笨办法学Python 习题 40: 模块、类、对象

Python 是一种“面向对象编程语言 (Object OrIEnted Programming Language)” 。这个说法的意思是说，Python 里边有一种叫做 class 的结构，通过它你可以用一种特殊的方式构造你的软件。通过使用class (类)，你可以让你的程序架构更为整齐，使用起来也会更为干净--至少理论上应该是这样的。

现在我要教你的是面向对象编程的起步知识，我会用你学过的知识向你介绍面向对象编程、类、以及对象。问题是变相对象编程(简称 OOP )本身就是个奇怪的东西，你只有努力去弄懂这一章的内容，好好写代码，然后到下一章节的习题，我就能把 OOP 像钉钉子一样钉到你脑子里了。

现在就开始吧。

模块和字典差不多

你知道怎样创建和使用字典这个数据类型，这是一种将一种东西对应到另外一种的方式。这意味着如果你有一个字典，它里边有一个叫 ‘ apple’ 的 key ，而你要从中取值的话，你需要这样做:

mystuff = {'apple': "I AM APPLES!"}print mystuff['apple']

记住这个“从 Y 获取 X” 的概念，现在再来看看模块 (module) ，你已经创建和使用过一些模块了，你已经了解了它们的一些属性:

    1. 模组是包含函数和变量的 Python 文件。

    2. 你可以 import 这个文件。

    3. 然后你可以使用 ‘ .’ *** 作符访问到模组中的函数和变量。

假如说我有一个模块名字叫 mystuff.py 并且在里边放了个叫做 apple 的函数，就像这样:

# this goes in mystuff.pydef apple():    print "I AM APPLES!"

接下来我就可以用 import 来调用这个模块，并且访问到 apple 函数:

import mystuffmystuff.apple()

我还可以放一个叫做 tangerine 的变量到模块里边:

def apple():    print "I AM APPLES!"# this is just a variabletangerine = "living reflection of a dream"

一样的我还是可以访问到这个变量:

import mystuffmystuff.apple()print mystuff.tangerine

回到字典的概念，你会发现这和字典的使用方式有点相似，只不过语法不同而已，我们来比一比:

mystuff['apple'] # get apple from dictmystuff.apple() # get apple from the modulemystuff.tangerine # same thing, it's just a variable

也就是说， Python 里边有这么一个通用的模式:

    1. 拿一个类似 key=value 风格的数据容器

    2. 通过 key 的名称获取其中的 value

对于字典来说， key 是一个字符串，获得值的语法是 [key] 。对于模块来说， key 是函数或者变量的名称，而语法是 .key 。除了这个，它们基本上就没什么区别了。

类和模块差不多

模块还可以用一种方法去理解:你可以把它们当做一种特殊的字典，通过它们你可以储存一些 Python代码，而你可以通过 ‘ .’ *** 作符访问到这些代码。 Python 还有另外一种代码结构用来实现类似的目的，那就是 类 (class) ，通过类，你可以把一组函数和数据放到一个容器中，从而用 ‘ .’ *** 作符访问到它们。

如果我要用创建 mystuff 模块的方法来创建一个类，那么方法大致是这样的:

class MyStuff(object):    def __init__(self):        self.tangerine = "And Now a thousand years between"        def apple(self):        print "I AM CLASSY APPLES!"

这个和模块比起来有些复杂，确实，比起模块来，这里的确做了很多事情，不过你应该能大致看出来，这段代码差不多就是模拟了一个名字叫 MyStuff 的迷你模块，里边有一个叫做 apple() 的函数，难懂的恐怕是 __init__() 函数，还有就是设置 tangerine 变量时用了 self.tangerine 这样的语法。

使用类而非模块的原因如下:你可以拿着上面这个类，重复创建出很多出来，哪怕是一次一百万个，它们也不会互相干涉到。而对于模块来说，当你一次 import 之后，整个程序里就只有这么一份内容，只有鼓捣得很深才能弄点花样出来。

不过在弄懂这个之前，你要先理解“对象( object )”是什么东西，以及如何使用 MyStuff 达到类似import mystuff 实现的结果。

对象相当于迷你版的 import

如果说类和迷你模块差不多，那么对于类来说，也必然有一个类似 import 的概念。这个概念名称就是“实例 (instance)” 。这只是一种故作高深的叫法而已，它的意思其实是“创建”。当你将一个类“实例化”以后，你就得到了一个 对象 (object) 。

实现实例化的方法，就是像调用函数一样地调用一个类 :

thing = MyStuff()thing.apple()print thing.tangerine

第一行代码就是“实例化” *** 作，这和调用函数很相似。然而，当你进行实例化 *** 作时， Python 在背后做了一系列的工作，这里我针对上面的代码详细解释一下:

    1. Python 看到了 MyStuff() 并且知道了它是你定义过的一个类。

    2. Python 创建了一个空的对象，里边包含了你在类中用 def 创建的所有函数。

    3. 然后 Python 回去检查你是不是在里边创建了一个 __init__ 魔法函数，如果你有创建，它就会调用这个函数，从而对你的空对象实现了初始化。

    4. 在 MyStuff 中的 __init__ 函数里，我们有一个多余的函数叫做 self ，这就是 Python 为我们创建的空对象，而我可以对它进行类似模块、字典等的 *** 作，为它设置一些变量进去。

    5. 在这里，我把 self.tangerine 设成了一段歌词，这样我就初始化了该对象。

    6. 最后 Python 将这个新建的对象赋给一个叫 thing 的变量，以供后面使用。

这就是当你像调用函数一样调用类的时候， Python 完成这个“迷你 import” 的过程。记住这不是拿来一个类就直接用，而是将类当做一个“蓝图”，然后用它创建和这个类有相同属性的拷贝。

提醒你一点，我的解释和 Python 的实际原理还是有一点小小的出入，只不过在这里，基于你现有的关于模块的知识，我也暂时只能这么解释了。事实上类和对象和模组是完全不同的东西。如果我实实在在地跟你讲的话，我大概会说出下面的这些东西:

    �6�1 类就像一种蓝图、或者一种预定义的东西，通过它可以创建新的迷你模块。

    �6�1 实例化的过程相当于你创建了这么一个迷你模块，而且同时 import 了它。

    �6�1 结果生成的迷你模块就是一个对象，你可以将它赋予一个变量并进行后续 *** 作。

而通过这一系列的 *** 作，类和对象和模块已经很不同了，所以这里的内容只是为了让你理解类的概念而已。

从东西里获取东西

现在我有三种方法可以从某个东西里获取它的内容:

# dict stylemystuff['apples']# module stylemystuff.apples()print mystuff.tangerine# class stylething = MyStuff()thing.apples()print thing.tangerine

第一个类的例子

你应该开始注意到这三种 key=value 的容器类数据，而且有一些问题要问。先别问，下面一讲会让你了解面向对象编程的一些专有词汇。在这一节里，我只要求你写代码并让它运行起来，有了经验才能继续前进。

# -*- Coding:utf-8 -*-class Song(object): #创建类    def __init__(self,lyrics):  #创建方法        self.lyrics = lyrics    def sing_me_a_song(self):   #创建方法        for line in self.lyrics:            print line#添加htppy_baby属性happy_baby = Song(["Happy birthday to you",                   "I dont't want to get sued",                   "So I'll stop right there"])#添加bulls_on_parde属性bulls_on_parde = Song(["They rally around the family",                      "With pockets full of shells"])happy_baby.sing_me_a_song()bulls_on_parde.sing_me_a_song()

结果:

Happy birthday to youI dont't want to get suedSo I'll stop right thereThey rally around the familyWith pockets full of shells

加分习题

1.使用这种方式写更多的歌进去，确定自己懂得了传入的歌词是一个字符串列表。

i_love_you = Song(["I love you",                   "I hate you"])i_love_you.sing_me_a_song()

2. 将歌词放到另一个的变量里边，然后再类里边使用这一个新定义的变量。

class Song(object): #创建类    def __init__(self,lyrics):  #创建方法        self.lyrics = lyrics    def sing_you_a_song(self):   #创建方法        for line in self.lyrics:            print line

3. 试着看能不能给它加些新功能，不知道怎么做也没关系，只要试着去做也行，弄坏了也没关系，反正它也不会疼。

4. 在网上搜索一下“ object orIEnted programming” (中文:面向对象编程)，给自己洗洗脑。弄懂也没关系，其实里边有一半的东西对我来说也是没有意义的。

常见问题回答

为什么创建 __init__ 或者别的类函数时需要多加一个 self 变量?

如果你不加 self ， cheese = 'Frank' 这样的代码意义就不明确了，它指的既可能是实例的 cheese 属性，或者一个叫做 cheese 的局部变量。有了 self.cheese ='Frank' 你就清楚地知道了这指的是实例的属性 self.cheese 。