 
__name__ — имя класса.
 
__module__ — имя модуля, в котором определяется класс. Этот атрибут __main__ в интерактивном режиме.
 
__bases__ — могут быть пустые tuple, содержащие базовые классы, в порядке их появления в списке базового класса.
 
 
Для вышеуказанного класса давайте попробуем получить доступ ко всем этим атрибутам:
 
 
class Employee: """Базовый класс для всех сотрудников""" emp_count = 0 def __init__(self, name, salary): self.name = name self.salary = salary Employee.empCount += 1 def display_count(self): print('Всего сотрудников: %d' % Employee.empCount) def display_employee(self): print('Имя: <>. Зарплата: <>'.format(self.name, self.salary)) print("Employee.__doc__:", Employee.__doc__) print("Employee.__name__:", Employee.__name__) print("Employee.__module__:", Employee.__module__) print("Employee.__bases__:", Employee.__bases__) print("Employee.__dict__:", Employee.__dict__)
 
Когда этот код выполняется, он возвращает такой результат:
 
Employee.__doc__: Базовый класс для всех сотрудников Employee.__name__: Employee Employee.__module__: __main__ Employee.__bases__: (,) Employee.__dict__: , 'display_count': , 'display_employee': , '__dict__': , '__weakref__': > 
 
Удаление объектов (сбор мусора)
 
Python автоматически удаляет ненужные объекты (встроенные типы или экземпляры классов), чтобы освободить пространство памяти. С помощью процесса ‘Garbage Collection’ Python периодически восстанавливает блоки памяти, которые больше не используются.
 
Сборщик мусора Python запускается во время выполнения программы и тогда, когда количество ссылок на объект достигает нуля. С изменением количества обращений к нему, меняется количество ссылок.
 
Когда объект присваивают новой переменной или добавляют в контейнер (список, кортеж, словарь), количество ссылок объекта увеличивается. Количество ссылок на объект уменьшается, когда он удаляется с помощью del , или его ссылка выходит за пределы видимости. Когда количество ссылок достигает нуля, Python автоматически собирает его.
 
 a = 40 # создали объект b = a # увеличивает количество ссылок c = [b] # увеличивает количество ссылок del a # уменьшает количество ссылок b = 100 # уменьшает количество ссылок c[0] = -1 # уменьшает количество ссылок
 
Обычно вы не заметите, когда сборщик мусора уничтожает экземпляр и очищает свое пространство. Но классом можно реализовать специальный метод __del__() , называемый деструктором. Он вызывается, перед уничтожением экземпляра. Этот метод может использоваться для очистки любых ресурсов памяти.
 
Пример работы __del__()
Деструктор __del__() выводит имя класса того экземпляра, который должен быть уничтожен:
 
 
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __del__(self): class_name = self.__class__.__name__ print('<> уничтожен'.format(class_name)) pt1 = Point() pt2 = pt1 pt3 = pt1 print(id(pt1), id(pt2), id(pt3)) # выведите id объектов del pt1 del pt2 del pt3
 
Когда вышеуказанный код выполняется и выводит следующее:
 
17692784 17692784 17692784 Point уничтожен
 
 
В идеале вы должны создавать свои классы в отдельном модуле. Затем импортировать их в основной модуль программы с помощью import SomeClass .
 
 
Наследование класса в python
 
Наследование — это процесс, когда один класс наследует атрибуты и методы другого. Класс, чьи свойства и методы наследуются, называют Родителем или Суперклассом. А класс, свойства которого наследуются — класс-потомок или Подкласс.
 
Вместо того, чтобы начинать с нуля, вы можете создать класс, на основе уже существующего. Укажите родительский класс в круглых скобках после имени нового класса.
 
Класс наследник наследует атрибуты своего родительского класса. Вы можете использовать эти атрибуты так, как будто они определены в классе наследнике. Он может переопределять элементы данных и методы родителя.
 
Синтаксис наследования класса
 
Классы наследники объявляются так, как и родительские классы. Только, список наследуемых классов, указан после имени класса.
 
class SubClassName(ParentClass1[, ParentClass2, . ]): """Необязательная строка документации класса""" class_suite
 
Пример наследования класса в Python
 
 
class Parent: # объявляем родительский класс parent_attr = 100 def __init__(self): print('Вызов родительского конструктора') def parent_method(self): print('Вызов родительского метода') def set_attr(self, attr): Parent.parent_attr = attr def get_attr(self): print('Атрибут родителя: <>'.format(Parent.parent_attr)) class Child(Parent): # объявляем класс наследник def __init__(self): print('Вызов конструктора класса наследника') def child_method(self): print('Вызов метода класса наследника') c = Child() # экземпляр класса Child c.child_method() # вызов метода child_method c.parent_method() # вызов родительского метода parent_method c.set_attr(200) # еще раз вызов родительского метода c.get_attr() # снова вызов родительского метода
 
Когда этот код выполняется, он выводит следующий результат:
 
Вызов конструктора класса наследника Вызов метода класса наследника Вызов родительского метода Атрибут родителя: 200
 
Аналогичным образом вы можете управлять классом с помощью нескольких родительских классов:
 
class A: # объявите класс A . class B: # объявите класс B . class C(A, B): # C наследуется от A и B . 
 
Вы можете использовать функции issubclass() или isinstance() для проверки отношений двух классов и экземпляров.
 
 
Логическая функция issubclass(sub, sup) возвращает значение True , если данный подкласс sub действительно является подклассом sup .
 
Логическая функция isinstance(obj, Class) возвращает True , если obj является экземпляром класса Class или является экземпляром подкласса класса.
 
 
Переопределение методов
 
Вы всегда можете переопределить методы родительского класса. В вашем подклассе могут понадобиться специальные функции. Это одна из причин переопределения родительских методов.
 
Пример переопределения методов:
 
 
class Parent: # объявите родительский класс def my_method(self): print('Вызов родительского метода') class Child(Parent): # объявите класс наследник def my_method(self): print('Вызов метода наследника') c = Child() # экземпляр класса Child c.my_method() # метод переопределен классом наследником
 
Когда этот код выполняется, он производит следующий результат:
 
Популярные базовые методы
 
В данной таблице перечислены некоторые общие функции. Вы можете переопределить их в своих собственных классах.
 
 
 
№
 
Метод, описание и пример вызова
 
  
 
 
1
 
__init__(self [, args. ]) — конструктор (с любыми необязательными аргументами) 
obj = className(args)
 
 
 
2
 
__del__(self) — деструктор, удаляет объект 
del obj
 
 
 
3
 
__repr__(self) — программное представление объекта 
repr(obj)
 
 
 
4
 
__str__(self) — строковое представление объекта 
str(obj)
 
 
 
 
Пример использования __add__
 
Предположим, вы создали класс Vector для представления двумерных векторов. Что происходит, когда вы используете дополнительный оператор для их добавления? Скорее всего, Python будет против.
 
Однако вы можете определить метод __add__ в своем классе для добавления векторов и оператор + будет вести себя так как нужно.
 
 
class Vector: def __init__(self, a, b): self.a = a self.b = b def __str__(self): return 'Vector (<>, <>)'.format(self.a, self.b) def __add__(self, other): return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b) v1 = Vector(2, 10) v2 = Vector(5, -2) print(v1 + v2)
 
При выполнении этого кода, мы получим:
 
Приватные методы и атрибуты
 
Атрибуты класса могут быть не видимыми вне определения класса. Вам нужно указать атрибуты с __ вначале, и эти атрибуты не будут вызваны вне класса.
 
Пример приватного атрибута:
 
 
class JustCounter: __secret_count = 0 def count(self): self.__secret_count += 1 print(self.__secret_count) counter = JustCounter() counter.count() counter.count() print(counter.__secret_count)
 
При выполнении данного кода, имеем следующий результат:
 
1 2 Traceback (most recent call last): File "test.py", line 12, in print(counter.__secret_count) AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secret_count'
 
Вы можете получить доступ к таким атрибутам, так object._className__attrName . Если вы замените свою последнюю строку следующим образом, то она будет работать.
 
Источник
 
Читайте также:  Технология программирования информационных систем