类属性和类方法

类属性和类方法

目标

  • 类的结构
  • 类属性和实例属性
  • 类方法和静态方法

01. 类的结构

1.1 术语 —— 实例

  1. 使用面相对象开发,第 1 步 是设计

  2. 使用类名()创建对象,创建对象的动作有两步:

    • 1) 在内存中为对象 分配空间
    • 2) 调用初始化方法 __init__对象初始化
  3. 对象创建后,内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例

类的结构示意图I

因此,通常也会把:

  1. 创建出来的 对象 叫做 实例
  2. 创建对象的 动作 叫做 实例化
  3. 对象的属性 叫做 实例属性
  4. 对象调用的方法 叫做 实例方法

在程序执行时:

  1. 对象各自拥有自己的 实例属性

  2. 调用对象方法,可以通过self.

    • 访问自己的属性
    • 调用自己的方法

结论

  • 每一个对象 都有自己 独立的内存空间保存各自不同的属性
  • 多个对象的方法在内存中只有一份,在调用方法时,需要把对象的引用 传递到方法内部

1.2 类是一个特殊的对象

Python一切皆对象

  • class AAA: 定义的类属于 类对象
  • obj1 = AAA() 属于 实例对象
  • 在程序运行时, 同样 会被加载到内存

  • Python 中, 是一个特殊的对象 —— 类对象

  • 在程序运行时,类对象 在内存中 只有一份,使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例

  • 除了封装实例的属性和方法外,类对象还可以拥有自己的属性和方法

    1. 类属性
    2. 类方法
  • 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法

类的结构示意图II

02. 类属性和实例属性

2.1 概念和使用

  • 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性
  • 通常用来记录 与这个类相关 的特征
  • 类属性 不会用于记录 具体对象的特征

示例需求

  • 定义一个 工具类
  • 每件工具都有自己的 name
  • 需求 —— 知道使用这个类,创建了多少个工具对象?

类属性案例I

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class Tool(object):

# 使用赋值语句,定义类属性,记录创建工具对象的总数
count = 0

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

# 针对类属性做一个计数+1
Tool.count += 1


# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("铁锹")

# 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count)

2.2 属性的获取机制(科普)

  • Python属性的获取 存在一个 向上查找机制

通过对象访问类属性

  • 因此,要访问类属性有两种方式:
    1. 类名.类属性
    2. 对象.类属性 (不推荐)

注意

  • 如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句,只会 给对象添加一个属性,而不会影响到 类属性的值

03. 类方法和静态方法

3.1 类方法

  • 类属性就是针对类对象定义的属性

    • 使用 赋值语句class 关键字下方可以定义 类属性
    • 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
  • 类方法就是针对类对象 定义的方法

    • 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法

语法如下

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@classmethod
def 类方法名(cls):
pass
  • 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识,告诉解释器这是一个类方法

  • 类方法的第一个参数应该是cls

    • 哪一个类 调用的方法,方法内的 cls 就是 哪一个类的引用
    • 这个参数和 实例方法 的第一个参数是 self 类似
    • 提示 使用其他名称也可以,不过习惯使用 cls
  • 通过 类名. 调用 类方法调用方法时,不需要传递 cls 参数

  • 在方法内部

    • 可以通过 cls. 访问类的属性
    • 也可以通过 cls. 调用其他的类方法

示例需求

  • 定义一个 工具类
  • 每件工具都有自己的 name
  • 需求 —— 在 封装一个 show_tool_count 的类方法,输出使用当前这个类,创建的对象个数

类方法案例

在类方法内部,可以直接使用 cls 访问 类属性 或者 调用类方法

3.2 静态方法

  • 在开发时,如果需要在 中封装一个方法,这个方法:
    • 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
    • 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法
  • 这个时候,可以把这个方法封装成一个 静态方法

语法如下

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@staticmethod
def 静态方法名():
pass
  • 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识,告诉解释器这是一个静态方法
  • 通过 类名. 调用 静态方法
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class Dog(object):

# 狗对象计数
dog_count = 0

@staticmethod
def run():

# 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
print("狗在跑...")

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

3.3 方法综合案例

需求

  1. 设计一个 Game
  2. 属性:
    • 定义一个 类属性 top_score 记录游戏的 历史最高分
    • 定义一个 实例属性 player_name 记录 当前游戏的玩家姓名
  3. 方法:
    • 静态方法 show_help 显示游戏帮助信息
    • 类方法 show_top_score 显示历史最高分
    • 实例方法 start_game 开始当前玩家的游戏
  4. 主程序步骤
    • 1) 查看帮助信息
    • 2) 查看历史最高分
    • 3) 创建游戏对象,开始游戏

方法综合案例

案例小结

  1. 实例方法—— 方法内部需要访问实例属性

    • 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
  2. 类方法 —— 方法内部 需要访问 类属性

  3. 静态方法 —— 方法内部,不需要访问 实例属性类属性

提问

如果方法内部 即需要访问 实例属性,又需要访问 类属性,应该定义成什么方法?

答案

  • 应该定义 实例方法
  • 因为,类只有一个,在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
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class Game(object):

# 游戏最高分,类属性
top_score = 0

@staticmethod
def show_help():
print("帮助信息:让僵尸走进房间")

@classmethod
def show_top_score(cls):
print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)

def __init__(self, player_name):
self.player_name = player_name

def start_game(self):
print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)

# 使用类名.修改历史最高分
Game.top_score = 999

# 1. 查看游戏帮助
Game.show_help()

# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score()

# 3. 创建游戏对象,开始游戏
game = Game("小明")

game.start_game()

# 4. 游戏结束,查看游戏最高分
Game.show_top_score()