# 类和实例
面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),必须牢记类是抽象的模板,比如Student类,而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”,每个对象都拥有相同的方法,但各自的数据可能不同。
仍以Student类为例,在Python中,定义类是通过`class`关键字:
```
class Student(object):
pass
```
`class`后面紧接着是类名,即`Student`,类名通常是大写开头的单词,紧接着是`(object)`,表示该类是从哪个类继承下来的,继承的概念我们后面再讲,通常,如果没有合适的继承类,就使用`object`类,这是所有类最终都会继承的类。
定义好了`Student`类,就可以根据`Student`类创建出`Student`的实例,创建实例是通过类名+()实现的:
```
>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x10a67a590>
>>> Student
<class '__main__.Student'>
```
可以看到,变量`bart`指向的就是一个`Student`的实例,后面的`0x10a67a590`是内存地址,每个object的地址都不一样,而`Student`本身则是一个类。
可以自由地给一个实例变量绑定属性,比如,给实例`bart`绑定一个`name`属性:
```
>>> bart.name = 'Bart Simpson'
>>> bart.name
'Bart Simpson'
```
由于类可以起到模板的作用,因此,可以在创建实例的时候,把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的`__init__`方法,在创建实例的时候,就把`name`,`score`等属性绑上去:
```
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
```
注意到`__init__`方法的第一个参数永远是`self`,表示创建的实例本身,因此,在`__init__`方法内部,就可以把各种属性绑定到`self`,因为`self`就指向创建的实例本身。
有了`__init__`方法,在创建实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与`__init__`方法匹配的参数,但`self`不需要传,Python解释器自己会把实例变量传进去:
```
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.name
'Bart Simpson'
>>> bart.score
59
```
和普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不同,就是第一个参数永远是实例变量`self`,并且,调用时,不用传递该参数。除此之外,类的方法和普通函数没有什么区别,所以,你仍然可以用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。
## 数据封装
面向对象编程的一个重要特点就是数据封装。在上面的`Student`类中,每个实例就拥有各自的`name`和`score`这些数据。我们可以通过函数来访问这些数据,比如打印一个学生的成绩:
```
>>> def print_score(std):
... print('%s: %s' % (std.name, std.score))
...
>>> print_score(bart)
Bart Simpson: 59
```
但是,既然`Student`实例本身就拥有这些数据,要访问这些数据,就没有必要从外面的函数去访问,可以直接在`Student`类的内部定义访问数据的函数,这样,就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和`Student`类本身是关联起来的,我们称之为类的方法:
```
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))
```
要定义一个方法,除了第一个参数是`self`外,其他和普通函数一样。要调用一个方法,只需要在实例变量上直接调用,除了`self`不用传递,其他参数正常传入:
```
>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 59
```
这样一来,我们从外部看`Student`类,就只需要知道,创建实例需要给出`name`和`score`,而如何打印,都是在`Student`类的内部定义的,这些数据和逻辑被“封装”起来了,调用很容易,但却不用知道内部实现的细节。
封装的另一个好处是可以给`Student`类增加新的方法,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'
```
同样的,`get_grade`方法可以直接在实例变量上调用,不需要知道内部实现细节:
```
>>> bart.get_grade()
'C'
```
## 小结
类是创建实例的模板,而实例则是一个一个具体的对象,各个实例拥有的数据都互相独立,互不影响;
方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不同,方法可以直接访问实例的数据;
通过在实例上调用方法,我们就直接操作了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。
和静态语言不同,Python允许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然它们都是同一个类的不同实例,但拥有的变量名称都可能不同:
```
>>> 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'
```
## 参考源码
[student.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/oop_basic/student.py)
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