Объектно-ориентированное программирование
Python имеет множество встроенных типов, например, int, str и так далее, которые мы можем использовать в программе. Но также Python позволяет определять собственные типы с помощью классов . Класс представляет некоторую сущность. Конкретным воплощением класса является объект.
Можно еще провести следующую аналогию. У нас у всех есть некоторое представление о человеке, у которого есть имя, возраст, какие-то другие характеристики Человек может выполнять некоторые действия — ходить, бегать, думать и т.д. То есть это представление, которое включает набор характеристик и действий, можно назвать классом. Конкретное воплощение этого шаблона может отличаться, например, одни люди имеют одно имя, другие — другое имя. И реально существующий человек будет представлять объект этого класса.
Класс определяется с помощью ключевого слова class :
class название_класса: атрибуты_класса методы_класса
Внутри класса определяются его атрибуты, которые хранят различные характеристики класса, и методы — функции класса.
Создадим простейший класс:
В данном случае определен класс Person, который условно представляет человека. В данном случае в классе не определяется никаких методов или атрибутов. Однако поскольку в нем должно быть что-то определено, то в качестве заменителя функционала класса применяется оператор pass . Этот оператор применяется, когда синтаксически необходимо определить некоторый код, однако мы не хотим его, и вместо конкретного кода вставляем оператор pass.
После создания класса можно определить объекты этого класса. Например:
class Person: pass tom = Person() # определение объекта tom bob = Person() # определение объекта bob
После определения класса Person создаются два объекта класса Person — tom и bob. Для создания объекта применяется специальная функция — конструктор , которая называется по имени класса и которая возвращает объект класса. То есть в данном случае вызов Person() представляет вызов конструктора. Каждый класс по умолчанию имеет конструктор без параметров:
tom = Person() # Person() - вызов конструктора, который возвращает объект класса Person
Методы классов
Методы класса фактически представляют функции, которые определенны внутри класса и которые определяют его поведение. Например, определим класс Person с одним методом:
class Person: # определение класса Person def say_hello(self): print("Hello") tom = Person() tom.say_hello() # Hello Здесь определен метод say_hello() , который условно выполняет приветствие — выводит строку на консоль. При определении методов любого класса следует учитывать, что все они должны принимать в качестве первого параметра ссылку на текущий объект, который согласно условностям называется self . Через эту ссылку внутри класса мы можем обратиться к функциональности текущего объекта. Но при самом вызове метода этот параметр не учитывается.
Используя имя объекта, мы можем обратиться к его методам. Для обращения к методам применяется нотация точки — после имени объекта ставится точка и после нее идет вызов метода:
объект.метод([параметры метода])
Например, обращение к методу say_hello() для вывода приветствия на консоль:
В итоге данная программа выведет на консоль строку «Hello».
Если метод должен принимать другие параметры, то они определяются после параметра self , и при вызове подобного метода для них необходимо передать значения:
class Person: # определение класса Person def say(self, message): # метод print(message) tom = Person() tom.say("Hello METANIT.COM") # Hello METANIT.COM Здесь определен метод say() . Он принимает два параметра: self и message. И для второго параметра — message при вызове метода необходимо передать значение.
self
Через ключевое слово self можно обращаться внутри класса к функциональности текущего объекта:
self.атрибут # обращение к атрибуту self.метод # обращение к методу
Например, определим два метода в классе Person:
class Person: def say(self, message): print(message) def say_hello(self): self.say("Hello work") # обращаемся к выше определенному методу say tom = Person() tom.say_hello() # Hello work Здесь в одном методе — say_hello() вызывается другой метод — say() :
Поскольку метод say() принимает кроме self еще параметры (параметр message), то при вызове метода для этого параметра передается значение.
Причем при вызове метода объекта нам обязательно необходимо использовать слово self , если мы его не используем:
def say_hello(self): say("Hello work") # ! Ошибка То мы столкнемся с ошибкой
Конструкторы
Для создания объекта класса используется конструктор. Так, выше когда мы создавали объекты класса Person, мы использовали конструктор по умолчанию, который не принимает параметров и который неявно имеют все классы:
Однако мы можем явным образом определить в классах конструктор с помощью специального метода, который называется __init__() (по два прочерка с каждой стороны). К примеру, изменим класс Person, добавив в него конструктор:
class Person: # конструктор def __init__(self): print("Создание объекта Person") def say_hello(self): print("Hello") tom = Person() # Создание объекта Person tom.say_hello() # Hello Итак, здесь в коде класса Person определен конструктор и метод say_hello() . В качестве первого параметра конструктор, как и методы, также принимает ссылку на текущий объект — self. Обычно конструкторы применяются для определения действий, которые должны производиться при создании объекта.
Теперь при создании объекта:
будет производится вызов конструктора __init__() из класса Person, который выведет на консоль строку «Создание объекта Person».
Атрибуты объекта
Атрибуты хранят состояние объекта. Для определения и установки атрибутов внутри класса можно применять слово self . Например, определим следующий класс Person:
class Person: def __init__(self, name): self.name = name # имя человека self.age = 1 # возраст человека tom = Person("Tom") # обращение к атрибутам # получение значений print(tom.name) # Tom print(tom.age) # 1 # изменение значения tom.age = 37 print(tom.age) # 37 Теперь конструктор класса Person принимает еще один параметр — name. Через этот параметр в конструктор будет передаваться имя создаваемого человека.
Внутри конструктора устанавливаются два атрибута — name и age (условно имя и возраст человека):
def __init__(self, name): self.name = name self.age = 1
Атрибуту self.name присваивается значение переменной name. Атрибут age получает значение 1.
Если мы определили в классе конструктор __init__, мы уже не сможем вызвать конструктор по умолчанию. Теперь нам надо вызывать наш явным образом опреледеленный конструктор __init__, в который необходимо передать значение для параметра name:
Далее по имени объекта мы можем обращаться к атрибутам объекта — получать и изменять их значения:
print(tom.name) # получение значения атрибута name tom.age = 37 # изменение значения атрибута age
В принципе нам необязательно определять атрибуты внутри класса — Python позволяет сделать это динамически вне кода:
class Person: def __init__(self, name): self.name = name # имя человека self.age = 1 # возраст человека tom = Person("Tom") tom.company = "Microsoft" print(tom.company) # Microsoft Здесь динамически устанавливается атрибут company, который хранит место работы человека. И после установки мы также можем получить его значение. В то же время подобное определение чревато ошибками. Например, если мы попытаемся обратиться к атрибуту до его определения, то программа сгенерирует ошибку:
tom = Person("Tom") print(tom.company) # ! Ошибка - AttributeError: Person object has no attribute company Для обращения к атрибутам объекта внутри класса в его методах также применяется слово self:
class Person: def __init__(self, name): self.name = name # имя человека self.age = 1 # возраст человека def display_info(self): print(f"Name: Age: ") tom = Person("Tom") tom.display_info() # Name: Tom Age: 1 Здесь определяется метод display_info(), который выводит информацию на консоль. И для обращения в методе к атрибутам объекта применяется слово self: self.name и self.age
Создание объектов
Выше создавался один объект. Но подобным образом можно создавать и другие объекты класса:
class Person: def __init__(self, name): self.name = name # имя человека self.age = 1 # возраст человека def display_info(self): print(f"Name: Age: ") tom = Person("Tom") tom.age = 37 tom.display_info() # Name: Tom Age: 37 bob = Person("Bob") bob.age = 41 bob.display_info() # Name: Bob Age: 41 Здесь создаются два объекта класса Person: tom и bob. Они соответствуют определению класса Person, имеют одинаковый набор атрибутов и методов, однако их состояние будет отличаться.
При выполнении программы Python динамически будет определять self — он представляет объект, у которого вызывается метод. Например, в строке:
tom.display_info() # Name: Tom Age: 37
В итоге мы получим следующий консольный вывод:
Name: Tom Age: 37 Name: Bob Age: 41