Python中类(class)的使用方法

这篇文章介绍了Python中类(class)的使用方法，分享给大家做个参考，收藏Python资料网收获更多编程知识

  在Python中，面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种编程范式或编程风格，它使用“对象”来设计应用程序和程序。面向对象的主要概念包括类、对象、继承、封装和多态，这里主要介绍下Python中关于类(Class)的操作。

在Python中，类是创建对象的蓝图或模板，类定义了对象的属性和方法，对象是类的实例。这里使用了埃里克.马瑟斯著的《Python编程：从入门到实践》中的小节练习作为案例 

1.创建和使用类

在Python中使用class关键字来定义类。

练习题1：餐馆

  创建一个一个名为Restaurant的类，为其方法__init__()设置属性restaurant_name和cuisine_type。创建一个名为describe_restaurant()的方法和一个名为open_restaurant()的方法，前者打印前述两项信息，而后者打印一条消息，指出餐馆正在营业。 根据这个类创建一个名为restaurant的实例，分别打印其两个属性，再调用前述两个方法。

"""
创建一个名为Restaurant的类,
为其方法__init__()设置属性restaurant_name和cuisine_type。
"""
class Restaurant:  
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):  
        self.restaurant_name = restaurant_name  
        self.cuisine_type = cuisine_type  
    
    """
    创建一个名为describe_restaurant()的方法和一个名为open_restaurant()的方法，
    前者打印前述两项信息，而后者打印一条消息，指出餐馆正在营业。
    """
    def describe_restaurant(self):   
        print(f"{self.restaurant_name}")  
        print(f"{self.cuisine_type}")  
  
    def open_restaurant(self):  
        print(f"{self.restaurant_name}")  
  
# 根据Restaurant类创建一个名为restaurant的实例  
restaurant = Restaurant("老八餐厅", "奥利给")  
  
# 分别打印其两个属性  
print(f"{restaurant.restaurant_name}")  
print(f"{restaurant.cuisine_type}")  
  
# 调用describe_restaurant()方法  
restaurant.describe_restaurant()  
  
# 调用open_restaurant()方法  
restaurant.open_restaurant()

练习题2：三家餐馆

  根据习题1编写的类创建三个实例，并对每个实例调用方法describe_restaurant()。

# 调用习题1中创建的Restaurant类
from 餐馆 import Restaurant

# 创建三个Restaurant类的实例  
restaurant1 = Restaurant("老八餐厅", "奥利给")  
restaurant2 = Restaurant("老八大餐", "奥利给")  
restaurant3 = Restaurant("老八天堂", "奥利给")  
  
# 对每个实例调用describe_restaurant()方法  
restaurant1.describe_restaurant()  
restaurant2.describe_restaurant()  
restaurant3.describe_restaurant()

习题3：用户

  创建一个名为User的类，其中包含属性first_name和last_name，以及用户简介通常会存储的其他几个属性。在类User中定义一个名为describe_user()的方法，用于打印用户信息摘要。再定义一个名为greet_user()的方法，用于向用户发出个性化的问候。 创建多个表示不同用户的实例，并对每个实例调用上述两个方法。

class User:  
  
    def __init__(self, first_name, last_name):  
        self.first_name = first_name  
        self.last_name = last_name  
  
    def describe_user(self):  
        print(f"欢迎 {self.first_name} {self.last_name} 来到老八餐厅！")  
  
    def greet_user(self):  
        print(f"你好，{self.first_name} {self.last_name}！祝您用餐愉快！")  
  

user1 = User("张三", "李四")  
user2 = User("王五", "赵六")  
user3 = User("孙七", "周八")  
  
# 对每个实例调用describe_user()和greet_user()方法  
users = [user1, user2, user3]  
for user in users:  
    user.describe_user()  
    user.greet_user()      
    print() 

2.使用类和实例 

当定义了一个类时，可以创建它的实例，并访问它的属性和方法

习题4：就餐人数
  在为完成练习1而编写的程序中，添加一个名为number_served的属性，并将其默认值设置为0。根据这个类创建一个名为restaurant的实例。打印有多少人在这家餐馆就餐过，然后修改这个值并再次打印它。 添加一个名为set_number_served()的方法，让你能够设置就餐人数。调用这个方法并向它传递一个值，然后再次打印这个值。 添加一个名为increment_number_served()的方法，让你能够将就餐人数递增。调用这个方法并向它传递一个这样的值：你认为这家餐馆每天可能接待的就餐人数。

# 在 餐厅.py 上进行修改
class Restaurant:    
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):    
        self.restaurant_name = restaurant_name    
        self.cuisine_type = cuisine_type    
        self.number_served = 0  
    
    def describe_restaurant(self):     
        print(f"餐厅名称: {self.restaurant_name}")    
        print(f"菜系类型: {self.cuisine_type}")    
        
    def set_number_served(self, number):  
        self.number_served = number  
        print(f"在 {self.restaurant_name} 就餐的人数已设置为: {self.number_served}")  
    
    def increment_number_served(self, increment_by):  
        self.number_served += increment_by  
        print(f"在 {self.restaurant_name} 就餐的人数已增加 {increment_by} 人，当前总人数: {self.number_served}")  
    
    def get_number_served(self):  
        print(f"至今已有 {self.number_served} 人在 {self.restaurant_name} 用餐。")  
    
# 根据Restaurant类创建一个名为restaurant的实例    
restaurant = Restaurant("老八餐厅", "奥利给")    
    
# 分别打印其两个属性    
print(f"餐厅名称: {restaurant.restaurant_name}")    
print(f"菜系类型: {restaurant.cuisine_type}")    
    
# 调用方法    
restaurant.describe_restaurant()        
restaurant.get_number_served()   
restaurant.set_number_served(20)  
restaurant.get_number_served()    
restaurant.increment_number_served(5)  
restaurant.get_number_served()

习题5：尝试登录次数

  在为完成练习3而编写的User类中，添加一个名为login_attempts的属性。编写一个名为increment_login_attempts()的方法，将属性login_attempts的值加1。再编写一个名为reset_login_attempts()的方法，将属性login_attempts的值重置为0。 根据User类创建一个实例，再调用方法increment_login_attempts()多次。打印属性login_attempts的值，确认它被正确地递增。然后，调用方法reset_login_attempts()，并再次打印属性login_attempts的值，确认它被重置为0。

# 在 用户.py 上进行修改
class User:    
    def __init__(self, first_name, last_name):    
        self.first_name = first_name    
        self.last_name = last_name    
        self.login_attempts = 0 
    
    def describe_user(self):    
        print(f"欢迎 {self.first_name} {self.last_name} 来到老八餐厅！")    
    
    def greet_user(self):    
        print(f"你好，{self.first_name} {self.last_name}！祝您用餐愉快！")    
    
    def increment_login_attempts(self):  
        self.login_attempts += 1  
    
    def reset_login_attempts(self):  
        self.login_attempts = 0  
    
    def print_login_attempts(self):  
        print(f"{self.first_name} {self.last_name} 的登录尝试次数: {self.login_attempts}")  
    
# 创建实例  
user1 = User("老八", "八妹")    
    
# 调用increment_login_attempts()方法多次  
user1.increment_login_attempts()  
user1.increment_login_attempts()  
user1.increment_login_attempts()   
# 打印login_attempts的值
user1.print_login_attempts()  
# 调用reset_login_attempts()方法  
user1.reset_login_attempts()  
# 再次打印login_attempts的值，确认它已经重置为0  
user1.print_login_attempts()  

3.继承

在Python中，一个类可以继承另一个类的属性和方法，被称为继承。被继承的类称为父类（或基类），继承的类称为子类（或派生类）。 

习题6：冰激凌小店

  冰激凌小店是一种特殊的餐馆。编写一个名为IceCreamStand的类，让它继承为完成练习9-1或练习9-4而编写的Restaurant类。这两个版本的Restaurant类都可以，挑选你更喜欢的那个即可。添加一个名为flavors的属性，用于存储一个由各种口味的冰激凌组成的列表。编写一个显示这些冰激凌的方法。创建一个IceCreamStand实例，并调用这个方法。

# 修改自 餐馆.py
class Restaurant:  
    def __init__(self, restaurant_name, cuisine_type):  
        self.restaurant_name = restaurant_name  
        self.cuisine_type = cuisine_type  
  
    def describe_restaurant(self):  
        print(f"餐厅名称: {self.restaurant_name}")  
        print(f"菜式类型: {self.cuisine_type}")  
   
# 继承Restaurant类  
class IceCreamStand(Restaurant):  
    def __init__(self, restaurant_name, flavors):  
        # 调用父类的初始化方法  
        super().__init__(restaurant_name, "冰淇淋")  
        # 添加flavors属性  
        self.flavors = flavors  
  
    def display_flavors(self):  
        print(f"{self.restaurant_name} 的冰淇淋口味:")  
        for flavor in self.flavors:  
            print(f"- {flavor}")  
  
# 创建一个IceCreamStand实例
ice_cream_stand = IceCreamStand("老八之家", ["臭豆腐味", "火鸡面味", "大辣椒味", "朱老六味"])  
  
# 调用父类继承的方法  
ice_cream_stand.describe_restaurant()  
  
# 调用新添加的方法来显示冰淇淋口味  
ice_cream_stand.display_flavors()  

习题7：管理员 

  管理员是一种特殊的用户。编写一个名为Admin的类，让它继承为完成练习3或练习5而编写的User类。添加一个名为privileges的属性，用于存储一个由字符串（如"can add post"、"can delete post"、"can ban user"等）组成的列表。编写一个名为show_privileges()的方法，显示管理员的权限。创建一个Admin实例，并调用这个方法。

from 用户 import User

# 继承User类创建Admin类  
class Admin(User):  
    def __init__(self, first_name, last_name):  
        super().__init__(first_name, last_name)  # 调用父类的构造函数  
        self.privileges = [  # 添加privileges属性  
            "can add post",  
            "can delete post",  
            "can ban user"  
        ]  
      
    # 添加show_privileges方法  
    def show_privileges(self):  
        print(f"{self.first_name} {self.last_name} 的权限有：")  
        for privilege in self.privileges:  
            print(f"- {privilege}")  
  
# 创建一个Admin实例并调用方法  
admin = Admin("管理员", "张三")  
admin.describe_user()  
admin.greet_user()      
admin.show_privileges() 

习题8：权限 

编写一个名为Privileges的类，它只有一个属性privileges，其中存储了练习7所述的字符串列表。将方法show_privileges()移到这个类中。在Admin类中，将一个Privileges实例用作其属性。创建一个Admin实例，并使用方法show_privileges()来显示其权限。

class Privileges:  
    def __init__(self):  
        self.privileges = [  
            "can add post",  
            "can delete post",  
            "can ban user"  
        ]  
          
    def show_privileges(self, first_name, last_name):  
        print(f"{first_name} {last_name} 的权限有：")  
        for privilege in self.privileges:  
            print(f"- {privilege}")

class User:  
    def __init__(self, first_name, last_name):  
        self.first_name = first_name  
        self.last_name = last_name  
  
    def describe_user(self):  
        print(f"{self.first_name} {self.last_name}")  
  
    def greet_user(self):  
        print(f"Hello, {self.first_name} {self.last_name}!")  
  
class Admin(User):  
    def __init__(self, first_name, last_name):  
        super().__init__(first_name, last_name)  
        self.privileges = Privileges()  
          
    def show_privileges(self):   
        self.privileges.show_privileges(self.first_name, self.last_name)

admin = Admin("管理员", "张三")  
admin.describe_user()  
admin.greet_user()  
admin.show_privileges()

习题9：电瓶升级

在书中有一份electric_car.py文件，我这里直接进行了修改，给Battery类添加一个名为upgrade_battery()的方法。该方法检查电瓶容量，如果不是100，就将其设置为100。创建一辆电瓶容量为默认值的电动汽车，调用方法get_range()，然后对电瓶进行升级，并再次调用get_range()。你将看到这辆汽车的续航里程增加了。

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def get_descriptive_name(self):
        long_name = f"{self.year}{self.make}.{self.model}"
        return long_name.title()
    
    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it.")

    def update_odometer(self, mileage):
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print("You can't roll back an odometer!")
        
    def increment_odometer(self, miles):
        self.odometer_reading += miles

class Battery:
    def __init__(self, battery_size=75):
        self.battery_size = battery_size

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")

    def get_range(self):
        if self.battery_size == 75:
            range = 260
        elif self.battery_size == 100:
            range = 315
        print(f"This car can go about {range} miles on a full charge.")

    def upgrade_battery(self):
        if self.battery_size != 100:
            self.battery_size = 100

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()

    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")

    def fill_gas_tank(self):
        print("This car doesn't need a gas tank!")


my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2019)  
print(my_tesla.get_descriptive_name())  
  
# 调用方法get_range()  
my_tesla.battery.get_range()  
  
# 对电瓶进行升级  
my_tesla.battery.upgrade_battery()  
print(my_tesla.battery.describe_battery())  
  
# 再次调用get_range()  
my_tesla.battery.get_range()

4.导入标准库模块

Python标准库包含了许多有用的模块，这些模块中定义了许多类，可以使用import语句来导入这些模块，并使用其中的类。

习题10：骰子 

创建一个Die类，它包含一个名为sides的属性，该属性的默认值为6。编写一个名为roll_die()的方法，它打印位于1和骰子面数之间的随机数。创建一个6面的骰子再掷10次。 创建一个10面的骰子和一个20面的骰子，再分别掷10次。

from random import randint  
  
class Die: 
    # 按题目要求，建一个Die类，里面有一个默认值为6的sides属性，还有一个roll_die()方法用来摇骰子 
    def __init__(self, sides=6):  
        self.sides = sides  
  
    def roll_die(self):  
        roll = randint(1, self.sides)  
        print(f"Rolling is: {roll}")  
        return roll  
  

die = Die()  
die.roll_die() 

习题11：彩票

  创建一个列表或元组，其中包含10个数和5个字母。从这个列表或元组中随机选择4个数或字母，并打印一条消息，指出只要彩票上是这4个数或字母，就中大奖了。 

import random  
  
GGboy = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 'A', 'B', 'C', 'D', 'E']  

winning_numbers = random.sample(GGboy, 4)  
print(f"彩票号码是 {winning_numbers}。只要彩票上是这4个数或字母就中大奖.")

习题12：彩票分析

  使用一个循环来明白前述彩票大奖有多难中奖。为此，创建一个名为my_ticket的列表或元组，再编写一个循环，不断地随机选择数或字母，直到中大奖为止。请打印一条消息，报告执行循环多少次才中了大奖。 

import random

# 中奖号码和数字字母池、初始化计数器
my_ticket = [1, 2, "a", "c"]
GGboy = [1, 2, 3,  'a', 'b', 'c', 'd']
attempts = 0  
  
while True:  
    attempts += 1  
    selected_numbers = random.sample(GGboy, 4)   
    if all(item in my_ticket for item in selected_numbers):  
        print(f"执行了{attempts}次循环后中大奖,中奖号码是 {selected_numbers}。")  
        break

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