Python3中的类和实例

技术交流QQ群:1027579432，欢迎你的加入！

1.类和实例

• 类是抽象的模板，实例是根据类创建出来的一个个具体的"对象"。例如：动物是一大类，猫、狗、鱼等都是特定的对象，即实例。python3中使用class关键字来定义类，基本结构如下：

class 类名(父类/基类/超类列表):
    pass

• 类名一般使用大驼峰来进行命名，尽量见名知意。python采用多继承的机制，一个类可以同时继承多个父类(基类、超类)，继承的父类有先后顺序，写在类名后面的括号中。python3中，object是python3中所有类的基类中，可以省略类名后面的括号，表示隐式继承。
• 通过类的实例化方法来创建一个类的实例，类似于C++中的构造函数。默认情况下，使用类似stu = Student()的方式就可以生成一个类的实例。但是，实际中一个类的实例也会有属于自己的实例变量。python中提供一个def __init__(self):实例化机制。任何一个类中，名字为__init__()的方法就是类的实例化方法。具有__init__()方法的类在类进行实例化时，会自动调用此方法，并传递对应的参数。如下面所示：

class Student:
        def __init__(self,name, age):
            self.name = name
            self.age = age
        def printInfo(self):
            print("name:{}".format(self.name), "age:{}".format(self.age))
    
    stu1 = Student("curry", 31)
    stu2 = Student("harden", 29)

2.实例变量与类变量

• 实例变量：实例本身所拥有的变量，每个实例的变量在内存中都不一样。调用方法：实例名.实例变量名

stu1.name
    stu1.age

• 类变量：定义在类中，但在方法之外的变量。可以通过类名.类变量名或者实例名.类变量名来访问类变量。类变量是所有实例都共同拥有的变量，每个实例都可以访问、修改类变量。例如下面例子中，classroom和address就是两个类变量。注意：当使用stu1.name访问变量时，实例会首先在自己的实例变量中查找是否有此实例变量name，然后再去类变量中进行查找，如果都没有，则抛出异常！

class Student:
        classroom = "101"
        address = "beijing"
        def __init__(self,name, age):
            self.name = name
            self.age = age
        def printInfo(self):
            print("name:{}".format(self.name), "age:{}".format(self.age))
    
    stu1.classroom  # 类变量的访问
    Student.classroom
    stu1.name

• 因为Python是动态语言的特点，可以随时给实例动态添加新的实例变量，给类添加新的类变量和方法。因此，使用stu1.classroom="110"时，要么是给已有的实例变量classroom重新赋值，要么就是新建一个专属于stu1实例的实例变量，并赋值110，如下面的例子：

class Student:
        classroom = "101"  # 类变量
        address = "beijing"
        def __init__(self,name, age):
            self.name = name
            self.age = age
        def printInfo(self):
            print("name:{}".format(self.name), "age:{}".format(self.age))
    
    stu1 = Student("curry", 31)
    stu2 = Student("harden", 29)
    print(stu1.classroom)    # stu1实例本身没有classroom实例变量，所以去寻找类变量，它找到了！
    Student.classroom  # 通过类名访问类变量
    stu1.classroom = "110"  # 关键的一步！实际是为实例stu1创建了一个独有的实例变量classroom，只不过名字和类变量一样，都叫做classroom。
    print(stu1.classroom)  # 输出110，再次访问的时候，访问到的是stu1自己的实例变量classroom
    del stu1.classroom    # 删除了stu1的实例变量classroom

3.类的方法

• Python的类中包含实例方法、静态方法和类方法三种方法。
  • 实例方法：类的实例方法由实例调用，至少包含一个self参数，且为第一个参数。执行实例方法时，自动将调用该方法的实例赋值给self。self代表的是类的实例，而非类本身。self不是关键字，而是Python约定成俗的命名，你完全可以取别的名字，但不建议这么做。 例如下面的方法printInfo(self):

  def printInfo(self):
              print("name:{}".format(self.name), "age:{}".format(self.age))

  • 静态方法：静态方法由类调用，无默认参数。将实例方法参数中的self去掉，然后在方法定义上方加上@staticmethod，就成为静态方法，它属于类，和实例无关。建议只使用类名.静态方法调用方式。（虽然也可以使用实例名.静态方法的方式调用）

  class Foo:
          @statcimethod:
          def static_method():
              pass
      # 调用
      Foo.static_method()

  • 类方法：类方法由类调用，采用@classmethod装饰，至少传入一个cls（代指类本身，类似self）参数。执行类方法时，自动将调用该方法的类赋值给cls。建议只使用类名.类方法的调用方式。（虽然也可以使用实例名.类方法的方式调用）

  class Foo:
          @classmethod
          def bar_method(cls):
              pass
      # 调用
      Foo.bar_method()

• 综合实例如下：

class Foo:
        def __init__(self,name):
            self.name = name
        def ord_func(self):  # 定义实例方法，至少有一个self参数
            print("实例方法")
        
        @classmethod
        def class_func(cls):  # 定义类方法，至少有一个cls参数
            print("类方法")
        
        @staticmethod
        def static_func():  # 定义静态方法 ，无默认参数
            print("静态方法")
            
    # 调用实例方法
    f = Foo("Jack")
    f.ord_func()
    Foo.ord_func(f) # 请注意这种调用方式，虽然可行，但建议不要这么做！
    
    # 调用类方法
    Foo.class_func()
    f.class_func()  # 请注意这种调用方式，虽然可行，但建议不要这么做！
    
    # 调用静态方法
    Foo.static_func()
    f.static_func() # 请注意这种调用方式，虽然可行，但建议不要这么做！

4.类、类的方法、类变量、类的实例和实例变量在内存中是如何保存的？

• 类、类的所有方法以及类变量在内存中只有一份，所有的实例共享它们。而每一个实例都在内存中独立的保存自己和自己的实例变量。创建实例时，实例中除了封装诸如name和age的实例变量之外，还会保存一个类对象指针，该值指向实例所属的类的地址。因此，实例可以寻找到自己的类，并进行相关调用，而类无法寻找到自己的某个实例。
  
  

  image

5.参考博客

• 刘江的博客