类和对象是面向对象编程的两个主要方面。类创建一个新类型，而对象这个类的 实例 。这类似于你有一个int类型的变量，这存储整数的变量是int类的实例（对象）。

对象可以使用普通的 属于 对象的变量存储数据。属于一个对象或类的变量被称为域。对象也可以使用 属于 类的函数来具有功能。这样的函数被称为类的方法。这些术语帮助我们把它们与孤立的函数和变量区分开来。域和方法可以合称为类的属性。

域有两种类型——属于每个实例/类的对象或属于类本身。它们分别被称为实例变量和类变量。

类使用class关键字创建。类的域和方法被列在一个缩进块中。

self

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称，但是在调用这个方法的时候你不为这个参数赋值，Python会提供这个值。这个特别的变量指对象本身，按照惯例它的名称是self。

虽然你可以给这个参数任何名称，但是 强烈建议 你使用self这个名称——其他名称都是不赞成你使用的。使用一个标准的名称有很多优点——你的程序读者可以迅速识别它，如果使用self的话，还有些IDE（集成开发环境）也可以帮助你。

你一定很奇怪Python如何给self赋值以及为何你不需要给它赋值。举一个例子会使此变得清晰。假如你有一个类称为MyClass和这个类的一个实例MyObject。当你调用这个对象的方法MyObject.method(arg1, arg2)的时候，这会由Python自动转为MyClass.method(MyObject, arg1, arg2)——这就是self的原理了。

这也意味着如果你有一个不需要参数的方法，你还是得给这个方法定义一个self参数。

一个尽可能简单的类如下面这个例子所示。

例11.1 创建一个类

（源文件：code/simplestclass.py）

输出

  2. <__main__.Person instance at 0xf6fcb18c>

它如何工作

我们使用class语句后跟类名，创建了一个新的类。这后面跟着一个缩进的语句块形成类体。在这个例子中，我们使用了一个空白块，它由pass语句表示。

接下来，我们使用类名后跟一对圆括号来创建一个对象/实例。（我们将在下面的章节中学习更多的如何创建实例的方法）。为了验证，我们简单地打印了这个变量的类型。它告诉我们我们已经在main模块中有了一个Person类的实例。

可以注意到存储对象的计算机内存地址也打印了出来。这个地址在你的计算机上会是另外一个值，因为Python可以在任何空位存储对象。

对象的方法

我们已经讨论了类/对象可以拥有像函数一样的方法，这些方法与函数的区别只是一个额外的self变量。现在我们来学习一个例子。

使用对象的方法

例11.2 使用对象的方法 

  1. #!/usr/bin/python
  2. # Filename: method.py
  4. class Person:
  5.     def sayHi(self):
  6.         print 'Hello, how are you?'
  8. p = Person()
  9. p.sayHi()
  11. # This short example can also be written as Person().sayHi()

输出

这里我们看到了self的用法。注意sayHi方法没有任何参数，但仍然在函数定义时有self。

在Python的类中有很多方法的名字有特殊的重要意义。现在我们将学习__init__方法的意义。

__init__方法在类的一个对象被建立时，马上运行。这个方法可以用来对你的对象做一些你希望的 初始化 。注意，这个名称的开始和结尾都是双下划线。

使用init方法

例11.3 使用__init__方法 

  1. # Filename: class_init.py
  3. class Person:
  4.     def __init__(self, name):
  5.         self.name = name
  6.     def sayHi(self):
  7.         print 'Hello, my name is', self.name
  9. p = Person('Swaroop')
  10. p.sayHi()
  12. # This short example can also be written as Person('Swaroop').sayHi()

（源文件：）

输出

  1. $ python class_init.py
  2. Hello, my name is Swaroop

它如何工作

这里，我们把__init__方法定义为取一个参数name（以及普通的参数self）。在这个__init__里，我们只是创建一个新的域，也称为name。注意它们是两个不同的变量，尽管它们有相同的名字。点号使我们能够区分它们。

最重要的是，我们没有专门调用__init__方法，只是在创建一个类的新实例的时候，把参数包括在圆括号内跟在类名后面，从而传递给__init__方法。这是这种方法的重要之处。

现在，我们能够在我们的方法中使用self.name域。这在sayHi方法中得到了验证。

类与对象的方法

我们已经讨论了类与对象的功能部分，现在我们来看一下它的数据部分。事实上，它们只是与类和对象的名称空间 绑定 的普通变量，即这些名称只在这些类与对象的前提下有效。

有两种类型的 域 ——类的变量和对象的变量，它们根据是类还是对象 拥有 这个变量而区分。

类的变量 由一个类的所有对象（实例）共享使用。只有一个类变量的拷贝，所以当某个对象对类的变量做了改动的时候，这个改动会反映到所有其他的实例上。

对象的变量 由类的每个对象/实例拥有。因此每个对象有自己对这个域的一份拷贝，即它们不是共享的，在同一个类的不同实例中，虽然对象的变量有相同的名称，但是是互不相关的。通过一个例子会使这个易于理解。

使用类与对象的变量

例11.4 使用类与对象的变量

（源文件：code/objvar.py）

  2. (Initializing Swaroop)
  3. Hi, my name is Swaroop.
  4. I am the only person here.
  5. (Initializing Abdul Kalam)
  6. Hi, my name is Abdul Kalam.
  7. We have 2 persons here.
  8. Hi, my name is Swaroop.
  9. We have 2 persons here.
  10. Abdul Kalam says bye.
  11. There are still 1 people left.
  12. Swaroop says bye.
  13. I am the last one.

它如何工作

这是一个很长的例子，但是它有助于说明类与对象的变量的本质。这里，population属于Person类，因此是一个类的变量。name变量属于对象（它使用self赋值）因此是对象的变量。

观察可以发现init方法用一个名字来初始化Person实例。在这个方法中，我们让population增加1，这是因为我们增加了一个人。同样可以发现，self.name的值根据每个对象指定，这表明了它作为对象的变量的本质。

记住，你只能使用self变量来参考同一个对象的变量和方法。这被称为 属性参考 。

在这个程序中，我们还看到docstring对于类和方法同样有用。我们可以在运行时使用Person.doc和Person.sayHi.doc来分别访问类与方法的文档字符串。

当对象不再被使用时，del方法运行，但是很难保证这个方法究竟在 什么时候 运行。如果你想要指明它的运行，你就得使用del语句，就如同我们在以前的例子中使用的那样。

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过 继承 机制。继承完全可以理解成类之间的 类型和子类型 关系。

假设你想要写一个程序来记录学校之中的教师和学生情况。他们有一些共同属性，比如姓名、年龄和地址。他们也有专有的属性，比如教师的薪水、课程和假期，学生的成绩和学费。

你可以为教师和学生建立两个独立的类来处理它们，但是这样做的话，如果要增加一个新的共有属性，就意味着要在这两个独立的类中都增加这个属性。这很快就会显得不实用。

一个比较好的方法是创建一个共同的类称为SchoolMember然后让教师和学生的类 继承 这个共同的类。即它们都是这个类型（类）的子类型，然后我们再为这些子类型添加专有的属性。

使用这种方法有很多优点。如果我们增加/改变了SchoolMember中的任何功能，它会自动地反映到子类型之中。例如，你要为教师和学生都增加一个新的身份证域，那么你只需简单地把它加到SchoolMember类中。然而，在一个子类型之中做的改动不会影响到别的子类型。另外一个优点是你可以把教师和学生对象都作为SchoolMember对象来使用，这在某些场合特别有用，比如统计学校成员的人数。一个子类型在任何需要父类型的场合可以被替换成父类型，即对象可以被视作是父类的实例，这种现象被称为多态现象。

另外，我们会发现在 重用 父类的代码的时候，我们无需在不同的类中重复它。而如果我们使用独立的类的话，我们就不得不这么做了。

在上述的场合中，SchoolMember类被称为 基本类 或 超类 。而Teacher和Student类被称为 导出类 或 子类 。

现在，我们将学习一个例子程序。

使用继承

例11.5 使用继承 

  1. #!/usr/bin/python
  2. # Filename: inherit.py
  4. class SchoolMember:
  5.     '''Represents any school member.'''
  6.     def __init__(self, name, age):
  7.         self.name = name
  8.         self.age = age
  10.     def tell(self):
  11.         '''Tell my details.'''
  12.         print 'Name:"%s" Age:"%s"' % (self.name, self.age),
  14. class Teacher(SchoolMember):
  16.     def __init__(self, name, age, salary):
  17.         SchoolMember.__init__(self, name, age)
  18.         self.salary = salary
  19.         print '(Initialized Teacher: %s)' % self.name
  21.     def tell(self):
  22.         SchoolMember.tell(self)
  23.         print 'Salary: "%d"' % self.salary
  25. class Student(SchoolMember):
  26.     '''Represents a student.'''
  27.     def __init__(self, name, age, marks):
  28.         SchoolMember.__init__(self, name, age)
  29.         self.marks = marks
  30.         print '(Initialized Student: %s)' % self.name
  32.     def tell(self):
  33.         SchoolMember.tell(self)
  34.         print 'Marks: "%d"' % self.marks
  36. t = Teacher('Mrs. Shrividya', 40, 30000)
  37. s = Student('Swaroop', 22, 75)
  39. print # prints a blank line
  41. members = [t, s]
  42. for member in members:

（源文件：）

输出

它如何工作

为了使用继承，我们把基本类的名称作为一个元组跟在定义类时的类名称之后。然后，我们注意到基本类的init方法专门使用self变量调用，这样我们就可以初始化对象的基本类部分。这一点十分重要——Python不会自动调用基本类的constructor，你得亲自专门调用它。

我们还观察到我们在方法调用之前加上类名称前缀，然后把self变量及其他参数传递给它。

注意，在我们使用SchoolMember类的tell方法的时候，我们把Teacher和Student的实例仅仅作为SchoolMember的实例。

另外，在这个例子中，我们调用了子类型的tell方法，而不是SchoolMember类的tell方法。可以这样来理解，Python总是首先查找对应类型的方法，在这个例子中就是如此。如果它不能在导出类中找到对应的方法，它才开始到基本类中逐个查找。基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

一个术语的注释——如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作 多重继承 。

概括

我们已经研究了类和对象的多个内容以及与它们相关的多个术语。通过本章，你已经了解了面向对象的编程的优点和缺陷。Python是一个高度面向对象的语言，理解这些概念会在将来有助于你进一步深入学习Python。

接下来，我们将学习如何处理输入/输出已经如何用Python访问文件。