Создание класса в c: C# и .NET | Классы и объекты

Подробнее об объектной модели — JavaScript

JavaScript — это объектно-ориентированный язык, основанный на прототипировании, а не на классах. Из-за этого, менее очевидно то, каким образом JavaScript позволяет создавать иерархии объектов и обеспечивает наследование свойств и их значений. Эта глава является скромной попыткой прояснить ситуацию.

Эта глава предполагает что читатель знаком с основами JavaScript, и имеет опыт использования функций для создания простейших объектов.

Основанные на классах объектно-ориентированные языки программирования, такие как Java и C++, строятся на концепции двух отдельных сущностей: класс и экземпляр.

• Класс определяет все свойства (учитывая методы и все поля в  Java, или свойства в C++), которые характеризуют группу объектов. Класс это абстрактная вещь, а не какой-либо конкретный член множества объектов, которые он описывает. Например, класс Employee может описывать множество всех сотрудников.
• Экземпляр, это воплощение класса в виде конкретного объекта. Например, Victoria может быть экземпляром класса Employee, представляющий собой конкретного сотрудника. Экземпляр класса имеет ровно столько свойств, сколько и родительский класс (не больше и не меньше).

Прототипно-ориентированный язык, например JavaScript, не реализует данное различие: он имеет только объекты. Языки, основанные на прототипах, имеют понятие прототипа объекта — это объект, используемый в качестве шаблона, с целью получить изначальные свойства для нового объекта. Любой объект может иметь собственные свойства, присвоенные либо во время создания, либо во время выполнения. В дополнение, любой объект может быть указан в качестве прототипа для другого объекта, это позволит второму объекту использовать свойства первого.

Определение класса

В классо-ориентированных языках, вы можете определить класс. В этом определении вы можете указать специальные методы, называемые конструкторами, которые позволят создать экземпляр класса. Метод конструктор может задать начальные значения для свойств экземпляра и выполнять другие действия, в момент создания. Вы можете использовать оператор  new, совместно с методом конструктора, для создания экземпляров классов.

JavaScript использует похожую модель, но не имеет определения класса отдельно от конструктора. Вместо этого, вы определяете функцию-конструктор для создания объектов с начальным набором свойств и значений. Любая функция в JavaScript может быть использована, как конструктор. Вы должны использовать оператор new для создания нового объекта.

Подклассы и наследование

В языках, основанных на классах, вы создаёте иерархию классов через объявление классов. В объявлении класса вы можете указать, что новый класс является подклассом уже существующего класса. При этом, подкласс унаследует все свойства суперкласса и в дополнение сможет добавить свои свойства или переопределить унаследованные. Например, предположим, что класс Employee включает два свойства: name и dept, а класс Manager является подклассом Employee и добавляет свойство reports. В этом случае, экземпляр класса Manager будет иметь три свойства: name, dept, и reports.

JavaScript реализует наследование, позволяя связать прототипный объект с любой функцией-конструктором. Итак, вы можете создать объект точь-в-точь, как в примере Employee — Manager, но используя несколько иную технику. Для начала нужно определить функцию-конструктор Employee, которая определяет свойства name и dept. Затем, определяем функцию-конструктор Manager, в которой в свою очередь, будет явно вызываться конструктор Employee и определяться новое свойство reports. Наконец, присваиваем новый экземпляр Employee, в качестве prototype для функции-конструктора Manager. Теперь, когда вы создадите нового Manager, он унаследует свойства name и dept из объекта Employee.

Добавление и удаление свойств

В языках, основанных на классах, вы, как правило, создаёте класс во время компиляции, а затем вы создаёте экземпляры класса либо во время компиляции, либо во время выполнения. Вы не можете изменить количество или тип свойств класса после определения класса. В JavaScript, однако, вы можете добавлять или удалять свойства любого объекта. Если вы добавляете свойство к объекту, который используется в качестве прототипа для множества объектов, то все эти объекты, для которых он является прототипом, также получат это свойство.

Подытожим различия

Следующая таблица даёт краткий обзор некоторых из этих различий. А оставшаяся часть этой главы описывает детали использования конструкторов и прототипов JavaScript для создания иерархии объектов и сравнивает это с тем, как вы могли бы сделать это в Java.

Сравнение языков на основе классов (Java) и на базе прототипов (JavaScript)

Основанные на классах (Java)	Основанные на базе прототипов (JavaScript)
Класс и экземпляр являются разными сущностями.	Все объекты могут наследовать свойства другого объекта.
Определяем класс с помощью определения класса; создаём экземпляр класса с помощью метода-конструктора.	Определение и создание объекта происходит с помощью функций-конструкторов.
Создание отдельного объекта с помощью оператора new.	Так же.
Иерархия объектов строится с помощью определения классов и их подклассов.	Построение иерархии объектов происходит путём присвоения объекта в качестве прототипа функции-конструктора.
Наследование свойств в цепочке классов.	Наследование свойств в цепочке прототипов.
Определение класса определяет все свойства всех экземпляров класса. Нельзя динамически добавлять свойства во время выполнения.	Функция-конструктор или прототип задаёт начальный набор свойств. Можно добавить или удалить свойства динамически к отдельным объектам или всей совокупности объектов.

Оставшаяся часть этой главы объясняет иерархию сотрудников, показанную на следующем рисунке:

Рисунок 8.1: Простая иерархия объектов

Этот пример использует следующие объекты:

• Employee имеет свойство name (значение которого по умолчанию пустая строка) и dept (значение которого по умолчанию «general»).
• Manager основывается на Employee. Он добавляет свойство reports (значение которого по умолчанию пустой массив, предназначенный для хранения массива объектов Employee).
• WorkerBee так же основан на Employee. Он добавляет свойство projects (значение которого по умолчанию пустой массив, предназначенный для хранения строк).
• SalesPerson основан на WorkerBee. Он добавляет свойство quota (значение которого по умолчанию 100). Он также переопределяет свойство dept, со значением «sales», указывая, что все продавцы находятся в одном отделе.
• Engineer основан на WorkerBee. Он добавляет свойство machine (значение которого по умолчанию пустая строка), а так же определяет свойство dept значением «engineering».

Известно несколько способов определить подходящие функции-конструкторы, которые реализуют иерархию Employee. Выбор способа определения в большей степени зависит от того, на что рассчитано ваше приложение.

В этом разделе приведены очень простые (и сравнительно не гибкие) определения, для демонстрации того, как же работает наследование. В этих определениях, вы не можете указать значения свойствам при создании объекта. Свойства вновь созданного объекта попросту получают значения по умолчанию, которые можно изменить позднее.

В реальном приложении, вы, вероятно, будете определять конструкторы, которые позволяют устанавливать нужные вам значения свойств во время создания объекта (см Более гибкие конструкторы). В данном же случае конструкторы упрощены сознательно для того, чтобы сфокусироваться на сути наследования.

Следующие определения Employee для языков Java и JavaScript довольно похожи. Единственное отличие состоит в том, что вам необходимо указать тип каждого свойства в Java, но не в JavaScript (потому что Java является строго типизированным языком, в то время как JavaScript слабо типизированный).

function Employee() {
  this.name = '';
  this.dept = 'general';
}

public class Employee {
   public String name = "";
   public String dept = "general";
}

Определения классов Manager и WorkerBee показывают разницу в определении вышестоящего объекта в цепочке наследования. В JavaScript вводится связующий объект (прототипный экземпляр), который присваивается в качестве значения свойству prototype функции-конструктора. Вы можете сделать это в любое время после того, как вы создали конструктор. В Java, необходимо указать суперкласс внутри определения класса. Вы не можете изменить суперкласс вне определения класса.

function Manager() {
  Employee.call(this);
  this.reports = [];
}


Manager.prototype = Object.create(Employee.prototype);

Manager.prototype.constructor = Manager;

function WorkerBee() {
  Employee. call(this);
  this.projects = [];
}
WorkerBee.prototype = Object.create(Employee.prototype);
WorkerBee.prototype.constructor = WorkerBee;

public class Manager extends Employee {
   public Employee[] reports = new Employee[0];
}

public class WorkerBee extends Employee {
   public String[] projects = new String[0];
}

Классы Engineer и SalesPerson создают объекты, которые происходят от WorkerBee и, следовательно, от Employee. Объект этих типов имеет свойства всех объектов, расположенных над ним в иерархии. Также, эти классы переопределяют наследуемое значение свойства dept своими значениями, характерными для этих объектов.

function SalesPerson() {
   WorkerBee.call(this);
   this.dept = 'sales';
   this.quota = 100;
}
SalesPerson.prototype = Object.create(WorkerBee.prototype);
SalesPerson.prototype.constructor = SalesPerson;

function Engineer() {
   WorkerBee.call(this);
   this.dept = 'engineering';
   this.machine = '';
}
Engineer.prototype = Object.create(WorkerBee.prototype);
Engineer.prototype.constructor = Engineer;

public class SalesPerson extends WorkerBee {
   public double quota;
   public dept = "sales";
   public quota = 100.0;
}

public class Engineer extends WorkerBee {
   public String machine;
   public dept = "engineering";
   public machine = "";
}

Используя эти определения, вы можете создавать экземпляры объектов, которые получат значения по умолчанию для своих свойств. Рисунок 8.3 иллюстрирует использование этих определений и показывает значения свойств у полученных объектов.

Примечание:

Термин экземпляр имеет специфическое значение в языках, основанных на классах. В этих языках экземпляр — это индивидуальная сущность определённого класса и принципиально отличается от класса. В JavaScript «экземпляр» не имеет такого технического значения, потому что JavaScript не делает таких отличий между классами и экземплярами. Однако, в разговоре о JavaScript, термин «экземпляр» может неформально использоваться для обозначения объекта, созданного с использованием конкретной функции конструктора. Так, в этом примере, вы можете неформально сказать, что jane является экземпляром Engineer. Аналогично, хотя термины parent, child, ancestor и descendant (родитель, ребёнок, предок и потомок) не имеют формальных значений в JavaScript, вы можете использовать их неформально для ссылки на объекты выше или ниже в цепочке прототипов.

Рисунок 8.3: Создание объектов с простыми определениями

Этот раздел о том, как объекты наследуют свойства из других объектов в цепочке прототипов, и что происходит, когда вы добавляете свойство во время выполнения.

Наследование свойств

Предположим, вы создаёте объект mark в качестве WorkerBee (как показано на Рисунок 8.3) с помощью следующего выражения:

var mark = new WorkerBee;

Когда JavaScript видит оператор new, он создаёт новый обобщённый объект и неявно устанавливает значение внутреннего свойства [[Prototype]] в WorkerkBee.prototype, затем передаёт этот новый объект в качестве значения this в функцию-конструктор WorkerBee. Внутреннее свойство [[Prototype]] определяет цепочку прототипов, используемых для получения значений свойств. После того, как эти свойства установлены, JavaScript возвращает новый объект, а оператор присваивания устанавливает переменную mark для этого объекта.

Этот процесс не задаёт значения свойств (локальных значений), которые унаследованы по цепочке прототипов, объекта mark напрямую. Когда вы запрашиваете значение свойства, JavaScript сначала проверяет, существует ли это значение в данном объекте. Если так и есть, тогда возвращается это значение. Если значение не найдено в самом объекте, JavaScript проверяет цепочку прототипов (используя внутреннее свойство [[Prorotype]]). Если объект в цепочке прототипов имеет значение для искомого свойства, это значение возвращается. Если такое свойство не найдено, JavaScript сообщает, что объект не обладает свойством. Таким образом, объект mark содержит следующие свойства и значения:

mark.name = '';
mark.dept = 'general';
mark.projects = [];

Значения для свойств name и dept объекту mark присваиваются из конструктора Employee. Также из конструктора WorkerBee присваивается локальное значение для свойства projects. Это даёт вам наследование свойств и их значений в JavaScript. Некоторые детали этого процесса обсуждаются в Тонкости наследования свойств.

Поскольку эти конструкторы не позволяют вводить значения, специфичные для экземпляра, добавленная информация является общей. Значения свойств устанавливаются по умолчанию одинаковыми для всех объектов, созданных функцией WorkerBee. Конечно, вы можете изменить значения любого из этих свойств. Так, вы можете добавить специфичную информацию для mark следующим образом:

mark.name = 'Doe, Mark';
mark.dept = 'admin';
mark.projects = ['navigator'];

Добавление свойств

В JavaScript вы можете добавить свойства для любого объекта в реальном времени. Вы не ограничены только свойствами, установленными функцией-конструктором. Чтобы добавить свойство, специфичное для конкретного объекта, вы присваиваете ему значение в объекте, вот так:

mark.bonus = 3000;

Теперь объект mark имеет свойство bonus, но никакой другой WorkerBee не имеет этого свойства.

Если вы добавляете новое свойство в объект, который используется в качестве прототипа для функции-конструктора, вы добавляете это свойство для всех объектов, наследующих свойства из этого прототипа. Например, вы можете добавить свойство specialty для всех сотрудников с помощью следующего выражения:

Employee.prototype.specialty = 'none';

Как только JavaScript выполняет это выражение, объект mark также получает свойство specialty со значением "none". Следующий рисунок показывает результат добавления этого свойства в прототип Employee и последующее переопределение его в прототипе Engineer.

Рисунок 8.4: Добавление свойств

Функции-конструкторы, показанные до сих пор, не позволяют задавать значения свойств при создании экземпляра. Как и в Java, вы можете передать аргументы в конструкторах для инициализации значений свойств экземпляров. На следующем рисунке показан один из способов сделать это.

Рисунок 8.5: Определение свойств в конструкторе, вариант 1

Следующая таблица показывает определения для этих объектов в JavaScript и Java.

function Employee (name, dept) {
  this.name = name || '';
  this.dept = dept || 'general';
}

public class Employee {
   public String name;
   public String dept;
   public Employee () {
      this("", "general");
   }
   public Employee (String name) {
      this(name, "general");
   }
   public Employee (String name, String dept) {
      this.name = name;
      this.dept = dept;
   }
}

function WorkerBee (projs) {

 this.projects = projs || [];
}
WorkerBee.prototype = new Employee;

public class WorkerBee extends Employee {
   public String[] projects;
   public WorkerBee () {
      this(new String[0]);
   }
   public WorkerBee (String[] projs) {
      projects = projs;
   }
}

function Engineer (mach) {
   this. dept = 'engineering';
   this.machine = mach || '';
}
Engineer.prototype = new WorkerBee;

public class Engineer extends WorkerBee {
   public String machine;
   public Engineer () {
      dept = "engineering";
      machine = "";
   }
   public Engineer (String mach) {
      dept = "engineering";
      machine = mach;
   }
}

В JavaScript эти определения используют специальную идиому для установки значений по умолчанию:

this.name = name || '';

В JavaScript логический оператор ИЛИ (||) оценивает свой первый аргумент. Если этот аргумент преобразуется в true, оператор возвращает его. Иначе, оператор возвращает значение второго аргумента. Следовательно, эта строчка кода проверяет, содержит ли аргумент name значение, пригодное для свойства name. Если так и есть, this.name определяется этим значением. В противном случае, значению this.name присваивается пустая строка. Эта глава использует такую идиому для краткости; тем не менее, с первого взгляда она может озадачить.

Примечание:

Это может работать не так, как ожидается, если функция-конструктор вызывается с аргументами, которые преобразуются в false, вроде нуля (0) или пустой строки (""). В этом случае будет выбрано значение по умолчанию.

С помощью таких определений, создавая экземпляр объекта, вы можете указать значения для локально определённых свойств. Как показано на Рисунок 8.5, можно использовать следующее выражение для создания нового Engineer:

var jane = new Engineer('belau');

Свойства созданного объекта jane:

jane.name == '';
jane.dept == 'engineering';
jane.projects == [];
jane.machine == 'belau'

Обратите внимание, что с таким способом вы не можете указать начальное значение наследуемого свойства, такого как name. Если вы хотите задать начальное значение для наследуемых свойств в JavaScript, вам нужно добавить больше кода в функцию-конструктор.

До сих пор функция-конструктор создавала обобщённый объект, а затем определяла локальные свойства и значения для нового объекта. Вы можете использовать конструктор, который добавляет дополнительные свойства путём непосредственного вызова функции-конструктора для объекта, расположенного выше в цепочке прототипов. На следующем рисунке показаны эти новые определения.

Рисунок 8.6: Определение свойств в конструкторе, вариант 2

Давайте рассмотрим одно из этих определений детальнее. Вот новое определение функции-конструктора Engineer:

function Engineer (name, projs, mach) {
  this.base = WorkerBee;
  this.base(name, 'engineering', projs);
  this.machine = mach || '';
}

Предположим, вы создаёте новый объект, используя Engineer, следующим образом:

var jane = new Engineer('Doe, Jane', ['navigator', 'javascript'], 'belau');

JavaScript выполняет следующие действия:

1. Оператор new создаёт обобщённый объект и устанавливает его свойству __proto__ значение Engineer.prototype.
2. Оператор new передаёт этот новый объект в конструктор Engineer в качестве значения ключевого слова this.
3. Конструктор создаёт новое свойство с именем base для этого объекта и присваивает значение свойства base из конструктора WorkerBee. Это делает конструктор WorkerBee методом объекта, созданного Engineer. Имя свойства base не является специальным словом. Вы можете использовать любое допустимое для свойства имя; base всего-лишь напоминает о предназначении свойства.
4. Конструктор вызывает метод base, передавая в качестве аргументов два аргумента, переданных конструктору ("Doe, Jane" и ["navigator", "javascript"]), а также строку "engineering". Явное использование "engineering" в конструкторе указывает на то, что все объекты, созданные Engineer, имеют одинаковое значение для наследуемого свойства dept, это значение переопределяет значение, унаследованное из Employee.
5. Поскольку base является методом Engineer, внутри вызова base JavaScript привязывает ключевое свойство this к объекту, созданному в шаге 1. Таким образом, функция WorkerBee передаёт поочерёдно аргументы "Doe, Jane" и "engineering" в функцию-конструктор Employee. Получив результат из Employee, функция WorkerBee использует оставшийся аргумент для установки значения свойства projects.
6. После возвращения из метода base, конструктор Engineer инициализирует свойство объекта machine со значением "belau".
7. После возвращения из конструктора, JavaScript присваивает новый объект переменной jane.

Можно подумать, что вызвав WorkerBee из конструктора Engineer, вы настроили соответствующим образом наследование для объектов, создаваемых Engineer. Это не так. Вызов конструктора WorkerBee обеспечивает только то, что объект Engineer запускается со  свойствами, определёнными во всех функциях-конструкторах, которые были вызваны. Так, если позже добавить свойства в прототипы Employee или WorkerBee, эти свойства не наследуются объектами из Engineer. Например, предположим, вы использовали следующие определения:

function Engineer (name, projs, mach) {
  this.base = WorkerBee;
  this.base(name, 'engineering', projs);
  this.machine = mach || '';
}
var jane = new Engineer('Doe, Jane', ['navigator', 'javascript'], 'belau');
Employee.prototype.specialty = 'none';

В примере выше jane не унаследует свойство specialty. Для динамического наследования необходимо явно устанавливать прототип, что и сделано в следующем дополнении:

function Engineer (name, projs, mach) {
  this.base = WorkerBee;
  this.base(name, 'engineering', projs);
  this.machine = mach || '';
}
Engineer.prototype = new WorkerBee;
var jane = new Engineer('Doe, Jane', ['navigator', 'javascript'], 'belau');
Employee.prototype.specialty = "none";

Теперь свойство specialty объекта jane имеет значение «none».

Другой способ вызвать родительский конструктор в контексте создаваемого объекта это использование методов call() / apply(). Следующие блоки эквивалентны:

function Engineer (name, projs, mach) {
  this.base = WorkerBee;
  this.base(name, 'engineering', projs);
  this.machine = mach || '';
}

function Engineer (name, projs, mach) {
  WorkerBee.call(this, name, 'engineering', projs);
  this.machine = mach || '';
}

Использование метода call() является более чистой реализацией наследования, так как он не требует создания дополнительного свойства, именованного в примере как base.

В секции выше рассказывалось каким образом конструкторы и прототипы в JavaScript обеспечивают иерархию и наследование. В секции ниже будут затронуты тонкости, которые выше были не так очевидны.

Локальные значения против унаследованных

Когда вы пытаетесь получить значение некоторого свойства объекта, JavaScript выполняет следующие шаги, которые уже перечислялись ранее в этой главе:

1. Проверяется, существует ли локальное свойство с запрашиваемым именем. Если да, то возвращается значение этого свойства.
2. Если локального свойства не существует, проверяется цепочка прототипов (через использование свойства __proto__).
3. Если один из объектов в цепочке прототипов имеет свойство c запрашиваемым именем, возвращается значение этого свойства.
4. Если искомое свойство не обнаружено, считается, что объект его не имеет.

Результат выполнения этих шагов будет зависеть от того, в каком порядке вы создаёте объекты, прототипы и их свойства. Рассмотрим пример:

function Employee () {
  this.name = "";
  this.dept = "general";
}

function WorkerBee () {
  this.projects = [];
}
WorkerBee.prototype = new Employee;

Предположим, на основе конструкции выше, вы создаёте объект amy как экземпляр класса WorkerBee следующим выражением:

var amy = new WorkerBee;

В результате, объект amy будет иметь одно локальное свойство — projects. Свойства name и dept не будут локальными для amy но будут взяты из прототипа (объект на который ссылается свойство __proto__ объекта amy). Таким образом, amy имеет три свойства:

amy.name == "";
amy.dept == "general";
amy.projects == [];

Теперь предположим, что вы изменили значение свойства name у прототипа Employee:

Employee.prototype.name = "Unknown"

На первый взгляд вы можете ожидать, что это изменение распространится на все экземпляры Employee. Однако этого не случится.

Когда вы устанавливаете прототип для WorkerBee вы создаёте новый объект Employee, таким образом WorkerBee.prototype получает своё собственное локальное свойство name (в данном примере пустую строку). Следовательно, когда JavaScript ищет свойство name у объекта amy (экземпляра WorkerBee), он первым делом натыкается на него в прототипе WorkerBee.prototype, и до проверки Employee.prototype дело не доходит.

Если у вас есть необходимость изменять некоторое свойство объекта во время работы приложения, и применять это изменение на все существующие экземпляры, не нужно создавать это свойство внутри конструктора. Вместо этого добавьте свойство в прототип, принадлежащий конструктору. Для примера, предположим, вы изменили код, который был показан выше, следующим образом:

function Employee () {
  this.dept = "general";
}
Employee.prototype.name = "";

function WorkerBee () {
  this.projects = [];
}
WorkerBee.prototype = new Employee;

var amy = new WorkerBee;

Employee.prototype.name = "Unknown";

в таком случае свойство name у объекта amy примет значение «Unknown».

Как показано в этом примере, если вы хотите иметь значения свойств по умолчанию, и иметь возможность менять эти значения во время работы приложения, создавайте их в прототипе конструктора, а не в самом конструкторе.

Разбираемся во взаимосвязи экземпляров

Поиск свойств в JavaScript начинается с просмотра самого объекта, и если в нем свойство не найдено, поиск переключается на объект, на который указывает ссылка __proto__. Это продолжается рекурсивно и такой процесс поиска называется «поиск в цепочке прототипов».

Специальное свойство __proto__ устанавливается автоматически при создании объекта. Оно принимает значение свойства prototype функции-конструктора. Таким образом, new Foo() создаст объект для которого справедливо выражение __proto__ == Foo.prototype. Вследствие этого, любые изменения свойств у Foo.prototype, оказывают эффект на процесс поиска свойств во всех объектах, созданных при помощи new Foo().

Все объекты (за исключением глобального объекта Object) имеют свойство __proto__. Все функции имеют свойство prototype. Благодаря этому, могут быть установлены родственные связи в иерархии объектов. Вы можете установить родство и происхождение объекта, сравнив его свойство __proto__ со свойством prototype конструктора. Здесь JavaScript представляет оператор instanceof как более простой способ проверки, наследуется ли объект от конкретного конструктора. Для примера:

var f = new Foo();
var isTrue = (f instanceof Foo);

Для более детального примера, предположим, у вас имеются те же определения, что приведены в разделе Inheriting properties. Создадим экземпляр Engineer как показано здесь:

var chris = new Engineer("Pigman, Chris", ["jsd"], "fiji");

Для полученного объекта будут истинными все из следующих выражений:

chris.__proto__ == Engineer.prototype;
chris.__proto__.__proto__ == WorkerBee.prototype;
chris.__proto__.__proto__.__proto__ == Employee.prototype;
chris.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__ == Object.prototype;
chris.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__ == null;

Зная это, вы можете написать свою функцию instanceOf как показано ниже:

function instanceOf(object, constructor) {
   object = object.__proto__;
   while (object != null) {
      if (object == constructor.prototype)
         return true;
      if (typeof object == 'xml') {
        return constructor.prototype == XML.prototype;
      }
      object = object.__proto__;
   }
   return false;
}

Замечание: Реализация выше особым образом обрабатывает тип «xml». Это сделано для того, чтобы обойти особенность представления XML объектов в последних версиях JavaScript. Смотрите описание ошибки баг 634150 если вам интересны детали.

Следующие вызовы функции instanceOf, заданной выше, вернут истинные значения:

instanceOf (chris, Engineer)
instanceOf (chris, WorkerBee)
instanceOf (chris, Employee)
instanceOf (chris, Object)

Но следующее выражение вернёт false:

instanceOf (chris, SalesPerson)

Глобальные данные в конструкторах

При написании конструкторов, следует с особым вниманием относиться к изменению глобальных переменных. Например, если вам нужен уникальный ID, который был бы автоматически назначен каждому экземпляру Employee, вы примените следующий подход для определения Employee:

var idCounter = 1;

function Employee (name, dept) {
   this. name = name || "";
   this.dept = dept || "general";
   this.id = idCounter++;
}

Здесь, когда вы создаёте новый экземпляр Employee, конструктор присваивает ему все новый и новый ID увеличивая значение глобальной переменной idCounter. Следовательно, при выполнении кода ниже, victoria.id станет равным 1 а harry.id — 2:

var victoria = new Employee("Pigbert, Victoria", "pubs")
var harry = new Employee("Tschopik, Harry", "sales")

Навскидку, все выглядит предсказуемо. Однако, idCounter увеличивается при создании каждого объекта Employee вне зависимости от цели его создания. Если вы создаёте полную иерархию класса Employee, показанную выше в этой главе, конструктор Employee будет так же вызван каждый раз, когда вы устанавливаете прототип для подклассов. Следующий код раскрывает суть возможной проблемы:

var idCounter = 1;

function Employee (name, dept) {
   this.name = name || "";
   this.dept = dept || "general";
   this.id = idCounter++;
}

function Manager (name, dept, reports) {...}
Manager.prototype = new Employee;

function WorkerBee (name, dept, projs) {...}
WorkerBee.prototype = new Employee;

function Engineer (name, projs, mach) {...}
Engineer.prototype = new WorkerBee;

function SalesPerson (name, projs, quota) {...}
SalesPerson.prototype = new WorkerBee;

var mac = new Engineer("Wood, Mac");

Предположим, каждый из конструкторов, тело которого опущено для краткости, содержит вызов конструктора прародителя. Это приведёт к тому, что id у объекта mac примет значение 5 вместо ожидаемой единицы.

В зависимости от приложения, лишние увеличения счётчика могут быть не критичны. В случае же, когда точный контроль за значениями счётчика важен, одним из возможных решений станет такой код:

function Employee (name, dept) {
   this.name = name || "";
   this. dept = dept || "general";
   if (name)
      this.id = idCounter++;
}

Когда вы создаёте экземпляр Employee в качестве прототипа, вы не предоставляете аргументы в конструктор за ненадобностью. Конструктор выше проверяет наличие аргумента name, и в случае, если значение не указано, идентификатор id объекту не присваивается, а значение глобального счётчика idCounter не увеличивается. Таким образом, для получения уникального id становится обязательным указание параметра name при вызове конструктора Employee. С внесёнными в пример выше изменениями, mac.id станет равным долгожданной, заветной единице.

Никакого множественного наследования

Некоторые из объектно-ориентированных языков предоставляют возможность множественного наследования. Когда один объект может унаследовать свойства и методы множества других, не связанных друг с другом объектов. В JavaScript такого не предусмотрено.

В JavaScript наследование свойств осуществляется путём поиска в цепочке прототипов. Так как объект может иметь лишь единственный присвоенный ему прототип, JavaScript не может осуществить наследование более чем от одной цепочки прототипов.

Однако конструктор в JavaScript может вызывать любое количество вложенных конструкторов. Это даёт некоторую, хоть и ограниченную (отсутствием прототипной связанности) видимость множественного наследования. Рассмотрим следующий фрагмент:

function Hobbyist (hobby) {
   this.hobby = hobby || "scuba";
}

function Engineer (name, projs, mach, hobby) {
   this.base1 = WorkerBee;
   this.base1(name, "engineering", projs);
   this.base2 = Hobbyist;
   this.base2(hobby);
   this.machine = mach || "";
}
Engineer.prototype = new WorkerBee;

var dennis = new Engineer("Doe, Dennis", ["collabra"], "hugo")

Предполагается, что определение WorkerBee задано ранее, как уже было показано в этой главе. В таком случае список свойств для объекта dennis примет следующий вид:

dennis.name == "Doe, Dennis"
dennis.dept == "engineering"
dennis.projects == ["collabra"]
dennis.machine == "hugo"
dennis.hobby == "scuba"

Мы видим, что dennis получил свойство hobby из конструктора Hobbyist. Однако, если вы добавите любое свойство в прототип конструктора Hobbyist:

Hobbyist.prototype.equipment = ["mask", "fins", "regulator", "bcd"]

Объект dennis этого свойства не унаследует.

Конструктор класса – метод __init__(). Урок 3

В объектно-ориентированном программировании конструктором класса называют метод, который автоматически вызывается при создании объектов. Его также можно назвать конструктором объектов класса. Имя такого метода обычно регламентируется синтаксисом конкретного языка программирования. Так в Java имя конструктора класса совпадает с именем самого класса. В Python же роль конструктора играет метод __init__().

В Python наличие пар знаков подчеркивания спереди и сзади в имени метода говорит о том, что он принадлежит к группе методов перегрузки операторов. Если подобные методы определены в классе, то объекты могут участвовать в таких операциях как сложение, вычитание, вызываться как функции и др.

При этом методы перегрузки операторов не надо вызывать по имени. Вызовом для них является сам факт участия объекта в определенной операции. В случае конструктора класса – это операция создания объекта. Так как объект создается в момент вызова класса по имени, то в этот момент вызывается метод __init__(), если он определен в классе.

Необходимость конструкторов связана с тем, что нередко объекты должны иметь собственные свойства сразу. Пусть имеется класс Person, объекты которого обязательно должны иметь имя и фамилию. Если класс будет описан подобным образом

class Person:
    def setName(self, n, s):
        self. name = n
        self.surname = s

то создание объекта возможно без полей. Для установки имени и фамилии метод setName() нужно вызывать отдельно:

>>> from test import Person 
>>> p1 = Person()
>>> p1.setName("Bill", "Ross")
>>> p1.name, p1.surname
('Bill', 'Ross')

В свою очередь, конструктор класса не позволит создать объект без обязательных полей:

class Person:
    def __init__(self, n, s):
        self.name = n
        self.surname = s
 
p1 = Person("Sam", "Baker")
print(p1.name, p1.surname)

Здесь при вызове класса в круглых скобках передаются значения, которые будут присвоены параметрам метода __init__(). Первый его параметр – self – ссылка на сам только что созданный объект.

Теперь, если мы попытаемся создать объект, не передав ничего в конструктор, то будет возбуждено исключение, и объект не будет создан:

>>> p1 = Person()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: __init__() missing 2 required 
positional arguments: 'n' and 's'

Однако бывает, что надо допустить создание объекта, даже если никакие данные в конструктор не передаются. В таком случае параметрам конструктора класса задаются значения по умолчанию:

class Rectangle:
    def __init__(self, w = 0.5, h = 1):
        self.width = w
        self.height = h
    def square(self):
        return self.width * self.height
 
rec1 = Rectangle(5, 2)
rec2 = Rectangle()
rec3 = Rectangle(3)
rec4 = Rectangle(h = 4)
print(rec1.square())
print(rec2.square())
print(rec3.square())
print(rec4.square())

Вывод:

Если класс вызывается без значений в скобках, то для параметров будут использованы их значения по умолчанию. Однако поля width и height будут у всех объектов.

Кроме того, конструктору вовсе не обязательно принимать какие-либо параметры, не считая self. Значения полям могут назначаться как угодно. Также не обязательно, чтобы в конструкторе происходила установка атрибутов объекта. Там может быть, например, код, который порождает создание объектов других классов.

В других языка программирования, например в Java, классы могут содержать несколько конструкторов, которые между собой отличаются количеством параметром, а также, возможно, их типом. При создании объекта срабатывает тот конструктор, количество и типы параметров которого совпали с количеством и типами переданных в конструктор аргументов.

В Python создать несколько методов __init__() в классе можно, однако «рабочим» останется только последний. Он переопределит ранее определенные. Поэтому в Python в классах используется только один конструктор, а изменчивость количества передаваемых аргументов настраивается через назначение значений по-умолчанию.

Практическая работа. Конструктор и деструктор

Помимо конструктора объектов в языках программирования есть обратный ему метод – деструктор. Он вызывается, когда объект не создается, а уничтожается.

В языке программирования Python объект уничтожается, когда исчезают все связанные с ним переменные или им присваивается другое значение, в результате чего связь со старым объектом теряется. Удалить переменную можно с помощью команды языка del.

В классах Python функцию деструктора выполняет метод __del__().

Напишите программу по следующему описанию:

1. Есть класс Person, конструктор которого принимает три параметра (не учитывая self) – имя, фамилию и квалификацию специалиста. Квалификация имеет значение заданное по умолчанию, равное единице.

2. У класса Person есть метод, который возвращает строку, включающую в себя всю информацию о сотруднике.

3. Класс Person содержит деструктор, который выводит на экран фразу «До свидания, мистер …» (вместо троеточия должны выводиться имя и фамилия объекта).

4. В основной ветке программы создайте три объекта класса Person. Посмотрите информацию о сотрудниках и увольте самое слабое звено.

5. В конце программы добавьте функцию input(), чтобы скрипт не завершился сам, пока не будет нажат Enter. Иначе вы сразу увидите как удаляются все объекты при завершении работы программы.

В Python деструктор используется редко, так как интерпретатор и без него хорошо убирает «мусор».

Курс с примерами решений практических работ и всеми уроками:
android-приложение, pdf-версия

Классы | Scala Documentation

Классы в Scala являются основами для создания объектов. Они могут содержать методы, константы, переменные, типы, объекты, трейты и классы, которые в совокупности называются членами. Типы, объекты и трейты будут рассмотрены позже в ходе нашего обзора.

Объявление класса

Минимальное объявление класса — это просто ключевое слово class и его имя. Имена классов должны быть написаны с заглавной буквы.

class User

val user1 = new User

Ключевое слово new используется для создания экземпляра класса. User имеет конструктор по умолчанию, который не принимает аргументов, так как конструктор не был определен. Однако обычно используется и конструктор, и тело класса. Пример объявления класса Point приведен ниже:

class Point(var x: Int, var y: Int) {

  def move(dx: Int, dy: Int): Unit = {
    x = x + dx
    y = y + dy
  }

  override def toString: String =
    s"($x, $y)"
}

val point1 = new Point(2, 3)
point1.x  // 2
println(point1)  // prints (2, 3)

В этом классе у Point есть четыре члена: переменные x и y и методы move и toString.
В отличие от многих других языков, основной конструктор находится в сигнатуре класса (var x: Int, var y: Int). Метод move принимает два целочисленных аргумента и возвращает значение Unit () — это пустое множество, которое не содержит никакой информации. Примерно соответствует void в Java-подобных языках. С другой стороны, toString не принимает никаких аргументов, а возвращает значение String. Поскольку toString переопределяет toString из AnyRef, он помечается ключевым словом override.

Конструкторы

Конструкторы могут иметь необязательные параметры, если указать их значения по умолчанию как в примере:

class Point(var x: Int = 0, var y: Int = 0)

val origin = new Point  // x и y оба равны 0
val point1 = new Point(1)
println(point1.x)  // выводит 1

В этой версии класса Point, x и y имеют значение по умолчанию 0, поэтому аргументов не требуется. Однако, поскольку конструктор считывает аргументы слева направо, если вы просто хотите передать значение y, то вам нужно будет указать задаваемый параметр.

class Point(var x: Int = 0, var y: Int = 0)
val point2 = new Point(y=2)
println(point2.y)  // выводит 2

Что также является хорошей практикой для повышения ясности кода.

Скрытые члены и синтаксис Геттер/Сеттер (получатель/установщик значений)

По умолчанию члены класса являются открытыми для внешнего доступа (публичными). Используйте модификатор private, чтобы скрыть их от внешнего доступа.

class Point {
  private var _x = 0
  private var _y = 0
  private val bound = 100

  def x = _x
  def x_= (newValue: Int): Unit = {
    if (newValue < bound) _x = newValue else printWarning
  }

  def y = _y
  def y_= (newValue: Int): Unit = {
    if (newValue < bound) _y = newValue else printWarning
  }

  private def printWarning = println("WARNING: Out of bounds")
}

val point1 = new Point
point1.x = 99
point1.y = 101 // выводит предупреждение (printWarning)

В данной версии класса Point данные хранятся в скрытых переменных _x и _y. Существуют методы def x и def y для доступа к скрытым данным. Методы def x_= и def y_= (сеттеры) предназначены для проверки и установки значения _x и _y. Обратите внимание на специальный синтаксис для сеттеров: метод _= применяется к имени геттера.

Первичные параметры конструктора с параметрами val и var являются общедоступными. Однако, поскольку val — это константа, то нельзя писать следующее.

class Point(val x: Int, val y: Int)
val point = new Point(1, 2)
point.x = 3  // <-- не компилируется

Параметры без val или var являются скрытыми от внешнего доступа и видимы только внутри класса.

class Point(x: Int, y: Int)
val point = new Point(1, 2)
point.x  // <-- не компилируется

Python — Объектно Ориентированное Программирование (ООП)

В данной статье даются основы ООП в питоне

В python всё — объекты.

*Аудитория в шоке, особо нервные дамочки падают в обморок*

• Числа — объекты
• Строки — объекты
• Списки — объекты
• Классы — объекты
• …

Если говорить просто, то «объекты» — это некая структура.

И было слово…

Чтобы создавать объекты, используются «конструкторы» или классы.

• Класс — это схема, описывающая нашу структуру, возможные внутри неё данные и присущие ей методы.
• Метод — это функция. Т.е. метод объекта — это функция, описанная внутри объекта, и присущая этому объекту. Метод — это функция, которая действует на объекты данного вида. Для удобства у разных видов объектов могут быть методы с одинаковыми именами, работающие по разному, но схожим образом.
• Экземпляр — это конкретный объект, созданный из класса.

Рассмотрим пример

Список:

L = [1, 2, 3, 4]

• Список (List) — это класс объекта
• Переменная L содержит экземпляр объекта (конкретно список [1, 2, 3, 4])
• append(), sort() — методы объекта, т.е. функции, которые можно применить к его экземплярам.

Пока звучит не очень сложно.
Но по прежнему не понятно зачем это нужно. =)

1 что приходит на ум — абстракция. Мы не думаем о том как устроен объект, а думаем о том что мы можем с ним сделать.

Например, возьмём функцию dir() и передадим экземпляр объекта список в неё как аргумент:

dir(L)

На выходе получим большой список. Большой список методов для списка.
У нас есть 2 пути:

• опробовать некоторые из них (возможно, пытаясь передать какие-то атрибуты)
• найти их описание в google по имени

Но в любом случае мы узнаем о том, «что можно делать со списком», не изучая то как он устроен.

При этом если мы создадим свою структуру данных, свой класс со своими объектами, то у них могут быть одноимённые методы (например, если они ведут себя аналогично).

Например, у строк есть несколько методов, одноимённых методом списков:

Метод index() является одним из них.

Рассмотрим как он работает для наших примеров:

Легко заметить, что некоторые методы в списке имели по 2 подчёркивания с обеих сторон, например:

__len__

Это «стандартный» метод. Фактически, когда мы используем функцию len(), например:

то на самом деле вызывается метод __len__ соответствующего объекта.

Почему?

Всё потому же — если мы будем внутри функции языка len описывать как вычислять длину любого объекта, то это будет очень много кода. Да и для новых классов объектов (например, numpy.array) эта функция не будет работать.

А так у каждого класса внутри будет краткое описание того как это работает.

Так же это позволяет переопределить поведение некоторых операторов.

Например, что будет, если мы напишем:

Фактически будет вызван метод add — s.__add__(L)

В нашем примере мы получим ошибку:

Но некоторые классы объектов вполне могут принимать на вход «чужака» (не всякого конечно):

А ещё когда мы пишем

print L

, то на самом деле вызывается метод __str__, чтобы преобразовать список L в строку для печати.

Итак, 

• класс — это инструкция, по которой собирается конкретный объект
• экземпляр — это конкретный объект
• а метод — это функция, присущая конкретному классу объектов.

И это всё?

Нет. =)

Когда мы говорим, что есть 2 экземпляра объектов список:

то очевидно, что они содержат разные данные.
Т.е. внутри объектов помимо методов есть данные, и хранятся они в атрибутах.

Примером атрибута может быть shape для numpy:

Мы просто создали вектор, передав в него данные. И при этом вычислился его размер.

Логично, для больших матриц в векторов проще хранить внутри 1 переменную с натуральным числом, чем каждый раз проходить по всем данным и тратить время для вычислений.

Давайте попрактикуемся

Создадим пустой класс, который ничего не делает и ничего не хранит:

Теперь создадим 1й метод у нашего класса.

Для этого создадим функцию, внутри метода. Она должна принимать по крайней мере 1 аргумент — self — это экземпляр того объекта, методов которого функция будет.

Если мы хотим передавать в метод какие-то параметры, то просто зададим их после self, как и обычные параметры функции:

Это всё здорово, но пока особой разницы между методом и функцией нет.

Можно конечно рассматривать класс как некий контейнер для централизованного хранения функций.

Но обычно всё же класс подразумевает ещё и хранение данных в атрибутах.

Синтаксис для атрибутов аналогичен синтаксису методов (только после атрибута не надо ставить круглые скобки):

Давайте создадим атрибут у экземпляра объекта:

Вполне очевидно, что если я создам 2й экземпляр этого же класса, и присвою уже в нём атрибуту с таким же именем какое-то значение, то у разных экземпляров в одноимённом атрибуте будут разные значения:

Так же я могу определить переменную внутри класса и она станет атрибутов всех экземпляров этого класса.

Естественно, это не отменит возможность принудительного переопределения соответствующего атрибута у какого-то экземпляра:

Для экземпляров B и C значение атрибута равно значению по-умолчанию (списку), а для экземпляров E и A переопределено (на число и строку).

Пока пользоваться классами не очень удобно:

• надо определить класс
• создать объект
• обратиться к каждому из атрибутов, записав туда кастомные данные
• обратиться к каждому объекту, передав туда кастомные аргументы

Однако, процесс можно усовершенствовать в помощью конструктора (на самом деле инициализатора, но мы в этой статье не будем углубляться в разницу). Конструктор вызывается автоматически при создании экземпляра.

Для этого служит метод __init__().

Перепишем наш класс и убедимся, что его работа не изменилась:

Важно:

• метод __init__(), как и другие методы класса должен принимать как минимум 1 аргумент self
• к аргументам объекта можно обращаться из метода как аргументам self (например, self.arg)
• Если аргумент создаётся конструктором __init__, то его не нужно описывать в классе как отдельную переменную

Если для конструктора __init__ мы зададим какие-то аргументы кроме self, то их можно будет передать в конструктор при создании экземпляра объекта, и сразу записать в аргументы, если необходимо.

Давайте создадим чуть более осмысленный класс.

Пусть это будет класс «Точка». Точка у нас будет характеризоваться 2 координатами (x, y).

И сразу зададим метод для нашей точки, вычисляющий расстояние от неё до другой точки (для этого воспользуемся теоремой Пифагора):

Здесь метод dist принимает 2 аргумента: экземпляр текущего объекта и ещё одного, между которыми необходимо найти расстояние.

Поскольку метод применяется к текущему экземпляру, то при вызове метода в скобках я указываю только 2ю точку).

Если я хочу передавать в мой метод аргументы привычным образом (как аргументы в скобках по порядку), то мне необходимо указать полный путь до метода. Он начнётся с имени класса:

Обратите внимание, что 2й способ обращения позволяет использовать классы как хранилище функций даже для стандартных типов данных.

Вот пример такого «хранилища»:

Заметим, что если мы попытаемся напечатать экземпляр объекта (а не его атрибуты, как раньше), то ничего хорошего не получим:

Мы можем понять экземпляром какого класса объект является и на какую область памяти смотрит указатель, но в работе это довольно бесполезно.

Согласитесь, печатая экземпляр списка мы получаем список — это удобно.

Воспользуемся стандартным методом __str__, который вызывается при его печати с помощью print:

Интересный эффект, который можно заметить — после пересоздания класса ранее созданные объекты не меняют своего поведения.

Дело в том, что класс — это тоже объект.

С точки зрения python мы создали 2 объекта. И на базе 1-ого создали несколько экземпляров.

Поэтому чтобы новые методы добавились у объектов, объекты придётся пересоздать.

Давайте заведём ещё 1 экземпляр объекта с точно такими же координатами, что и первый.

В бытовом понимании 2 такие точки «равны». Но что будет, если мы их сравним?

С точки зрения python это 2 разных объекта, а потому они НЕ равны.

Чтобы это исправить можно написать стандартный метод __eq__:

Замечу, что если мы заведём по новому атрибуту у наших точек (например, цвету), то операция сравнения их учитывать не будет:

Геттеры и Сеттеры

Идея геттеров и сеттеров заключается в том, что передавать в экземпляр класса значения атрибутов явно — довольно опасная идея.
Т.к. питон язык с динамический типизацией, то мы можем передать любой тип данных в переменную с одним и тем же именем внутри разных экземпляров (мы так и делали раньше и считали это даже преимуществом)

Но иногда при добавлении атрибута имеет смысл провести валидацию. Или иметь метод который не перезатирает значение, а добавляет (примером такого метода является append для списков).

Добавим в наш класс 2 новых метода:

• сеттер — setColor — проверяет, что передаётся строка и записывает её в атрибут color экземпляра. Если передан другой тип данных, возвращает ошибку.
• геттер — getColor — возвращает значение атрибута color текущего экземпляра

По идее на этом этапе надо переписать все методы нашего класса, чтобы в них использовались геттеры и сеттеры вместо прямых обращений к атрибутам.

=)

Наследование

Идея в том, чтобы хранить в классе только необходимые для него объекты и атрибуты.
И структурировать, объединить в иерархию объекты.
Обычно это иллюстрируется на примерах животных: кошечки, собачки, кролики и т.п.
Есть класс животные, он имеет

• атрибуты: число ног, имя, возраст.
• методы: геттеры и сеттеры

Теперь создадим класс кошки. Кошки — тоже животные. Поэтому все атрибуты и методы класса животные им тоже присущи. Но кроме этого, у них могут быть свои:

• атрибуты: имя и т.п.
• методы: «говорение» (мяу) и т.п.

Чтобы не дублировать код, класс кошки наследуется от класса животные.

Наследник получает все методы и атрибуты родителя, а так же может некоторые из них переопределить (например, если мы сделаем класс «птицы» наследником класса «животные», то, вероятно, ограничение на число ног изменится с 4 до 2), а так же задать собственные атрибуты и методы.

Давайте в нашем примере представим, что наш класс точек — это объекты на географической карте. Точка может использоваться для оформления (например, прокладки маршрута из точек).

А новый класс будет представлять из себя географический маркер: банкомат, достопримечательность, организацию или что-то иное.

Новый класс будет наследником обычной точки, но мы чуть расширим конструктор, чтобы иметь больше атрибутов:

Как видим, наш класс получил возможность использовать сеттер родительского класса, да и стандартная функция __str__ тоже наследуется.

Давайте зададим нашему классу новый метод __str__, чтобы при выводе на печать понимать что это не просто точка, именно маркер. И внутри будем использовать метод __str__ родительского класса:

Т.е. вы всегда можете обратиться к родительским методам у экземпляров дочерних классов, если это необходимо.

Давайте создадим ещё пару классов.

1 будет идентичен предыдущим — это будет класс иконок с геттером и сеттером:

Такие классы ещё иногда называются «примесью», дальше станет понятно почему.

А вот 2 будет интереснее. Это будет класс организации. И мы не станем записывать для него ни атрибутов, ни классов. Но унаследуем его от 2 родителей:

Удивительно, но это работает.

При этом:

• наследник получает все методы и атрибуты обоих родителей.
• если у нескольких родителей есть одноимённые методы, то автоматически наследник получит методы того, кто раньше в списке (в нашем случае раньше был гео маркер, поэтому конструктор был унаследован от него, а не от организации).

Наследование от нескольких родителей иногда считается сомнительной практикой, будьте с ним аккуратны.

Переменные класса

Мы уже говорили про атрибуты в качестве хранилища данных (мы даже создавали их внутри класса в самом начале).
Есть ещё одно интересное применение для них — переменная класса. Т.е переменные, которые хранятся в классе, а не в экземпляре.

Модифицируем конструктор организации (добавим заодно поддержку url). В классе создадим переменную tag с первоначальным значением равным 0. В конструкторе же запишем в переменную ID создаваемого экземпляра значение из tag, а tag после этого увеличим на 1:

Таким образом мы получили:

• в атрибуте ID каждого объекта хранится его уникальный порядковый номер
• в переменной tag класса хранится число созданных объектов (тут надо быть осторожнее, так как возможно мы захотим уменьшать это число при удалении объекта).

Ну и не забываем, что каждый экземпляр имеет доступ к атрибутам класса помимо собственных, т.е. tag:

Переиспользование методов

Мы уже говорили про наследование методов, мы даже использовали методы родительского класса.
Но можно наследовать часть родительского метода (и собирать из нескольких родительских 1 свой). Сократим наш код организации, унаследовав конструкторы гео маркера и иконки:

Мы совместили 2 наследуемых метода и свой код.
И всё это работает.
=)

Полезные ссылки:

Продвинутый Python, часть 3: классы и метаклассы

Это завершающая статья цикла «Продвинутый Python», в которой пойдёт речь о классах и метаклассах. В первой части мы познакомились с итераторами, генераторами и модулем itertools, а во второй говорили о замыканиях, декораторах и модуле functools.

Классы как объекты

Классы в Python — это объекты, как и функции. Сразу после объявления класса Python создаёт объект класса и присваивает его переменной с именем класса. Классы — это объекты с типом type. Из этого правила есть исключения, о которых пойдёт речь ниже.

Объекты класса можно вызывать, то есть в них есть метод __call__. При вызове создаётся объект соответствующего класса. С классами можно обращаться как с другими объектами. Например, можно определять атрибуты, присваивать классы переменным, использовать их там, где требуется вызываемая сущность, например, в map. Когда вы пишете map(str, [1, 2, 3]), список чисел конвертируется в список строк, так как str — это класс.

Посмотрите пример кода, чтобы ближе познакомиться с описанными особенностями.

>>> class C:
...     def __init__(self, s):
...         print(s)
...
>>> MyClass = C
>>> type(C)
<class 'type'>
>>> type(MyClass)
<class 'type'>
>>> MyClass(2)
2
<__main__.C object at 0x7fae87e0d208>
>>> list(map(MyClass, [1,2,3]))
1
2
3
[<__main__.C object at 0x7fae87e0d2e8>, <__main__.C object at 0x7fae87e0d358>, <__main__.C object at 0x7fae87e0d390>]
>>> list(map(C, [1,2,3]))
1
2
3
[<__main__.C object at 0x7fae87e0d3c8>, <__main__.C object at 0x7fae87e0d400>, <__main__.C object at 0x7fae87e0d438>]
>>> C.test_attribute = True
>>> MyClass.test_attribute
True

В некоторых языках, таких как C++, классы можно объявлять только на верхнем уровне модулей. В Python class можно использовать внутри функции. Этот подход можно использовать, чтобы создавать классы на лету. Ниже пример:

>>> def make_class(class_name):
...     class C:
...         def print_class_name(self):
...             print(class_name)
...     return C
...
>>> C1, C2 = map(make_class, ["C1", "C2"])
>>> c1, c2 = C1(), C2()
>>> c1.print_class_name()
C1
>>> c2.print_class_name()
C2
>>> type(c1)
<class '__main__.make_class.<locals>.C'>
>>> type(c2)
<class '__main__.make_class.<locals>.C'>
>>> c1.print_class_name.__closure__
(<cell at 0x7fae89666558: str object at 0x7fae87e0d340>,)

В этом примере классы, созданные с помощью make_class, это разные объекты. Поэтому объекты, созданные этими классами, имеют разный тип. В данном случае устанавливаем имя класса вручную после создания класса. Это похоже на работу с декораторами. Также заметьте, что метод print_class_name созданного класса захватывает его замыкание, в котором есть class_name. Если вы не очень уверенно работаете с замыканиями, самое время перечитать вторую статью из цикла «Продвинутый Python», в которой рассматривались замыкания и декораторы.

Если классы — это объекты, которые создают объекты, то как называются объекты, которые создают классы? Поверьте, это не загадка «яйцо или курица». Здесь есть чёткий ответ: такие объекты называются метаклассами. Самым простым метаклассом можно считать type. Когда type получает на вход один параметр, он возвращает тип объекта, переданного в качестве параметра. В данном случае он не работает как метакласс. Когда type получает на вход три параметра, он работает как метакласс и создаёт класс на основе переданных параметров. В качестве параметров должны передаваться имя класса, родители (классы, от которых происходит наследование), словарь атрибутов. Последние два параметра могут быть пустыми. Вот пример кода:

>>> MyClass = type('MyClass', (object,), {'my_attribute': 0})
>>> type(MyClass)
<class 'type'>
>>> o = MyClass()
>>> o.my_attribute
0

Обратите внимание, второй параметр должен быть кортежем, поэтому синтаксис может выглядеть странно. Если вам нужны методы, создавайте функции и передавайте их как атрибуты. Вот пример:

>>> def my_class_init(self, attr_value):
...     self.my_attribute = attr_value
...
>>> MyClass = type('MyClass', (object,), {'__init__': my_class_init})
>>> o = MyClass('test')
>>> o.my_attribute
'test'

Можно создавать свои метаклассы: сгодится любой вызываемый (callable) объект, который способен принять три параметра и вернуть объект класса. Такие метаклассы можно применять к классу. Метакласс можно указать при объявлении класса. Давайте рассмотрим этот приём на примере, который заодно продемонстрирует возможности метаклассов:

>>> def my_metaclass(name, parents, attributes):
...     return 'Hello'
...
>>> class C(metaclass=my_metaclass):
...     pass
...
>>> C
'Hello'
>>> type(C)
<class 'str'>

В примере выше C оказывается переменной, которая указывает на строку 'Hello'. Конечно, вряд ли кто-то в здравом уме будет писать такой код. Мы просто хотим посмотреть, как работают метаклассы. Теперь давайте создадим что-то более практичное. В предыдущей статье серии мы видели, как с помощью декоратора можно логировать каждый метод в классе. Давайте сделаем то же самое с помощью метакласса. Позаимствуем декоратор logged из поста о декораторах и итераторах.

def log_everything_metaclass(class_name, parents, attributes):
    print('Creating class', class_name)
    myattributes = {}
    for name, attr in attributes.items():
        myattributes[name] = attr
        if hasattr(attr, '__call__'):
            myattributes[name] = logged(
                "%b %d %Y - %H:%M:%S", class_name + "."
            )(attr)
    return type(class_name, parents, myattributes)


class C(metaclass=log_everything_metaclass):

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

    def print_x(self):
        print(self.x)
# Usage:
print('Starting object creation')
c = C('Test')
c.print_x()

# Output:
Creating class C
- Running 'C.__init__' on Nov 21 2019 - 12:56:59
- Finished 'C.__init__', execution time = 0.000s
- Running 'C.print_x' on Nov 21 2019 - 12:57:06
Test
- Finished 'C.print_x', execution time = 0.000s

Как видите, у декораторов и метаклассов есть много общего. Фактически, метаклассы умеют всё, что можно сделать с помощью декоратора класса. Синтаксис декораторов более простой и читабельный, поэтому по возможности следует использовать именно их. Метаклассы умеют больше, так как они запускаются перед созданием класса, а не после, как декораторы. Чтобы убедиться в этом, давайте создадим декоратор и метакласс и посмотрим на порядок исполнения.

def my_metaclass(class_name, parents, attributes):
    print('In metaclass, creating the class.')
    return type(class_name, parents, attributes)


def my_class_decorator(class_):
    print('In decorator, chance to modify the claqss.')
    return class_


@my_class_decorator
class C(metaclass=my_metaclass):
    def __init__(self):
        print('Creating object.')

# Output:
In metaclass, creating the class.
In decorator, chance to modify the class.
Creating object.

Изучайте Python на Хекслете

Первые курсы в профессии «Python-программист» доступны бесплатно. Регистрируйтесь и начинайте учиться!

Рассмотрим более полезное приложение. Предположим, мы пишем набор классов для обработки ID3v2 тегов, которые используются, например, в MP3-файлах. Подробности можно узнать в «Википедии». Для реализации примера надо понимать, что теги состоят из фреймов. Каждый фрейм содержит четырёхбуквенный идентификатор. Например, TOPE — фрейм имени артиста, TOAL — фрейм названия альбома и так далее. Предположим, нам надо написать класс для каждого типа фреймов. Также нужно дать возможность пользователям библиотеки ID3v2 тегов добавлять собственные классы фреймов для поддержки новых или кастомных фреймов. С помощью метаклассов можно реализовать паттерн «фабрика классов». Это может выглядеть так:

frametype_class_dict = {}


class ID3v2FrameClassFactory(type):
    def __new__(cls, class_name, parents, attributes):
        print('Creating class', class_name)
        # Here we could add some helper methods or attributes to c
        c = type(class_name, parents, attributes)
        if attributes['frame_identifier']:
            frametype_class_dict[attributes['frame_identifier']] = c
        return c

    @staticmethod
    def get_class_from_frame_identifier(frame_identifier):
        return frametype_class_dict.get(frame_identifier)


class ID3v2Frame(metaclass=ID3v2FrameClassFactory):
    frame_identifier = None


class ID3v2TitleFrame(ID3v2Frame, metaclass=ID3v2FrameClassFactory):
    frame_identifier = 'TIT2'


class ID3v2CommentFrame(ID3v2Frame, metaclass=ID3v2FrameClassFactory):
    frame_identifier = 'COMM'


title_class = ID3v2FrameClassFactory.get_class_from_frame_identifier('TIT2')
comment_class = ID3v2FrameClassFactory.get_class_from_frame_identifier('COMM')
print(title_class)
print(comment_class)

# Output:
Creating class ID3v2Frame
Creating class ID3v2TitleFrame
Creating class ID3v2CommentFrame
<class '__main__.ID3v2TitleFrame'>
<class '__main__.ID3v2CommentFrame'>

Конечно, задачу можно решить с помощью декораторов классов. Для сравнения посмотрите, как это может выглядеть.

frametype_class_dict = {}


class ID3v2FrameClass(object):
    def __init__(self, frame_id):
        self.frame_id = frame_id

    def __call__(self, cls):
        print('Decorating class', cls.__name__)
        # Here we could add some helper methods or attributes to c
        if self.frame_id:
            frametype_class_dict[self.frame_id] = cls
        return cls

    @staticmethod
    def get_class_from_frame_identifier(frame_identifier):
        return frametype_class_dict.get(frame_identifier)


@ID3v2FrameClass(None)
class ID3v2Frame(object):
    pass


@ID3v2FrameClass('TIT2')
class ID3v2TitleFrame(ID3v2Frame):
    pass


@ID3v2FrameClass('COMM')
class ID3v2CommentFrame(ID3v2Frame):
    pass


title_class = ID3v2FrameClass.get_class_from_frame_identifier('TIT2')
comment_class = ID3v2FrameClass.get_class_from_frame_identifier('COMM')
print(title_class)
print(comment_class)

Decorating class ID3v2Frame
Decorating class ID3v2TitleFrame
Decorating class ID3v2CommentFrame
<class '__main__.ID3v2TitleFrame'>
<class '__main__.ID3v2CommentFrame'>

Как видите, можно передавать параметры в декораторы, но не в метаклассы. Если нужно передать параметры в метаклассы, это нужно делать через атрибуты. Поэтому код с декораторами чище и проще в поддержке. Заметьте, что ко времени вызова декоратора класс уже создан. Это значит, что уже поздно менять его свойства, предназначенные только для чтения.

Как сказано выше, самый простой метакласс — это type, и полученные из него классы имеют тип type. Здесь возникает естественный вопрос: что представляет собой тип type. Ответ простой: type. Это значит, что type представляет собой класс, и он выступает в качестве своего метакласса. Это экстраординарно, и это стало возможным на уровне интерпретатора Python. Вручную написать класс, который выступает в качестве своего метакласса, невозможно.

Понимая, что type представляет собой класс, мы можем написать классы, которые наследуются от него. Эти классы можно использовать как метаклассы. Классы, которые их используют, будут иметь такой же тип, как метаклассы, полученные из type. Вот пример:

>>> class meta(type):
...     def __new__(cls, class_name, parents, attributes):
...         print('meta.__new__')
...         return super().__new__(cls, class_name, parents, attributes)
...     def __call__(self, *args, **kwargs):
...         print('meta.__call__')
...         return super().__call__(*args, **kwargs)
...
>>> class C(metaclass=meta):
...     pass
...
meta.__new__
>>> o = C()
meta.__call__

При вызове класса для создания нового объекта вызывается его функция __call__. Она вызывает type.__call__ для создания объекта. В следующем разделе подытожим рассмотренное выше.

Подводим итоги

Предположим, что некий класс C имеет метакласс my_metaclass и декорирован с помощью my_class_decorator. Далее предположим, что my_metaclass представляет собой класс, полученный из type. Соберём всё вместе, чтобы увидеть, как создаётся C и как создаются объекты его типа. Вот как выглядит код:

class my_metaclass(type):
    def __new__(cls, class_name, parents, attributes):
        print('- my_metaclass.__new__ - Creating class instance of type', cls)
        return super().__new__(cls, class_name, parents, attributes)

    def __init__(self, class_name, parents, attributes):
        print('- my_metaclass.__init__ - Initializing the class instance', self)
        super().__init__(class_name, parents, attributes)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('- my_metaclass.__call__ - Creating object of type ', self)
        return super().__call__(*args, **kwargs)


def my_class_decorator(cls):
    print('- my_class_decorator - Chance to modify the class', cls)
    return cls


@my_class_decorator
class C(metaclass=my_metaclass):

    def __new__(cls):
        print('- C.__new__ - Creating object.')
        return super(C, cls).__new__(cls)

    def __init__(self):
        print('- C.__init__ - Initializing object.')

c = C()
print('Object c =', c)

На этом этапе вы можете потратить пару минут и попробовать определить порядок исполнения print.

Посмотрим, как Python интерпретирует код выше. Затем посмотрим на вывод, чтобы подтвердить или опровергнуть наши предположения.

• Python читает определение класса и готовится передать три параметра в метакласс. Вот параметры: class_name, parents и attributes.
• В нашем случае метакласс представляет собой класс, поэтому его вызов похож на создание нового класса. Это значит, что первый my_metaclass.__new__ вызывается с четырьмя параметрами. Так создаётся объект, который и станет классом с именем C. У объекта вызывается __init__, а затем в переменную C записывается ссылка на объект.
• Затем Python смотрит на декораторы, которые можно применить к классу. В нашем случае есть только один декоратор. Python вызывает его, передаёт возвращённый из метакласса класс в качестве параметра. Класс заменяется объектом, который возвращается из декоратора.
• Тип класса будет таким же, как определено в метаклассе.
• Когда класс вызывается для создания нового объекта, Python ищет __call__ в метаклассе, так как тип класса — метакласс. В нашем случае my.metaclass.__call__ просто вызывает type.__call__, который создаёт объект из переданного класса.
• Затем type.__call__ создаёт объект. Для этого он ищет C.__new__ и запускает его.
• Возвращённый объект готов к использованию.

Основываясь на этой логике, можно ожидать, что my_metaclass.__new__ вызывается первым. Затем следует my_metaclass.__init__, затем my_class_decorator. В этот момент класс C полностью готов к использованию. Когда мы вызываем C для создания объекта, который вызывает my.metaclass.__call__ (каждый раз при вызове объекта Python пытается вызвать __call__), затем type.__call__ вызывает C.__new__, наконец, вызывается C.__init__. Вот вывод:

- my_metaclass.__new__ - Creating class instance of type <class '__main__.my_metaclass'>
- my_metaclass.__init__ - Initializing the class instance <class '__main__.C'>
- my_class_decorator - Chance to modify the class <class '__main__.C'>
- my_metaclass.__call__ - Creating object of type  <class '__main__.C'>
- C.__new__ - Creating object.
- C.__init__ - Initializing object.
Object c = <__main__.C object at 0x7fef85a8ecf8>

Метаклассы — мощный инструмент, хотя и скорее эзотерический. Но достойных применений метаклассов известно не так уж и много. Автор оригинальной публикации нашёл только два репозитория, в которых метаклассы применяются по-настоящему. Это ABCMeta и djangoplugins.

ABCMeta — это метакласс, позволяющий создавать абстрактные базовые классы. Детали смотрите в официальной документации.

Идея djungoplugins основана на статье, в которой описывается простой фреймворк плагинов для Python. Здесь метаклассы используются для создания системы расширений. Автор оригинальной публикации считает, что такой же фреймворк можно создать с помощью декораторов.

Финальный аккорд

Понимание метаклассов помогает досконально разобраться, как ведут себя объекты и классы в Python. Но применение самих метаклассов в реальности может быть сложным, как показано в предыдущем разделе. Практически всё, что можно сделать с помощью метаклассов, можно реализовать и с помощью декораторов. Поэтому прежде чем использовать метаклассы, остановитесь на минуту и подумайте, так ли они необходимы. Если можно обойтись без них, лучше пойти по этому пути. Результат будет более читабельным и простым для поддержки и отладки.

Над адаптированным переводом статьи A Study of Python’s More Advanced Features Part III: Classes and Metaclasses by Sahand Saba работали Алексей Пирогов и Дмитрий Дементий. Мнение автора оригинальной публикации может не совпадать с мнением администрации «Хекслета».

Урок 2: Создание настраиваемых классов в Objective-C | Уилл Харрисон | Введение в разработку приложений для iPhone

Добавление свойств

Теперь мы можем начать писать код. Как упоминалось выше, в файле интерфейса мы объявляем свойства и методы, принадлежащие нашему настраиваемому классу. Поскольку наш класс — Person , мы объявим свойства и методы, стандартные для людей.

Есть миллионы способов охарактеризовать человека, но для простоты мы будем использовать только два для наших программных свойств — возраст и имя.Поскольку возраст является целым числом, мы объявим его как int . Для этого мы напишем следующий код между @interface и @end :

Объявление свойства всегда начинается с @property . После этого мы объявляем атрибуты свойства или то, как компилятор будет взаимодействовать со свойством — в данном случае это assign property, то есть мы присвоим свойству значение. После вышеупомянутого следует тип свойства — в данном случае целое число , потому что возраст человека является положительным ненулевым недесятичным значением.Наконец, мы объявляем имя свойства. Здесь «возраст».

Теперь любой экземпляр нашего класса Person будет иметь неотъемлемое свойство или черту возраста. Мы можем присвоить этому свойству любое целочисленное значение.

Далее мы добавим свойство name . Имя обычно представляет собой строку, и Apple любезно предоставила разработчикам расширенный класс для обработки больших объемов текста под названием NSString . NSString доступен автоматически, потому что мы импортировали его родительскую библиотеку в строке 9.

NSString — это объект, а не число, поэтому для его объявления в качестве свойства требуется немного больше кода:

Как видите, объявление нашего свойства name в некоторой степени соответствует тому же шаблону, что и age . Однако есть некоторые незначительные отличия: теперь у нас в скобках есть два атрибута — неатомный и сильный . Это сложные термины Objective-C, значения которых необходимо понимать, чтобы предотвратить сбои в сложных приложениях.Я не буду углубляться в определения и применение этих двух терминов, но дам краткие пояснения. Сделать свойство неатомарным означает, что к нему можно будет получить доступ быстрее, но вызовет проблемы, если вы попытаетесь получить к нему доступ и одновременно изменить его. Strong означает, что у вас есть прямой контроль над временем существования свойства — компилятор не аннулирует его, если вы специально не укажете это. Противоположность неатомному — атомарному , а противоположность сильному — как вы уже догадались — слабому .Ниже представлена ​​таблица атрибутов свойств с краткими пояснениями.

После добавления свойств age и name ваш файл «Person.h» должен выглядеть примерно так:

Теперь, когда мы дали нашему классу некоторые базовые свойства, мы можем приступить к объявлению некоторых методов.

Добавление методов

Объявлять методы просто — мы объявляем их так же, как мы узнали в Уроке 1. Как и свойства, методы должны быть объявлены в интерфейсе класса (после @interface и до @end ).

Люди могут выполнять неограниченное количество действий, но мы собираемся объявить только три из них. Первой будет функция, которую мы будем использовать для запуска новых экземпляров класса Person . Вторым будет невозвратное действие, которое выводит имя человека на встроенную консоль отладки Xcode, а третье будет функцией, которую мы будем использовать для возврата года рождения человека. Давай объявим их.

Наш первый метод -initWithAge: andName: — это удобный метод, который мы будем использовать для быстрого выделения памяти новому экземпляру Person и инициализации его значениями age и name .

Наш второй метод, -printName , распечатает имя человека. Его возвращаемое значение — void , потому что функция ничего не возвращает.

Третий метод, -getBirthYear , будет использовать назначенное свойство age для определения и возврата года рождения человека. Его возвращаемое значение — int , потому что мы возвращаем год, который является целым числом.

Вышеупомянутые три метода экземпляра — методы, которые вызываются только экземплярами нашего класса.Методы экземпляра всегда объявляются со знаком «-» (минус).

Существует еще один тип метода, который мы можем объявить, он называется методом класса . Метод класса вызывается не экземплярами нашего класса, а самим классом. Методы класса всегда начинаются со знака «+» (плюс) и обычно являются методами, предназначенными для создания экземпляров или получения информации всего класса, на которую не влияют переменные экземпляра. Сейчас мы объявим два метода класса: один для быстрого создания экземпляра, а другой — для получения названия вида человека.

Наш метод первого класса, + personWithAge: andName: , предназначен для создания новых экземпляров Person . Его тип возврата — instancetype , , что означает, что метод возвращает экземпляр класса. Он похож на наш метод экземпляра -initWithName: andAge: , но метод класса быстрее записывается и требует меньше скобок. Метод второго класса, + speciesName , возвращает общее название человеческого вида в форме NSString .

Теперь наш интерфейс должен выглядеть так:

Мы закончили с нашим интерфейсом. Перейдем к реализации нашего класса Person .

Классы и объекты | C ++

Одна из лучших особенностей C ++ — это возможность работать с большим количеством данных и отслеживать их. Фактически данные являются движущей силой большинства программ, которые вы напишете. Программисты постоянно разбирают строки, складывают и вычитают числа, считают вещи и передают различные фрагменты данных.

Во всех основных приложениях чрезвычайно важна возможность организованной и структурированной работы с данными. Большие приложения часто сталкиваются с отображением, хранением и управлением сложной информацией о самых разных вещах.

Одним из ограничений наших способностей к программированию до этого момента курса было то, что мы научились работать только с очень ограниченными типами данных. На самом деле, если задуматься, мы способны представлять и работать только с текстом, числами и логическими значениями.

Эти ограниченные типы данных будут представлять проблему для нас, если мы хотим писать все более и более сложные программы в будущем. Проблема в том, что помимо актуальных чисел, текста и истинной / ложной информации, большинство из вещей , с которыми мы взаимодействуем и используем в реальном мире, не могут быть легко сохранены в строке, числе или логическом значении.

Создание книги

Представьте, например, что мы пишем программу для библиотеки. В этой программе мы хотели отслеживать и работать с кучей книг.Возникает вопрос, а как мы храним эти книги?

Мы не можем хранить их в логических значениях, мы могли бы сохранить количество страниц и даты их публикации в виде чисел, и, возможно, мы могли бы сохранить имя и заголовок автора в строках. Но, надеюсь, вам ясно, что нет простого решения для представления книги с ограниченными типами данных, которые мы даем. По крайней мере, в книге есть несколько переменных.

Объектно-ориентированное программирование (ООП)

На заре компьютерного программирования, разработчики просто немного потрудились и сделали все возможное, чтобы писать программы так, как я только что описал.Но в конце концов было разработано лучшее решение — объектно-ориентированное программирование.

Объектно-ориентированное программирование позволяет разработчикам создавать свои собственные типы данных. Таким образом, в дополнение к строкам, логическим значениям и числам разработчик может создать собственный тип данных Book . Этот тип данных книги затем может быть сохранен в переменных, передан в функции, распечатан и во всем остальном, что могут делать другие базовые типы данных.

Создавая свои собственные типы данных в своих программах, вы теоретически можете смоделировать любой предмет или сущность реального мира и использовать их так же, как строку или число.

Большинство реальных приложений, которые вы видите, будь то facebook, google, gruhhub или небольшие программы, которые мы напишем в дальнейшем в ходе курса, будут использовать эти настраиваемые типы данных для лучшей организации сложных объектов, таких как книги.

Классы

Так как же нам создать эти настраиваемые типы данных? На самом деле это довольно просто, и мы можем сделать это, создав класс. Класс — это спецификация типа данных в нашей программе. Поскольку мы создаем настраиваемые типы данных, мы сначала должны описать, как они выглядят и как ведут себя, чтобы C ++ знал, что с ними делать.

Классы можно рассматривать как чертежи. Они описывают, как должен выглядеть тип данных, и описывают все атрибуты и функции, которые будут отличаться от типа данных.

C ++ уже предоставляет нам три основных типа данных: логические, строки (текст) и числа. Когда мы создаем наши настраиваемые типы данных, они будут состоять из этих базовых типов данных. Поэтому при создании класса мы можем указать атрибуты, которые класс будет содержать в терминах этих базовых типов данных.

Давайте посмотрим, как будет выглядеть класс для нашей Книги:

 Копия  классная книга {
    общественность:
          строковое название;
          автор строки;
          int numPages;
};  

Помните, что класс — это спецификация, план, он описывает структуру и состав этого нового типа данных книги.

В приведенном выше коде мы указали, что книга состоит из названия, автора и количества страниц. Обратите внимание, что этот тип данных книги состоит из базовых типов данных, которые нам предоставил язык.Со временем мы также сможем добавить функциональность и в этот книжный класс, но давайте сохраним это для будущего урока.

Объектов

Итак, теперь, когда мы создали наш класс book, C ++ знает, как выглядит этот новый тип данных, и мы можем начать работать с книгами в нашей программе.

Поскольку класс book — это просто спецификация, мы не можем использовать его в нашей программе, вместо этого мы должны создавать так называемые объекты. Объект — это экземпляр класса. В этом случае объектом будет настоящая книга с фактическим названием, автором и количеством страниц.

Это важный терминологический момент. Класс — это план типа данных, объект — это экземпляр этого плана.

Создадим объект книги на C ++:

 Копия  классная книга {
    общественность:
          строковое название;
          автор строки;
          int numPages;
};

int main () {

    Книга book1;
    book1.title = "Гарри Поттер";
    book1.author = "Дж. К. Роулинг";
    book1.numPages = 500;

    cout << book1.title << endl;

    Книжная книга2;
    книга2.title = "Властелин колец";
    book2.author = "Дж. Р. Р. Толкин";
    book2.numPages = 300;

    cout << book2.title << endl;

    возврат 0;
}  

Итак, мы создали объект. Это книга с названием, автором и количеством страниц! Что касается C ++, это в основном то же самое, что и любые другие типы данных, с которыми мы работали на протяжении этого курса.

В случае объекта книги мы назначили ему ряд атрибутов, к которым мы можем получить доступ и изменить, как обычно.

Название и автор - это просто строки, а количество страниц - это число. Для доступа к этим атрибутам мы используем . . за которым следует имя атрибута. Этот процесс называется отменой ссылки на объект книги.

Завершение

Вот и все! Классы и объекты печально известны тем, что сбивают с толку новых программистов, но пока вы научитесь видеть в них просто более сложные пользовательские типы данных, большая часть тайны исчезнет.

Мы создали класс и объект книги, но помните, что вы можете создавать классы для моделирования чего угодно.Попробуйте поиграть с некоторыми из ваших собственных классов или добавьте дополнительные атрибуты в нашу книгу! Также не забудьте посмотреть видео выше, где я проведу вас по написанию этого кода построчно!

Наследование в C ++

Наследование - одна из функций объектно-ориентированной системы программирования (ООП), она позволяет дочернему классу получать свойства (элементы данных) и функциональные возможности (функции-члены) родительского класса.

Что такое дочерний класс?
Класс, наследующий другой класс, называется дочерним классом, он также известен как производный класс или подкласс.
Что такое родительский класс?
Класс, наследуемый другим классом, известен как родительский класс, суперкласс или базовый класс.

Синтаксис наследования

 класс parent_class
{
    // Тело родительского класса
};
класс child_class: access_modifier parent_class
{
   // Тело дочернего класса
};
 

Каковы преимущества использования наследования в программировании на C ++

Основными преимуществами наследования являются возможность повторного использования кода и читаемость .Когда дочерний класс наследует свойства и функциональность родительского класса, нам не нужно снова писать тот же код в дочернем классе. Это упрощает повторное использование кода, заставляет писать меньше кода, и код становится более читабельным.

Давайте возьмем пример из реальной жизни , чтобы понять это: Предположим, что Human - это класс, который имеет такие свойства, как рост, вес, цвет и т. Д., И такие функции, как еда (), сон (), сновидения (), работа () и т. д.
Теперь мы хотим создать классы Male и Female , эти классы разные, но поскольку и Male, и Female являются людьми, у них есть общие свойства и поведение (функциональность), поэтому они могут наследовать эти свойства и функциональность от Человеческий класс и отдых можно записать в своем классе отдельно.
Этот подход заставляет нас писать меньше кода, поскольку оба класса унаследовали несколько свойств и функций от базового класса, поэтому нам не нужно было их переписывать. Кроме того, это упрощает чтение кода.

Пример наследования

Прежде чем обсуждать типы наследования, давайте рассмотрим пример:
Здесь у нас есть два класса Teacher и MathTeacher , класс MathTeacher наследует класс Teacher, что означает, что Teacher является родительским классом, а MathTeacher является классом дочерний класс.Дочерний класс может использовать свойство CollegeName родительского класса.

Еще один важный момент, на который следует обратить внимание: когда мы создаем объект дочернего класса, он вызывает конструктор дочернего класса, а конструктор дочернего класса автоматически вызывает конструктор базового класса.

 #include 
используя пространство имен std;
class Teacher {
общественность:
  Учитель(){
    cout << "Привет, ребята, я учитель" << endl;
  }
  строка CollegeName = "Beginnersbook";
};
// Этот класс наследует класс Teacher
class MathTeacher: public Teacher {
общественность:
  Учитель математики(){
    cout << "Я учитель математики" << endl;
  }
  строка mainSub = "Math";
  строка name = "Negan";
};
int main () {
  MathTeacher obj;
  cout << "Имя:" << obj.name << endl;
  cout << "Название колледжа:" << obj.collegeName << endl;
  cout << "Основная тема:" << obj.mainSub << endl;
  возврат 0;
} 

Выход:

 Привет, ребята, я учитель
Я учитель математики
Имя: Negan
Название колледжа: Beginnersbook
Основной предмет: математика 

Типы наследования в C ++

1) Одиночное наследование
2) Многоуровневое наследование
3) Множественное наследование
4) Иерархическое наследование
5) Гибридное наследование

Одинарное наследование

При одинарном наследовании один класс наследует точно один класс.
Например: Допустим, у нас есть классы A и B

 B наследует A 

Пример одинарного наследования:

 #include 
используя пространство имен std;
class A {
общественность:
  A () {
     cout << "Конструктор класса A" << endl;
  }
};
class B: public A {
общественность:
  B () {
     cout << "Конструктор класса B";
  }
};
int main () {
   // Создание объекта класса B
   B obj;
   возврат 0;
} 

Выход:

 Конструктор класса А
Конструктор Б класса 

2) Многоуровневое наследование

В этом типе наследования один класс наследует другой дочерний класс.

 C наследует B, а B наследует A 

Пример многоуровневого наследования:

 #include 
используя пространство имен std;
class A {
общественность:
  A () {
     cout << "Конструктор класса A" << endl;
  }
};
class B: public A {
общественность:
  B () {
     cout << "Конструктор класса B" << endl;
  }
};
class C: public B {
общественность:
  C () {
     cout << "Конструктор C-класса" << endl;
  }
};
int main () {
  // Создание объекта класса C
  C obj;
  возврат 0;
} 

Выход:

 Конструктор класса А
Конструктор класса В
Конструктор С класса 

Множественное наследование

При множественном наследовании класс может наследовать более одного класса.Это означает, что в этом типе наследования один дочерний класс может иметь несколько родительских классов.
Например:

 C наследует A и B как 

Пример множественного наследования:

 #include 
используя пространство имен std;
class A {
общественность:
  A () {
     cout << "Конструктор класса A" << endl;
  }
};
class B {
общественность:
  B () {
     cout << "Конструктор класса B" << endl;
  }
};
класс C: публичный A, публичный B {
общественность:
  C () {
     cout << "Конструктор C-класса" << endl;
  }
};
int main () {
   // Создание объекта класса C
   C obj;
   возврат 0;
} 

 Конструктор класса А
Конструктор класса В
Конструктор С класса 

4) Иерархическое наследование

В этом типе наследования один родительский класс имеет более одного дочернего класса.Например:

 Классы B и C наследуют класс A 

Пример иерархического наследования:

 #include 
используя пространство имен std;
class A {
общественность:
  A () {
     cout << "Конструктор класса A" << endl;
  }
};
class B: public A {
общественность:
  B () {
     cout << "Конструктор класса B" << endl;
  }
};
class C: public A {
общественность:
  C () {
     cout << "Конструктор C-класса" << endl;
  }
};
int main () {
   // Создание объекта класса C
   C obj;
   возврат 0;
} 

Выход:

 Конструктор класса А
Конструктор С класса 

5) Гибридное наследование

Гибридное наследование - это комбинация более чем одного типа наследования.Например, отношение дочернего и родительского классов, которое следует за множественным и иерархическим наследованием, можно назвать гибридным наследованием.

Создание файлов на основе шаблонов | CLion

CLion предоставляет шаблоны файлов для большинства поддерживаемых языков. Эти шаблоны помогают создавать файлы с уже существующим исходным содержимым. Например, для C / C ++ существует три шаблона: класс C ++, исходный файл C ++, файл заголовка C ++.

Для редактирования шаблонов файлов вызовите «Редактировать шаблоны файлов» из контекстного меню «Просмотр проекта» или перейдите по ссылке.

Создайте новый класс C ++

1. В окне инструмента «Проект» выберите каталог, в который вы хотите добавить новые файлы. Щелкните его правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню.

2. В открывшемся диалоговом окне:

   • Укажите имя класса.

   • Из списка выберите тип файла источника и заголовка для нового класса, если вы хотите изменить тип по умолчанию, который определен на вкладке «Новые расширения файлов» диалогового окна «Стиль кода C / C ++».

   • Установите флажок Создать только заголовок, если вы хотите создать только файл заголовка.

   • Установите флажок «Добавить к целям», чтобы добавить созданные файлы в список исходных файлов для выбранных целей.

     Подробнее см. Добавление файлов в проекты CMake.

   • Выберите желаемую цель из списка. На панели ниже см. Переменную CMakeLists.txt, в которую CLion предлагает добавить созданные файлы.

Создайте новый исходный файл C / C ++

1. В окне инструмента «Проект» выберите каталог, в который вы хотите добавить новые файлы.Щелкните его правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню.

2. В открывшемся диалоговом окне:

   • Укажите имя файла.

   • Из списка выберите тип исходного файла, если вы хотите изменить тип по умолчанию, который определен на вкладке «Новые расширения файлов» диалогового окна «Стиль кода C / C ++».

   • Установите флажок «Создать связанный заголовок», если вы хотите также создать уважаемый файл заголовка.

   • Установите флажок «Добавить к целям», чтобы добавить созданный файл в список исходных файлов для выбранных целей.

     Подробнее см. Добавление файлов в проекты CMake.

   • Выберите желаемую цель из списка. На панели ниже см. Переменную CMakeLists.txt, в которой CLion предлагает добавить созданный файл.

1. В окне инструмента «Проект» выберите каталог, в который вы хотите добавить новые файлы. Щелкните его правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню.

2. В открывшемся диалоговом окне:

   • Укажите имя файла.

   • Из списка выберите тип файла заголовка, если вы хотите изменить тип по умолчанию, который определен на вкладке «Новые расширения файлов» диалогового окна «Стиль кода C / C ++».

   • Установите флажок «Добавить к целям», чтобы добавить созданный файл в список исходных файлов для выбранных целей.

     Подробнее см. Добавление файлов в проекты CMake.

   • Выберите желаемую цель из списка. На панели ниже см. Переменную CMakeLists.txt, в которой CLion предлагает добавить созданный файл.

Последнее изменение: 8 марта 2021 г.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) на Python 3 - Real Python

Объектно-ориентированное программирование (ООП) - это метод структурирования программы путем объединения связанных свойств и поведения в отдельные объекты . В этом руководстве вы изучите основы объектно-ориентированного программирования на Python.

Концептуально объекты подобны компонентам системы. Думайте о программе как о своего рода заводской сборочной линии.На каждом этапе сборочной линии компонент системы обрабатывает некоторый материал, в конечном итоге превращая сырье в готовый продукт.

Объект содержит данные, такие как необработанные или предварительно обработанные материалы на каждом этапе сборочной линии, и поведение, такое как действие, которое выполняет каждый компонент сборочной линии.

Из этого руководства вы узнаете, как:

• Создайте класс , который похож на чертеж для создания объекта
• Используйте классы для создания новых объектов
• Модельные системы с наследованием классов

Примечание: Это руководство адаптировано из главы «Объектно-ориентированное программирование (ООП)» в книге Основы Python: практическое введение в Python 3 .

В книге используется встроенный в Python редактор IDLE для создания и редактирования файлов Python и взаимодействия с оболочкой Python, поэтому вы будете время от времени видеть ссылки на IDLE в этом руководстве. Однако у вас не должно возникнуть проблем с запуском примера кода из редактора и среды по вашему выбору.

Что такое объектно-ориентированное программирование в Python?

Объектно-ориентированное программирование - это парадигма программирования, которая предоставляет средства структурирования программ таким образом, чтобы свойства и поведение объединялись в отдельные объекты .

Например, объект может представлять человека с свойствами , такими как имя, возраст и адрес, и поведениями , такими как ходьба, разговор, дыхание и бег. Или это может быть электронное письмо со свойствами, такими как список получателей, тема и текст, а также с поведением, например добавлением вложений и отправкой.

Другими словами, объектно-ориентированное программирование - это подход к моделированию конкретных реальных вещей, таких как автомобили, а также отношений между вещами, такими как компании и сотрудники, студенты и учителя и так далее.ООП моделирует объекты реального мира как программные объекты, с которыми связаны некоторые данные и которые могут выполнять определенные функции.

Другой распространенной парадигмой программирования является процедурное программирование , которое структурирует программу как рецепт, поскольку она предоставляет набор шагов в форме функций и блоков кода, которые последовательно выполняются для выполнения задачи.

Ключевой вывод состоит в том, что объекты находятся в центре объектно-ориентированного программирования в Python, не только представляя данные, как в процедурном программировании, но также и в общей структуре программы.

Определите класс в Python

Примитивные структуры данных, такие как числа, строки и списки, предназначены для представления простых частей информации, таких как стоимость яблока, название стихотворения или ваши любимые цвета, соответственно. Что, если вы хотите изобразить что-то более сложное?

Например, предположим, вы хотите отслеживать сотрудников в организации. Вам необходимо сохранить некоторую основную информацию о каждом сотруднике, такую ​​как их имя, возраст, должность и год, в котором они начали работать.

Один из способов сделать это - представить каждого сотрудника в виде списка:

  kirk = ["Джеймс Кирк", 34, "Капитан", 2265]
spock = ["Спок", 35, "Научный сотрудник", 2254]
mccoy = ["Леонард Маккой", "Главный врач", 2266]
  

У этого подхода есть ряд проблем.

Во-первых, это может затруднить управление большими файлами кода. Если вы укажете kirk [0] на несколько строк от того места, где объявлен список kirk , помните ли вы, что элемент с индексом 0 - это имя сотрудника?

Во-вторых, это может привести к ошибкам, если не у всех сотрудников одинаковое количество элементов в списке.В приведенном выше списке mccoy возраст отсутствует, поэтому mccoy [1] вернет «Главный врач» вместо возраста доктора Маккой.

Отличный способ сделать этот тип кода более управляемым и более удобным в обслуживании - это использовать классы .

Классы и экземпляры

Классы используются для создания пользовательских структур данных. Классы определяют функции, называемые методами , которые определяют поведение и действия, которые объект, созданный из класса, может выполнять со своими данными.

В этом руководстве вы создадите класс Dog , в котором будет храниться некоторая информация о характеристиках и поведении, которые может иметь отдельная собака.

Класс - это образец того, как что-то должно быть определено. На самом деле он не содержит никаких данных. Класс Dog указывает, что имя и возраст необходимы для определения собаки, но не содержит имени или возраста какой-либо конкретной собаки.

В то время как класс является схемой, экземпляр - это объект, созданный из класса и содержащий реальные данные.Экземпляр класса Dog больше не является планом. Это настоящая собака с таким именем, как Майлз, которому четыре года.

Другими словами, класс похож на форму или анкету. Экземпляр подобен форме, заполненной информацией. Подобно тому, как многие люди могут заполнить одну и ту же форму своей собственной уникальной информацией, многие экземпляры могут быть созданы из одного класса.

Как определить класс

Все определения классов начинаются с ключевого слова class , за которым следует имя класса и двоеточие.Любой код с отступом под определением класса считается частью тела класса.

Вот пример класса Dog :

Тело класса Dog состоит из одного оператора: ключевого слова pass . проход часто используется в качестве заполнителя, указывающего, куда в конечном итоге пойдет код. Это позволяет запускать этот код, не вызывая ошибки Python.

Примечание: Имена классов Python записываются в нотации CapitalizedWords по соглашению.Например, класс для определенной породы собак, такой как джек-рассел-терьер, будет записан как JackRussellTerrier .

Класс Dog сейчас не очень интересен, поэтому давайте немного его украсим, определив некоторые свойства, которые должны иметь все объекты Dog . Мы можем выбирать из ряда свойств, включая имя, возраст, цвет шерсти и породу. Для простоты мы будем использовать имя и возраст.

Свойства, которые должны иметь все объекты Dog , определены в методе .__init __ () . Каждый раз, когда создается новый объект Dog , .__ init __ () устанавливает начальное состояние объекта, присваивая значения свойствам объекта. То есть .__ init __ () инициализирует каждый новый экземпляр класса.

Вы можете указать .__ init __ () любое количество параметров, но первым параметром всегда будет переменная с именем self . Когда создается новый экземпляр класса, он автоматически передается параметру self в .__init __ () , чтобы для объекта можно было определить новые атрибуты .

Давайте обновим класс Dog с помощью метода .__ init __ () , который создает атрибуты .name и .age :

 класс  Собака:
    def __init __ (я, имя, возраст):
        self.name = имя
        self.age = возраст
  

Обратите внимание, что подпись метода .__ init __ () имеет отступ в четыре пробела. В теле метода есть восемь пробелов.Этот отступ жизненно важен. Он сообщает Python, что метод .__ init __ () принадлежит классу Dog .

В теле .__ init __ () есть два оператора, использующие переменную self :

1. self.name = name создает атрибут с именем name и присваивает ему значение параметра name .
2. self.age = age создает атрибут с именем age и присваивает ему значение параметра age .

Атрибуты, созданные в .__ init __ () , называются атрибутами экземпляра . Значение атрибута экземпляра зависит от конкретного экземпляра класса. Все объекты Dog имеют имя и возраст, но значения атрибутов name и age будут различаться в зависимости от экземпляра Dog .

С другой стороны, атрибуты класса - это атрибуты, которые имеют одинаковое значение для всех экземпляров класса.Вы можете определить атрибут класса, присвоив значение имени переменной вне .__ init __ () .

Например, следующий класс Dog имеет атрибут класса с именем разновидностей со значением "Canis knownis" :

 класс  Собака:
    # Атрибут класса
    разновидности = "Canis knownis"

    def __init __ (я, имя, возраст):
        self.name = имя
        self.age = возраст
  

Атрибуты класса определяются непосредственно под первой строкой имени класса и имеют отступ в четыре пробела.Им всегда должно быть присвоено начальное значение. Когда создается экземпляр класса, автоматически создаются атрибуты класса, которым присваиваются их начальные значения.

Используйте атрибуты класса для определения свойств, которые должны иметь одинаковое значение для каждого экземпляра класса. Используйте атрибуты экземпляра для свойств, которые различаются от одного экземпляра к другому.

Теперь, когда у нас есть класс Dog , давайте создадим собак!

Создание экземпляра объекта в Python

Откройте интерактивное окно IDLE и введите следующее:

>>>

  >>> класс Собака:
...     проходить
  

Это создает новый класс Dog без атрибутов или методов.

Создание нового объекта из класса называется созданием экземпляра объекта. Вы можете создать новый объект Dog , введя имя класса, а затем открывающие и закрывающие круглые скобки:

>>>

  >>> Собака ()
<__ main__.Dog объект в 0x106702d30>
  

Теперь у вас есть новый объект Dog по адресу 0x106702d30 .Эта забавно выглядящая строка букв и цифр представляет собой адрес памяти , который указывает, где в памяти вашего компьютера хранится объект Dog . Обратите внимание, что адрес, который вы видите на экране, будет другим.

Теперь создайте второй объект Dog :

>>>

  >>> Собака ()
<__ main__.Dog объект по адресу 0x0004ccc90>
  

Новый экземпляр Dog расположен по другому адресу памяти. Это потому, что это совершенно новый экземпляр, который полностью отличается от первого созданного вами объекта Dog .

Чтобы увидеть это по-другому, введите следующее:

>>>

  >>> a = Собака ()
>>> b = Собака ()
>>> а == б
Ложь
  

В этом коде вы создаете два новых объекта Dog и назначаете их переменным a и b . Когда вы сравниваете a и b с помощью оператора == , результатом будет False . Несмотря на то, что a и b являются экземплярами класса Dog , они представляют два различных объекта в памяти.

Атрибуты классов и экземпляров

Теперь создайте новый класс Dog с атрибутом класса .species и двумя атрибутами экземпляра с именем .name и .age :

>>>

  >>> класс Собака:
... разновидности = "Canisiliaris"
... def __init __ (я, имя, возраст):
... self.name = имя
... self.age = возраст
  

Чтобы создать экземпляры объектов этого класса Dog , вам необходимо предоставить значения для name и age .Если вы этого не сделаете, Python выдаст ошибку TypeError :

.
>>>

  >>> Собака ()
Отслеживание (последний вызов последний):
  Файл "", строка 1, в 
    Собака()
TypeError: __init __ () отсутствует 2 обязательных позиционных аргумента: 'name' и 'age'
  

Чтобы передать аргументы параметрам name и age , поместите значения в круглые скобки после имени класса:

>>>

  >>> buddy = Dog ("Приятель", 9)
>>> miles = Dog ("Мили", 4)
  

Это создает два новых экземпляра Dog - один для девятилетней собаки по имени Бадди и один для четырехлетней собаки по имени Майлз.

Метод .__ init __ () класса Dog имеет три параметра, так почему в этом примере ему передаются только два аргумента?

Когда вы создаете экземпляр объекта Dog , Python создает новый экземпляр и передает его первому параметру .__ init __ () . По сути, это удаляет параметр self , поэтому вам нужно беспокоиться только о параметрах name и age .

После создания экземпляров Dog вы можете получить доступ к их атрибутам экземпляра, используя точечную нотацию :

>>>

  >>> дружище.имя
'Приятель'
>>> buddy.age
9

>>> miles.name
"Майлз"
>>> miles.age
4
  

Таким же образом можно получить доступ к атрибутам класса:

>>>

  >>> buddy.species
'Canis knownis'
  

Одним из самых больших преимуществ использования классов для организации данных является то, что экземпляры гарантированно будут иметь ожидаемые атрибуты. Все экземпляры Dog имеют атрибуты .species , .name и .age , поэтому вы можете использовать эти атрибуты с уверенностью, зная, что они всегда будут возвращать значение.

Хотя наличие атрибутов гарантировано, их значения могут быть изменены динамически :

>>>

  >>> buddy.age = 10
>>> buddy.age
10

>>> miles.species = "Felis silvestris"
>>> miles.species
'Felis silvestris'
  

В этом примере вы изменяете атрибут .age объекта buddy на 10 . Затем вы меняете атрибут .species объекта miles на «Felis silvestris» , который является разновидностью кошки.Это делает Майлза довольно странной собакой, но это настоящий Python!

Ключевой вывод здесь заключается в том, что пользовательские объекты по умолчанию изменяемы. Объект является изменяемым, если его можно изменять динамически. Например, списки и словари изменяемы, но строки и кортежи неизменны.

Методы экземпляра

Методы экземпляра - это функции, которые определены внутри класса и могут быть вызваны только из экземпляра этого класса. Как и .__ init __ () , первым параметром метода экземпляра всегда является self .

Откройте новое окно редактора в IDLE и введите следующий класс Dog :

 класс  Собака:
    разновидности = "Canis knownis"

    def __init __ (я, имя, возраст):
        self.name = имя
        self.age = возраст

    # Метод экземпляра
    def описание (self):
        return f "{self.name} {self.age} лет"

    # Другой метод экземпляра
    def говорить (сам, звук):
        return f "{self.name} говорит {звук}"
  

Этот класс Dog имеет два метода экземпляра:

1. .description () возвращает строку, отображающую имя и возраст собаки.
2. .speak () имеет один параметр под названием sound и возвращает строку, содержащую имя собаки и звук, который издает собака.

Сохраните измененный класс Dog в файл с именем dog.py и нажмите F5 , чтобы запустить программу. Затем откройте интерактивное окно и введите следующее, чтобы увидеть методы вашего экземпляра в действии:

>>>

  >>> miles = Dog ("Мили", 4)

>>> миль.описание()
"Майлзу 4 года"

>>> miles.speak ("Гав-гав")
'Майлз говорит Гав-Гав'

>>> miles.speak ("Bow Wow")
"Майлз говорит:" Вау! "
  

В приведенном выше классе Dog .description () возвращает строку, содержащую информацию об экземпляре Dog miles . При написании собственных классов рекомендуется иметь метод, возвращающий строку, содержащую полезную информацию об экземпляре класса. Однако .description () - не самый питонский способ сделать это.

Когда вы создаете объект list , вы можете использовать print () для отображения строки, которая выглядит как список:

>>>

  >>> names = ["Флетчер", "Дэвид", "Дэн"]
>>> печать (имена)
["Флетчер", "Дэвид", "Дэн"]
  

Давайте посмотрим, что произойдет, если вы print () объект миль :

>>>

  >>> печать (мили)
<__ main__.Объект "Собака" по адресу 0x00aeff70>
  

Когда вы напечатаете (миль) , вы получите загадочное сообщение о том, что миль - это объект Dog по адресу памяти 0x00aeff70 . Это сообщение бесполезно. Вы можете изменить то, что печатается, определив специальный метод экземпляра с именем .__ str __ () .

В окне редактора измените имя метода .description () класса Dog на .__str __ () :

 класс  Собака:
    # Остальные части класса Dog оставьте как есть

    # Замените .description () на __str __ ()
    def __str __ (сам):
        return f "{self.name} {self.age} лет"
  

Сохраните файл и нажмите F5 . Теперь, когда вы напечатаете (миль) , вы получите гораздо более удобный результат:

>>>

  >>> miles = Dog ("Мили", 4)
>>> печать (мили)
"Майлзу 4 года"
  

Методы, подобные .__init __ () и .__ str __ () называются dunder-методами , потому что они начинаются и заканчиваются двойным подчеркиванием. Есть много ужасных методов, которые вы можете использовать для настройки классов в Python. Хотя это слишком сложная тема для начинающей книги по Python, понимание dunder-методов является важной частью освоения объектно-ориентированного программирования на Python.

В следующем разделе вы увидите, как расширить свои знания и создать классы из других классов.

Проверьте свое понимание

Разверните блок ниже, чтобы проверить свое понимание:

Создайте класс Car с двумя атрибутами экземпляра:

1. .color , в котором название цвета автомобиля хранится в виде строки
2. . Пробег , в котором количество миль на автомобиле сохраняется в виде целого числа

Затем создайте экземпляры двух объектов Car - синего автомобиля с пробегом 20 000 миль и красного автомобиля с пробегом 30 000 миль - и распечатайте их цвета и пробег.Ваш результат должен выглядеть так:

  У синей машины 20 000 миль.
У красной машины 30 000 миль.
  

Вы можете развернуть блок ниже, чтобы увидеть решение:

Сначала создайте класс Car с атрибутами экземпляра .color и .m gather :

  класс Автомобиль:
    def __init __ (себя, цвет, пробег):
        self.color = цвет
        собственный пробег = пробег
  

Цвет и пробег параметры .__init __ () назначаются для self.color и self.m gather , что создает два атрибута экземпляра.

Теперь вы можете создать два экземпляра Car :

  blue_car = Автомобиль (цвет = "синий", пробег = 20_000)
red_car = Автомобиль (цвет = "красный", пробег = 30_000)
  

Экземпляр blue_car создается путем передачи значения "blue" параметру color и 20_000 параметру munning .Аналогичным образом создается red_car со значениями «красный» и 30_000 .

Чтобы напечатать цвет и пробег каждого объекта Car , вы можете перебрать кортеж , содержащий оба объекта:

  для машины в (blue_car, red_car):
    print (f "У машины {car.color} {car.m900 :,} миль")
  

Строка f в приведенном выше цикле для вставляет атрибуты .color и .m gather в строку и использует спецификатор формата :, для печати пробега, сгруппированного по тысячам и разделенных запятой.

Окончательный результат выглядит так:

  У синей машины 20 000 миль.
У красной машины 30 000 миль.
  

Когда будете готовы, можете переходить к следующему разделу.

Наследование от других классов в Python

Наследование - это процесс, при котором один класс перенимает атрибуты и методы другого. Вновь сформированные классы называются дочерними классами , а классы, производные от дочерних классов, называются родительскими классами .

Дочерние классы могут переопределять или расширять атрибуты и методы родительских классов. Другими словами, дочерние классы наследуют все атрибуты и методы родительского объекта, но могут также определять атрибуты и методы, уникальные для них самих.

Хотя аналогия не идеальна, вы можете думать о наследовании объектов как о генетическом наследовании.

Возможно, вы унаследовали цвет волос от матери. Это атрибут, с которым вы родились. Допустим, вы решили покрасить волосы в фиолетовый цвет.Предполагая, что у вашей матери нет фиолетовых волос, вы просто переопределили атрибут цвета волос, который вы унаследовали от своей мамы.

Вы также в некотором смысле наследуете свой язык от своих родителей. Если ваши родители говорят по-английски, то вы тоже будете говорить по-английски. А теперь представьте, что вы решили выучить второй язык, например, немецкий. В этом случае вы расширили своих атрибутов, потому что вы добавили атрибут, которого нет у ваших родителей.

Пример парка собак

Представьте на мгновение, что вы находитесь в собачьем парке.В парке много собак разных пород, и все они ведут себя по-разному.

Предположим, теперь вы хотите смоделировать парк собак с помощью классов Python. Класс Dog , который вы написали в предыдущем разделе, может различать собак по имени и возрасту, но не по породе.

Вы можете изменить класс Dog в окне редактора, добавив атрибут .breed :

 класс  Собака:
    разновидности = "Canis knownis"

    def __init __ (я, имя, возраст, порода):
        себя.name = имя
        self.age = возраст
        self.breed = порода
  

Методы экземпляра, определенные ранее, здесь опускаются, потому что они не важны для этого обсуждения.

Нажмите F5 , чтобы сохранить файл. Теперь вы можете смоделировать парк собак, создав несколько экземпляров группы разных собак в интерактивном окне:

>>>

  >>> miles = Dog («Майлз», 4, «Джек-Рассел-терьер»)
>>> buddy = Собака («Бадди», 9, «Такса»)
>>> jack = Собака («Джек», 3, «Бульдог»)
>>> jim = Dog («Джим», 5, «Бульдог»)
  

У каждой породы собак немного разное поведение.Например, у бульдогов низкий лай, который звучит как гав , а у такс более высокий лай, который больше похож на гав .

Используя только класс Dog , вы должны предоставить строку для аргумента sound из .speak () каждый раз, когда вы вызываете его в экземпляре Dog :

>>>

  >>> buddy.speak ("Яп")
'Бадди говорит Яп'

>>> jim.speak («Гав»)
'Джим говорит Гав'

>>> домкрат.говорить ("Гав")
'Джек говорит Гав'
  

Передача строки при каждом вызове на .speak () является повторяющейся и неудобной. Более того, строка, представляющая звук, который издает каждый экземпляр Dog , должна определяться его атрибутом .breed , но здесь вам нужно вручную передавать правильную строку в .speak () каждый раз, когда он вызывается.

Вы можете упростить работу с классом Dog , создав дочерний класс для каждой породы собак.Это позволяет вам расширить функциональность, которую наследует каждый дочерний класс, включая указание аргумента по умолчанию для .speak () .

Родительские классы и дочерние классы

Давайте создадим дочерний класс для каждой из трех упомянутых выше пород: джек-рассел-терьер, такса и бульдог.

Для справки, вот полное определение класса Dog :

 класс  Собака:
    разновидности = "Canis knownis"

    def __init __ (я, имя, возраст):
        себя.name = имя
        self.age = возраст

    def __str __ (сам):
        return f "{self.name} {self.age} лет"

    def говорить (сам, звук):
        return f "{self.name} говорит {звук}"
  

Помните, чтобы создать дочерний класс, вы создаете новый класс с его собственным именем, а затем помещаете имя родительского класса в круглые скобки. Добавьте следующее в файл dog.py , чтобы создать три новых дочерних класса класса Dog :

  класс JackRussellTerrier (Собака):
    проходить

класс Такса (Собака):
    проходить

класс Бульдог (Собака):
    проходить
  

Нажмите F5 , чтобы сохранить и запустить файл.Определив дочерние классы, вы можете создать экземпляры собак определенных пород в интерактивном окне:

>>>

  >>> miles = JackRussellTerrier ("Мили", 4)
>>> buddy = Такса ("Бадди", 9)
>>> jack = Бульдог ("Джек", 3)
>>> jim = Бульдог ("Джим", 5)
  

Экземпляры дочерних классов наследуют все атрибуты и методы родительского класса:

>>>

  >>> miles.species
'Canis knownis'

>>> дружище.имя
'Приятель'

>>> печать (домкрат)
Джеку 3 года

>>> jim.speak («Гав»)
'Джим говорит Гав'
  

Чтобы определить, к какому классу принадлежит данный объект, вы можете использовать встроенный тип () :

>>>

  >>> тип (мили)
<класс '__main __. JackRussellTerrier'>
  

Что, если вы хотите определить, является ли miles также экземпляром класса Dog ? Вы можете сделать это с помощью встроенного isinstance () :

>>>

  >>> isinstance (мили, собака)
Правда
  

Обратите внимание, что isinstance () принимает два аргумента: объект и класс.В приведенном выше примере isinstance () проверяет, является ли miles экземпляром класса Dog , и возвращает True .

Объекты miles , buddy , jack и jim являются экземплярами Dog , но miles не является экземпляром Bulldog , а jack не является экземпляром Dachshund :

>>>

  >>> isinstance (мили, Бульдог)
Ложь

>>> isinstance (Джек, Такса)
Ложь
  

В более общем смысле, все объекты, созданные из дочернего класса, являются экземплярами родительского класса, хотя они могут не быть экземплярами других дочерних классов.

Теперь, когда вы создали дочерние классы для разных пород собак, давайте дадим каждой породе свое собственное звучание.

Расширение функциональности родительского класса

Поскольку собаки разных пород лают по-разному, вы хотите указать значение по умолчанию для аргумента sound их соответствующих методов .speak () . Для этого вам нужно переопределить .speak () в определении класса для каждой породы.

Чтобы переопределить метод, определенный в родительском классе, вы определяете метод с тем же именем в дочернем классе.Вот как это выглядит для класса JackRussellTerrier :

  класс JackRussellTerrier (Собака):
    def Speak (self, sound = "Arf"):
        return f "{self.name} говорит {звук}"
  

Теперь .speak () определен в классе JackRussellTerrier с аргументом по умолчанию для звука , установленным на "Arf" .

Обновите dog.py с новым классом JackRussellTerrier и нажмите F5 , чтобы сохранить и запустить файл.Теперь вы можете вызвать .speak () в экземпляре JackRussellTerrier без передачи аргумента в sound :

>>>

  >>> miles = JackRussellTerrier ("Мили", 4)
>>> miles.speak ()
'Майлз говорит Арф'
  

Иногда собаки лают по-разному, поэтому, если Майлз злится и рычит, вы все равно можете позвонить по номеру .speak () с другим звуком:

>>>

  >>> miles.speak ("Гррр")
'Майлз говорит Грр'
  

При наследовании классов следует помнить, что изменения родительского класса автоматически распространяются на дочерние классы.Это происходит до тех пор, пока изменяемый атрибут или метод не переопределен в дочернем классе.

Например, в окне редактора измените строку, возвращаемую функцией .speak () в классе Dog :

 класс  Собака:
    # Остальные атрибуты и методы оставьте как есть

    # Измените строку, возвращаемую .speak ()
    def говорить (сам, звук):
        return f "{self.name} лай: {звук}"
  

Сохраните файл и нажмите F5 . Теперь, когда вы создаете новый экземпляр Bulldog с именем jim , jim.Speak () возвращает новую строку:

>>>

  >>> jim = Бульдог ("Джим", 5)
>>> jim.speak («Гав»)
'Джим лает: Гав'
  

Однако вызов .speak () в экземпляре JackRussellTerrier не покажет новый стиль вывода:

>>>

  >>> miles = JackRussellTerrier ("Мили", 4)
>>> miles.speak ()
'Майлз говорит Арф'
  

Иногда имеет смысл полностью переопределить метод родительского класса.Но в этом случае мы не хотим, чтобы класс JackRussellTerrier потерял любые изменения, которые могут быть внесены в форматирование выходной строки Dog.speak () .

Для этого вам все равно нужно определить метод .speak () для дочернего класса JackRussellTerrier . Но вместо явного определения выходной строки вам нужно вызвать .speak () класса Dog внутри дочернего класса .speak () , используя те же аргументы, которые вы передали JackRussellTerrier.говорить () .

Вы можете получить доступ к родительскому классу из метода дочернего класса, используя super () :

  класс JackRussellTerrier (Собака):
    def Speak (self, sound = "Arf"):
        вернуть супер (). говорить (звук)
  

Когда вы вызываете super (). Speak (sound) внутри JackRussellTerrier , Python ищет в родительском классе Dog метод .speak () и вызывает его с переменной sound .

Обновите dog.py с новым классом JackRussellTerrier . Сохраните файл и нажмите F5 , чтобы вы могли протестировать его в интерактивном окне:

>>>

  >>> miles = JackRussellTerrier ("Мили", 4)
>>> miles.speak ()
Майлз лает: Арф
  

Теперь, когда вы вызываете miles.speak () , вы увидите результат, отражающий новое форматирование в классе Dog .

Примечание: В приведенных выше примерах иерархия классов очень проста.Класс JackRussellTerrier имеет единственный родительский класс - Dog . В реальных примерах иерархия классов может быть довольно сложной.

super () делает гораздо больше, чем просто ищет метод или атрибут в родительском классе. Он просматривает всю иерархию классов в поисках соответствующего метода или атрибута. Если вы не будете осторожны, super () может дать удивительные результаты.

Проверьте свое понимание

Разверните блок ниже, чтобы проверить свое понимание:

Создайте класс GoldenRetriever , который наследуется от класса Dog .Присвойте аргументу sound функции GoldenRetriever.speak () значение по умолчанию «Bark» . Используйте следующий код для родительского класса Dog class:

 класс  Собака:
    разновидности = "Canis knownis"

    def __init __ (я, имя, возраст):
        self.name = имя
        self.age = возраст

    def __str __ (сам):
        return f "{self.name} {self.age} лет"

    def говорить (сам, звук):
        return f "{self.name} говорит {звук}"
  

Вы можете развернуть блок ниже, чтобы увидеть решение:

Создайте класс с именем GoldenRetriever , который наследуется от класса Dog и переопределяет класс .Speak () метод:

  класс GoldenRetriever (Собака):
    def Speak (self, sound = "Лай"):
        вернуть супер (). говорить (звук)
  

Параметр sound в GoldenRetriever.speak () получает значение по умолчанию «Лай» . Затем super () используется для вызова метода .speak () родительского класса с тем же аргументом, переданным в sound , что и метод .speak () класса GoldenRetriever .

Заключение

Из этого руководства вы узнали об объектно-ориентированном программировании (ООП) на Python. Большинство современных языков программирования, таких как Java, C # и C ++, следуют принципам ООП, поэтому полученные здесь знания будут применимы независимо от того, куда приведет ваша карьера программиста.

В этом руководстве вы узнали, как:

• Определите класс , который является своего рода схемой для объекта
• Создать экземпляр объекта из класса
• Используйте атрибуты и методы для определения свойств и поведения объекта
• Используйте наследование для создания дочерних классов из родительского класса
• Ссылка на метод родительского класса с помощью super ()
• Проверить, наследуется ли объект от другого класса, используя isinstance ()

Если вам понравилось то, что вы узнали из этого примера из книги Основы Python: Практическое введение в Python 3 , то обязательно прочтите оставшуюся часть книги.

классов - вопросы и ответы по объектно-ориентированному программированию

Этот набор объектно-ориентированного программирования (ООП) с использованием C ++ вопросов и ответов с множественным выбором (MCQ) фокусируется на «классах».

1. Что из перечисленного не относится к классу?
a) Абстрактный класс
b) Окончательный класс
c) Начальный класс
d) Строковый класс
Просмотр ответа

Ответ: c
Объяснение: В общем предоставляется только 9 типов классов, а именно абстрактный, конечный, изменяемый, оболочка , анонимный, ввод-вывод, строка, система, сеть.Мы можем дополнительно разделить классы на родительский класс и подкласс, если используется наследование.

2. Класс передан _______
a) Значение
b) Ссылка
c) Значение или ссылка, в зависимости от программы
d) Копировать
Просмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Классы передаются по ссылке, а структуры передаются по копии. Это не зависит от программы.

3. Что такое спецификатор доступа по умолчанию для членов данных или функций-членов, объявленных в классе без какого-либо спецификатора в C ++?
a) Частный
b) Защищенный
c) Открытый
d) Зависит от компилятора
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: члены данных и функции-члены являются частными по умолчанию в классах C ++, если ни один из спецификаторов доступа не является использовал.На самом деле это сделано для повышения конфиденциальности данных.

4. Какой комментарий к следующему определению класса является наиболее подходящим?

 класс Студент
{
    int a;
    public: float a;
}; 

a) Ошибка: одно и то же имя переменной нельзя использовать дважды
b) Ошибка: сначала должно быть публичное
c) Ошибка: типы данных для одной и той же переменной разные
d) Это правильно
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Одна и та же переменная не может быть определена дважды в одной и той же области.Даже если типы данных разные, имя переменной должно быть другим. Не существует правила, согласно которому публичный член должен быть первым или последним.

5. Какой класс называется универсальным?
a) Абстрактный класс
b) Конечный класс
c) Шаблонный класс
d) Эффективный код
Просмотр ответа

Ответ: c
Объяснение: классы шаблонов известны как общие классы, потому что они могут использоваться для любого значения типа данных и один и тот же класс может использоваться для всех переменных с разными типами данных.

6. Размер класса _____________
a) Сумма размера всех переменных, объявленных внутри класса
b) Сумма размера всех переменных вместе с унаследованными переменными в классе
c) Размер наибольшего размера переменной
d) Классы не имеют размера
Посмотреть ответ

Ответ: d
Объяснение: Классы не имеют никакого размера, фактически размер объекта класса может быть определен. Это делается только тогда, когда объект создается и вызывается его конструктор.

7. Какой класс может иметь функции-члены без их реализации?
a) Класс по умолчанию
b) Строковый класс
c) Шаблонный класс
d) Абстрактный класс
Просмотр ответа

Ответ: d
Объяснение: Абстрактные классы могут иметь функции-члены без реализации, тогда как наследующие подклассы должны реализовывать эти функции.

8. Что из перечисленного описывает класс друзей?
a) Класс Friend может получить доступ ко всем закрытым членам класса, из которых он является другом
b) Класс Friend может получить доступ только к защищенным членам класса, из которых он является другом
c) Класс Friend не имеет любая реализация
d) Класс-друг не может получить доступ к любому члену данных другого класса, но может использовать его методы.
Просмотр ответа

Ответ: a
. Объяснение: Класс-друг может получить доступ ко всем частным членам другого класса, из которых он друг.Это специальный класс, предоставляемый для использования, когда вам нужно повторно использовать данные класса, но вы не хотите, чтобы этот класс имел эти специальные функции.

9. Какова область действия класса, вложенного в другой класс?
a) Защищенная область
b) Частная область
c) Глобальная область
d) Зависит от спецификатора доступа и используемого наследования
Просмотр ответа

Ответ: d
Объяснение: Это зависит от спецификатора доступа и типа наследования, используемого с class, потому что если класс унаследован, то вложенный класс также может использоваться подклассом, если он не частного типа.

10. Класс с функцией main () может быть унаследован.
a) Верно
b) Неверно
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Класс, содержащий основную функцию, может быть унаследован, и, следовательно, программа может быть выполнена с использованием имен производных классов также в java.

11. Что из следующего неверно для функции-члена класса?
a) Все функции-члены должны быть определены
b) Функции-члены могут быть определены внутри или вне тела класса
c) Функции-члены не нужно объявлять внутри определения класса
d) Функции-члены могут быть объединены с другим классом с помощью friend keyword
Просмотреть ответ

Ответ: c
Объяснение: Функции-члены должны быть объявлены внутри тела класса, хотя определение может быть дано вне тела класса.Невозможно объявить функции-члены вне класса.

12. Какой синтаксис определения класса неверен?
а) одноклассник {};
б) студенческий класс {};
c) ученик класса {public: student (int a) {}};
г) ученик класса {ученик (int a) {}};
Посмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Класс ключевого слова должен быть первым. Имя класса должно стоять после ключевого слова class. Определение параметризованного конструктора зависит от программиста, поэтому его также можно оставить пустым.

13. Какие из следующих пар похожи?
a) Класс и объект
b) Класс и структура
c) Структура и объект
d) Структура и функции
Просмотр ответа

Ответ: b
Объяснение: Класс и структура похожи друг на друга. Единственное существенное отличие состоит в том, что у структуры нет функций-членов, тогда как у класса могут быть как члены-данные, так и функции-члены.

14. Что из следующего неверно для характеристик класса?
a) Классы могут / не могут иметь как элементы данных, так и функции-члены
b) Определение класса должно заканчиваться двоеточием
c) Класс может иметь только функции-члены без элементов данных
d) Класс аналогичен объединению и структурам
Просмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Определение класса должно заканчиваться точкой с запятой, а не двоеточием.В теле класса могут быть только функции-члены без членов-данных.

15. Экземпляр какого типа класса не может быть создан?
a) Анонимный класс
b) Вложенный класс
c) Родительский класс
d) Абстрактный класс
Просмотреть ответ

Ответ: d
Объяснение: Экземпляр абстрактного класса не может быть создан, поскольку он не будет иметь собственного конструктора , следовательно, при создании экземпляра класса он не может инициализировать члены объекта. Фактически класс, наследующий абстрактный класс, может иметь свой экземпляр, потому что он будет иметь реализацию всех членов.

Sanfoundry Global Education & Learning Series - Объектно-ориентированное программирование (ООП).

Чтобы попрактиковаться во всех областях объектно-ориентированного программирования (ООП) с использованием C ++, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с множественным выбором .

Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

Class - Python для вас и меня 0.4.beta1 документация

Классы и объекты являются частью идеи программирования, также известной как объектно-ориентированная.
программирование. Здесь
данные и функции, работающие с данными, остаются вместе (мы называем их
функции как методы в объектах). Симула - это
первый язык, на котором были представлены эти идеи. Java и C ++ - два наиболее известных
объектно-ориентированные языки программирования в школах.

Ваш первый класс

Прежде чем писать свой первый урок, вы должны знать синтаксис.Мы определяем класс следующим образом.

 имя классаofheclass (parent_class):
    заявление1
    заявление2
    заявление3
 

В операторах вы можете написать любой оператор Python, вы можете определять функции (которые мы называем методами класса).

 >>> класс MyClass (объект):
... а = 90
... Ь = 88
...
>>> p = MyClass ()
>>> p
<__ main __. экземпляр MyClass по адресу 0xb7c8aa6c>
 

В приведенном выше примере вы можете видеть, что сначала мы объявляем класс с именем MyClass, записывая несколько случайных операторов внутри этого класса.После определения класса мы создаем объект p класса MyClass. Если вы сделаете dir на этом

 >>> dir (p)
['__doc__', '__module__', 'a', 'b']
 

вы можете увидеть внутри него переменные a и b .

__init__ метод

__init__ - это специальный метод в классах Python, это метод конструктора для класса. В следующем примере вы можете увидеть, как его использовать.

 класс Студент (объект):
    "" "
    Возвращает объект Student с заданным именем, ветвью и годом."" "
    def __init __ (я, имя, ветка, год):
            self.name = имя
            self.branch = филиал
            self.year = год
            print («Создан объект ученика.»)

    def print_details (сам):
        "" "
        Распечатывает данные об ученике.
        "" "
        print ("Имя:", self.name)
        print ("Branch:", self.branch)
        print ("Год:", self.year)
 

__init__ вызывается всякий раз, когда создается объект класса. Это значит
когда бы мы ни создавали объект ученика, мы увидим сообщение «Ученик
объект создан »в приглашении.Вы можете увидеть первый аргумент метода
сам . Это специальная переменная, которая указывает на текущий объект (например,
это на C ++). Объект неявно передается каждому методу, доступному в
это, но мы должны получить его явно в каждом методе при написании
методы. Пример показан ниже. Не забудьте объявить все возможные атрибуты
в самом методе __init__ . Даже если вы не используете их сразу,
вы всегда можете присвоить им значение Нет .

 >>> std1 = Студент ()
Отслеживание (последний вызов последний):
Файл "", строка 1, в 
TypeError: __init __ () принимает ровно 4 аргумента (1 задан)
>>> std1 = Студент ('Кушал', 'CSE', '2005')
Студенческий объект создан
 

В этом примере сначала мы попытались создать объект Student без передачи каких-либо аргументов, и интерпретатор Python пожаловался, что он принимает ровно 4 аргумента, но получил только один (себя). Затем мы создали объект с правильными значениями аргументов, и из напечатанного сообщения легко понять, что метод __init__ был вызван как метод конструктора.

Теперь вызовем метод print_details () .

 >>> std1.print_details ()
Имя: Кушал
Филиал: CSE
Год: 2005
 

Примечание

__init__ произносится как dunder init, все функции с двойным подчеркиванием в начале и в конце
произносится таким образом. Пример: dunder str или dunder repr.

Уникальные переменные уровня класса

Все значения хранятся в экземпляре через self. - это данные внутри
пример.Каждый экземпляр класса может иметь разные значения для данного
атрибут (все, что мы получаем через., также известно как атрибут). Но когда мы
определить переменную на уровне класса, которая одинакова для всех объектов. В
В следующем примере мы определяем класс с именем Point , а также у нас есть
специальная переменная уровня класса, названная в ней стилем . После того как мы создадим 2 объекта
типа Point , мы видим, что оба имеют одинаковый атрибут class style
и изменение на уровне класса также меняет все объекты.

 класс Point:
   

    def __init __ (self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

p1 = точка (10, 10)
p2 = точка (100, 100)
для p в [p1, p2]:
    print (f "Объект {p} имеет значение стиля = {p.style}")

Point.style = "работа"
для p в [p1, p2]:
    print (f "Объект {p} имеет значение стиля = {p.style}")
 

Выход:

 Объект <__ main __. Объект Point в 0x10de37210> имеет значение стиля = fun
Объект <__ main __. Point объект по адресу 0x10de0bb50> имеет значение стиля = удовольствие
Объект <__ main__.Объект точки в 0x10de37210> имеет значение стиля = работа
Объект <__ main __. Point объект по адресу 0x10de0bb50> имеет значение стиля = работа
 

__repr__ метод

__repr__ - это специальный метод, используемый функцией print для отображения
представление объекта. Мы можем использовать то же самое, чтобы сделать наш объект Point
выглядят лучше как вывод на печать.

 класс Point:
   

    def __init __ (self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr __ (сам):
        return f " "

p1 = точка (10, 10)
p2 = точка (100, 100)
для p в [p1, p2]:
    print (f "Объект {p}")
 

На выходе:

 Объект <Точка x = 10 y = 10>
Объект <Точка x = 100 y = 100>
 

Наследование

В общем, мы, люди, всегда знаем о наследовании. В программировании это
почти то же самое. Когда класс наследует другой класс, он наследует все функции
(как переменные и методы) родительского класса. Это помогает повторно использовать коды.

В следующем примере мы сначала создаем класс с именем Person и создаем два
подклассы Студент и Учитель.Поскольку оба класса унаследованы от
Класс Person, у них будут все методы класса Person и будут новые методы и
переменные для своих целей.

student_teacher.py

 #! / Usr / bin / env python3

класс Person (объект):
    "" "
    Возвращает объект Person с заданным именем.

    "" "
    def __init __ (я, имя):
        self.name = имя

    def get_details (сам):
        "Возвращает строку, содержащую имя человека"
        вернуть self.name


класс Студент (Человек):
    "" "
    Возвращает объект Student, принимает 3 аргумента, имя, ветвь, год."" "
    def __init __ (я, имя, ветка, год):
        super () .__ init __ (имя)
        self.branch = филиал
        self.year = год

    def get_details (сам):
        «Возвращает строку, содержащую данные студента».
        return "% s изучает% s и находится в% s году". % (self.name, self.branch, self.year)


классный учитель (человек):
    "" "
    Возвращает объект `` Учитель '', принимает список строк (список статей) как
    аргумент.
    "" "
    def __init __ (я, имя, документы):
        супер().__init __ (имя)
        self.papers = документы

    def get_details (сам):
        return "% s учит% s"% (self.name, ','. join (self.papers))


person1 = Человек ('Sachin')
student1 = Студент ('Кушал', 'CSE', 2005)
учитель1 = Учитель ('Прашад', ['C', 'C ++'])

печать (person1.get_details ())
печать (студент1.get_details ())
печать (учитель1.get_details ())
 

На выходе:

 $ ./student_teacher.py
Сачин
Кушал учится в CSE и находится в 2005 году.
Прашад преподает C, C ++
 

В этом примере вы можете увидеть, как мы вызвали метод __init__ родительского
class, используя super () в методе __init__ классов Student и Teacher.Мы также повторно реализовали метод get_details () класса Person в обоих приложениях Student.
и класс учителя. Итак, когда мы вызываем метод get_details () на
Объект учитель1, который он возвращает на основе самого объекта (который принадлежит учителю
class) и когда мы вызываем get_details () для объекта student1 или person1, он
возвращает на основе метода get_details () , реализованного в собственном классе.

Когда класс наследует другой класс, дочерний класс также известен как
экземпляр родительского класса.Вот пример, основанный на вышеупомянутом классе.

`Python
isinstance (студент1, человек)
Правда
`

Множественное наследование

Один класс может наследовать более одного класса. Он получает доступ ко всем методам и переменным родительских классов. Общий синтаксис:

 класс MyClass (Parentclass1, Parentclass2, ...):
    def __init __ (сам):
        Parentclass1 .__ init __ (сам)
        Parentclass2 .__ init __ (сам)
        ...
        ...
 

Инкапсуляция в Python

Инкапсуляция - это способ предоставить подробную информацию о том, как можно получить доступ к данным.В
Python у нас есть инкапсуляция как стиль программирования, который отличается от
многие другие языки программирования. Например, мы используем начальный _ перед любым
имя переменной, чтобы сказать, что это частная. Таким образом, если разработчик хочет, они
может иметь другую переменную с аналогичным именем в дочернем классе.

 класс Person ():
    "" "
    Возвращает объект Person с заданным именем.

    "" "
    def __init __ (я, имя):
        self._name = имя

def get_details (сам):
    "Возвращает строку, содержащую имя человека"
    вернуть себя._имя


класс Child (Человек):
    def __init __ (я, имя):
        super () .__ init __ (имя)

    def tell (self):
        print (f "Имя {self._name}")

c = Ребенок ("кушал")
c.tell ()
 

На выходе:

Вы можете видеть, что у нас все еще есть доступ к атрибуту _name . Но мы позволяем
разработчик знает, что _name - частный атрибут. Если вы хотите сделать
убедитесь, что к атрибуту нельзя получить доступ непосредственно в дочернем классе, вы
можно использовать __ перед именем атрибута.Он использует так называемое имя
искажение _ .

Удаление объекта

Поскольку мы уже знаем, как создать объект, теперь мы собираемся посмотреть, как удалить объект Python. Для этого мы используем del .

 >>> s = "Я тебя люблю"
>>> дель с
>>> с
Отслеживание (последний вызов последний):
Файл "", строка 1, в 
NameError: имя 's' не определено
 

del фактически уменьшает количество ссылок на единицу.Когда счетчик ссылок объекта становится равным нулю, сборщик мусора удаляет этот объект.

Геттеры и сеттеры в Python

Один простой ответ, не надо. Если вы переходите с других языков (читайте Java), вас соблазнит
использовать геттеры или сеттеры во всех ваших классах. Пожалуйста, не надо. Просто используйте атрибуты напрямую.
Ниже показан прямой пример.

 >>> Студент класса (объект):
... def __init __ (я, имя):
... self.name = имя
...
>>> std = Студент ("Кушал Дас")
>>> печать (std.name)
Кушал Дас
>>> std.name = "Python"
>>> печать (std.name)
Python
 

Недвижимость

Если вам нужен более точный контроль над доступом к атрибутам данных, вы можете использовать свойства.
В следующем примере банковского счета мы убедимся, что никто не может установить
стоимость денег на отрицательную, а также собственность под названием INR даст нам значения INR
доллары на счету.

 #! / Usr / bin / env python3

класс Account (объект):
    "" "Класс Account,
    Сумма в долларах.
    "" "
    def __init __ (self, rate):
        self .__ amt = 0
        self.rate = рейтинг

    @имущество
    сумма определения (самостоятельно):
        «Количество денег на счету»
        вернуть себя .__ amt

    @имущество
    def inr (self):
        «Дает сумму в индийских рупиях».
        вернуть self .__ amt * self.rate

    @ amount.setter
    def amount (self, value):
        если значение <0:
            print ("К сожалению, на счету нет отрицательной суммы.")
            возвращаться
        self .__ amt = значение

если __name__ == '__main__':
    acc = Account (rate = 61) # На основе сегодняшней стоимости INR :(
    acc.amount = 20
    print ("Сумма в долларах:", соотв.)
    print ("In INR:", acc.inr)
    acc.amount = -100
    print ("Сумма в долларах:", соотв.)
 

Выход:

 $ python property.py
Сумма в долларах: 20
В индийских рупиях: 1220
К сожалению, на счету нет отрицательной суммы.
Сумма в долларах: 20
 

Специальные методы dunder в классах

Ниже мы увидим некоторые специальные методы Dunder (методы с двойным
подчеркивания __ до и после имени, например: __init__ , мы называем это
dunder init ).

__len__ метод

Dunder len - это метод, используемый функцией len для определения длины любого
итератор или аналогичные объекты. Он должен вернуть целое число. Функция len
проверяет, является ли возвращаемое значение целым числом или нет.

 класс Foo:
    "Пример класса для __len__"
    def __init __ (self, length = 5):
        self.length = 5

    def __len __ (сам):
        вернуть self.length


f = Foo ()
длина = len (f)
print (f "Длина объекта f равна {length}")
 

На выходе:

 $ код python3 / lenexample.ру
Длина объекта f 5
 

__contains__ метод

Этот метод помогает нам использовать в с нашими объектами. Например, если мы хотим
сопоставить «kushal» в studnet1 как True , мы реализуем метод __contains__
в нашем классе.

 класс Студент (человек):
    "" "
    Возвращает объект Student, принимает 3 аргумента, имя, ветвь, год.

    "" "
    def __init __ (я, имя, ветка, год):
        super () .__ init __ (имя)
        себя.branch = филиал
        self.year = год

    def get_details (сам):
        «Возвращает строку, содержащую данные студента».
        return "% s изучает% s и находится в% s году". % (self.name, self.branch, self.year)

    def __contains __ (я, имя):
        вернуть self._name == name


student1 = Студент («кушал», «cse», 2005 г.)

print ("кушал" в student1)
print ("sachin" в student1)
 

__new__ метод

__new__ - особый метод. Когда мы создаем экземпляр класса,
внутри сначала вызывается этот метод, а затем вызывается __init__
возвращенный объект.Он принимает класс в качестве первого аргумента. В следующих
Например, мы снова используем наш класс Point .

 p = Point .__ new __ (Point, 2, 3)
стр .__ init __ (2, 3)
печать (p)

<Точка x = 2 y = 3>
 

Создание нового диспетчера контекста

Вы помните с выпиской из главы файлов ? Где мы использовали
диспетчер контекста, чтобы убедиться, что файл закрыт после того, как мы закончили? В
тот же стиль используется во многих местах, где мы хотим очистить ресурсы
после того, как работа сделана; иногда мы хотим вызвать дополнительные функции, когда мы
Готово.Мы можем написать собственный менеджер контекста в нашем классе, используя __enter__ и
__exit__ методов.

Например, мы создадим новый класс с именем TimeLog , который, в свою очередь, будет
создайте файл с именем tmpdata.txt в текущем каталоге для регистрации времени
этот диспетчер контекста создается и когда это делается.

 время импорта

класс TimeLog:

    def __init __ (сам):
        self.fobj = Нет

    def __enter __ (сам):
        self.fobj = open ("tmpdata.txt "," w ")
        self.fobj.write (f "Вход в {time.time ()} \ n")

    def __exit __ (self, ty, value, tb):
        self.fobj.write (f "Сделано в {time.time ()} \ n")
        self.fobj.close ()
        self.fobj = Нет


с TimeLog () как tl:
    а = [1, 2, 3]
    печать (а)
 

Вывод в файл tmpdata.txt .

 Вход в 15
277.323565
Совершено на 15
277.3238761
 

Позже в этой книге мы изучим еще более простые методы создания менеджеров контекста.

Глубоко внутри

Если мы заглянем внутрь наших определений классов, мы найдем словарь в центре.Давайте рассмотрим это подробнее на следующем примере.

 класс Пользователь:
    def __init __ (self, name, uid, gid, home, sudo):
        self.name = имя
        self.uid = uid
        self.gids = [gid,]
        self.home = дом
        self.sudo = sudo

    def can_sudo (сам):
        вернуть self.sudo

u = Пользователь ("kdas", 1000, 1000, "/ home / kdas", True)
pprint (u .__ dict__)

{'gids': [1000],
 'home': '/ home / kdas',
 'name': 'kdas',
 'sudo': Верно,
 'uid': 1000}
 

Все атрибуты, которые мы определили через self в методе __init__ , хранятся в
словарь __dict__ внутри каждого экземпляра.Когда мы пытаемся получить доступ к любому из
эти атрибуты, Python сначала просматривает этот словарь объекта, а затем
также в __dict__ самого класса.

 >>> pprint (Пользователь .__ dict__)
mappingproxy ({'__ dict__': <атрибут '__dict__' объектов 'Пользователь'>,
              '__doc__': нет,
              '__init__': <функция User .__ init__ at 0x7fa8c6f1bd40>,
              '__module__': '__main__',
              '__weakref__': <атрибут '__weakref__' объектов 'Пользователь'>,
              'can_sudo': <Пользователь функции.can_sudo в 0x7fa8c6f3e3b0>})
 

Когда мы пытаемся получить доступ к любому атрибуту через . , Python сначала проверяет
__getattribute__ , чтобы просмотреть __dict__ . Если ключ не может быть найден,
он пытается вызвать метод __getattr__ для объекта.

 класс Магия:
    def __init __ (сам):
        self.name = "магия"

    def __getattr __ (self, attr):
        вернуть attr.upper ()
 

Теперь, если мы попытаемся использовать этот класс Magic , мы сможем получить доступ к любому случайному атрибуту, даже если он не существует.

 ❯ python3 -i deepinsideobjects.py
>>> m = Магия ()
>>> m.name
'магия'
>>> m.what_is_this_magic
"ЧТО_IS_THIS_MAGIC"
>>> м.это
'ЭТО'
>>> м.привет
'ПРИВЕТ'
 

Используя тот же подход, который мы использовали, для доступа к данным, хранящимся внутри
другой объект нашего класса, мы также можем реализовать метод __setattr__ ,
который используется для установки значения любого атрибута.

 класс Пользователь:

    def __init __ (self, name, uid, gid, home, sudo):
        себя.__dict __ ["_ internal"] = {"name": name, "uid": uid, "gids": [gid,], "home": home, "sudo": sudo}

    def can_sudo (сам):
        вернуть self._internal ["sudo"]

    def __getattr __ (self, attr):
        print (f "Доступ к атрибуту: {attr}")
        вернуть self._internal [attr]

    def __setattr __ (self, attr, value):
        print (f "Установка атрибута {attr} на {значение}")
        self._internal [attr] = значение


u = Пользователь ("kdas", 1000, 1000, "/ home / kdas", True)
 

Когда мы пытаемся получить доступ к любому атрибуту объекта или , мы можем увидеть следующее.

 ❯ python3 -i deepinsideobjects.py
>>> u.name
Доступ к attr: name
'kdas'
>>> u.uid
Доступ к attr: uid
1000
>>> u.can_sudo ()
Правда
 

Существует также метод __delattr__ для удаления любого атрибута экземпляра. Чувствовать
бесплатно добавить его в класс выше и посмотреть, как он себя ведет.

.