home Herstellungstechnologie Produktionsanlagen
Industrielle Fertigung
Industrielles Internet der Dinge | Industrielle Materialien | Gerätewartung und Reparatur | Industrielle Programmierung |
home  MfgRobots >> Industrielle Fertigung >  >> Industrial programming >> Python

Python - Objektorientiert

Vorherige SeiteNächste Seite

Python ist seit seiner Existenz eine objektorientierte Sprache. Aus diesem Grund ist das Erstellen und Verwenden von Klassen und Objekten geradezu einfach. Dieses Kapitel hilft Ihnen dabei, ein Experte in der Verwendung der objektorientierten Programmierunterstützung von Python zu werden.

Wenn Sie noch keine Erfahrung mit objektorientierter (OO) Programmierung haben, möchten Sie vielleicht einen Einführungskurs dazu konsultieren oder zumindest eine Art Tutorial, damit Sie die grundlegenden Konzepte verstehen.

Hier ist jedoch eine kleine Einführung in die objektorientierte Programmierung (OOP), um Sie auf Geschwindigkeit zu bringen −

Überblick über die OOP-Terminologie

Klassen erstellen

Die Klasse -Anweisung erstellt eine neue Klassendefinition. Der Name der Klasse folgt direkt auf das Schlüsselwort class gefolgt von einem Doppelpunkt wie folgt:−

class ClassName:
   'Optional class documentation string'
   class_suite

Beispiel

Es folgt das Beispiel einer einfachen Python-Klasse −

class Employee:
   'Common base class for all employees'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

Instanzobjekte erstellen

Um Instanzen einer Klasse zu erstellen, rufst du die Klasse mit dem Klassennamen auf und übergibst ihre Argumente __init__ Methode akzeptiert.

"This would create first object of Employee class"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"This would create second object of Employee class"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

Auf Attribute zugreifen

Sie greifen auf die Attribute des Objekts zu, indem Sie den Punktoperator mit Objekt verwenden. Auf die Klassenvariable würde mit dem Klassennamen wie folgt zugegriffen:−

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

Jetzt alle Konzepte zusammenfügen −

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Employee:
   'Common base class for all employees'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"This would create first object of Employee class"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"This would create second object of Employee class"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

Sie können Attribute von Klassen und Objekten jederzeit hinzufügen, entfernen oder ändern −

emp1.age = 7  # Add an 'age' attribute.
emp1.age = 8  # Modify 'age' attribute.
del emp1.age  # Delete 'age' attribute.

Anstatt die normalen Anweisungen zum Zugriff auf Attribute zu verwenden, können Sie die folgenden Funktionen verwenden −

hasattr(emp1, 'age')    # Returns true if 'age' attribute exists
getattr(emp1, 'age')    # Returns value of 'age' attribute
setattr(emp1, 'age', 8) # Set attribute 'age' at 8
delattr(empl, 'age')    # Delete attribute 'age'

Integrierte Klassenattribute

Jede Python-Klasse folgt weiterhin den eingebauten Attributen, und auf sie kann wie auf jedes andere Attribut mit dem Punktoperator zugegriffen werden −

Lassen Sie uns für die obige Klasse versuchen, auf alle diese Attribute zuzugreifen −

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Employee:
   'Common base class for all employees'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

Employee.__doc__: Common base class for all employees
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount':
<function displayCount at 0xb7c84994>, 'empCount': 2, 
'displayEmployee': <function displayEmployee at 0xb7c8441c>, 
'__doc__': 'Common base class for all employees', 
'__init__': <function __init__ at 0xb7c846bc>}

Zerstören von Objekten (Garbage Collection)

Python löscht nicht benötigte Objekte (eingebaute Typen oder Klasseninstanzen) automatisch, um Speicherplatz freizugeben. Der Prozess, bei dem Python regelmäßig Speicherblöcke zurückfordert, die nicht mehr verwendet werden, wird als Garbage Collection bezeichnet.

Der Garbage Collector von Python wird während der Programmausführung ausgeführt und ausgelöst, wenn die Referenzanzahl eines Objekts Null erreicht. Die Referenzanzahl eines Objekts ändert sich, wenn sich die Anzahl der darauf verweisenden Aliase ändert.

Der Verweiszähler eines Objekts erhöht sich, wenn ihm ein neuer Name zugewiesen oder es in einen Container (Liste, Tupel oder Wörterbuch) platziert wird. Der Referenzzähler des Objekts verringert sich, wenn es mit del gelöscht wird , seine Referenz wird neu zugewiesen oder seine Referenz verlässt den Gültigkeitsbereich. Wenn der Referenzzähler eines Objekts Null erreicht, sammelt Python ihn automatisch.

a = 40      # Create object <40>
b = a       # Increase ref. count  of <40> 
c = [b]     # Increase ref. count  of <40> 

del a       # Decrease ref. count  of <40>
b = 100     # Decrease ref. count  of <40> 
c[0] = -1   # Decrease ref. count  of <40>

Sie werden normalerweise nicht bemerken, wenn der Garbage Collector eine verwaiste Instanz zerstört und ihren Speicherplatz zurückfordert. Aber eine Klasse kann die spezielle Methode __del__() implementieren , ein sogenannter Destruktor, der aufgerufen wird, wenn die Instanz zerstört werden soll. Diese Methode kann verwendet werden, um alle Nicht-Speicherressourcen zu bereinigen, die von einer Instanz verwendet werden.

Beispiel

Dieser __del__()-Destruktor gibt den Klassennamen einer Instanz aus, die zerstört werden soll −

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Point:
   def __init__( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "destroyed"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # prints the ids of the obejcts
del pt1
del pt2
del pt3

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

3083401324 3083401324 3083401324
Point destroyed

Hinweis − Idealerweise sollten Sie Ihre Klassen in einer separaten Datei definieren, dann sollten Sie sie mit import in Ihre Hauptprogrammdatei importieren Aussage.

Klassenvererbung

Anstatt ganz von vorne zu beginnen, können Sie eine Klasse erstellen, indem Sie sie von einer bereits vorhandenen Klasse ableiten, indem Sie die Elternklasse in Klammern nach dem neuen Klassennamen auflisten.

Die untergeordnete Klasse erbt die Attribute ihrer übergeordneten Klasse, und Sie können diese Attribute so verwenden, als ob sie in der untergeordneten Klasse definiert wären. Eine untergeordnete Klasse kann auch Datenelemente und Methoden der übergeordneten Klasse überschreiben.

Syntax

Abgeleitete Klassen werden ähnlich wie ihre Elternklasse deklariert; jedoch wird nach dem Klassennamen −

eine Liste von Basisklassen angegeben, von denen geerbt werden soll 
class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
   'Optional class documentation string'
   class_suite

Beispiel

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Parent:        # define parent class
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "Calling parent constructor"

   def parentMethod(self):
      print 'Calling parent method'

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "Parent attribute :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # define child class
   def __init__(self):
      print "Calling child constructor"

   def childMethod(self):
      print 'Calling child method'

c = Child()          # instance of child
c.childMethod()      # child calls its method
c.parentMethod()     # calls parent's method
c.setAttr(200)       # again call parent's method
c.getAttr()          # again call parent's method

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

Calling child constructor
Calling child method
Calling parent method
Parent attribute : 200

Auf ähnliche Weise können Sie eine Klasse von mehreren übergeordneten Klassen wie folgt steuern −

class A:        # define your class A
.....

class B:         # define your class B
.....

class C(A, B):   # subclass of A and B
.....

Sie können die Funktionen issubclass() oder isinstance() verwenden, um eine Beziehung zwischen zwei Klassen und Instanzen zu überprüfen.

Überschreiben von Methoden

Sie können die Methoden Ihrer übergeordneten Klasse jederzeit überschreiben. Ein Grund für das Überschreiben der übergeordneten Methoden ist, dass Sie möglicherweise spezielle oder andere Funktionen in Ihrer Unterklasse wünschen.

Beispiel

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Parent:        # define parent class
   def myMethod(self):
      print 'Calling parent method'

class Child(Parent): # define child class
   def myMethod(self):
      print 'Calling child method'

c = Child()          # instance of child
c.myMethod()         # child calls overridden method

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

Calling child method

Basisüberladungsmethoden

Die folgende Tabelle listet einige allgemeine Funktionen auf, die Sie in Ihren eigenen Klassen überschreiben können −

Sr.No. Methode, Beschreibung &Musteraufruf
1

__init__ ( self [,args...] )

Konstruktor (mit optionalen Argumenten)

Beispielaufruf:obj =className(args)

2

__del__( self )

Destruktor, löscht ein Objekt

Beispielaufruf:del obj

3

__repr__( self )

Auswertbare Zeichenfolgendarstellung

Beispielaufruf:repr(obj)

4

__str__( self )

Druckbare Zeichenfolgendarstellung

Beispielaufruf:str(obj)

5

__cmp__ ( selbst, x )

Objektvergleich

Beispielaufruf:cmp(obj, x)

Operatoren überladen

Angenommen, Sie haben eine Vector-Klasse erstellt, um zweidimensionale Vektoren darzustellen. Was passiert, wenn Sie sie mit dem Plus-Operator hinzufügen? Höchstwahrscheinlich wird Python Sie anschreien.

Sie könnten jedoch __add__ definieren Methode in Ihrer Klasse, um eine Vektoraddition durchzuführen, und dann würde sich der Plusoperator wie erwartet verhalten −

Beispiel

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

Vector(7,8)

Verbergen von Daten

Die Attribute eines Objekts können außerhalb der Klassendefinition sichtbar sein oder nicht. Sie müssen Attribute mit einem doppelten Unterstrich als Präfix benennen, und diese Attribute sind dann für Außenstehende nicht direkt sichtbar.

Beispiel

Live-Demo
#!/usr/bin/python

class JustCounter:
   __secretCount = 0
  
   def count(self):
      self.__secretCount += 1
      print self.__secretCount

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.__secretCount

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

1
2
Traceback (most recent call last):
   File "test.py", line 12, in <module>
      print counter.__secretCount
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python schützt diese Mitglieder, indem es den Namen intern so ändert, dass er den Klassennamen enthält. Sie können auf solche Attribute wie object._className__attrName zugreifen . Wenn Sie Ihre letzte Zeile wie folgt ersetzen würden, dann funktioniert es für Sie −

.........................
print counter._JustCounter__secretCount

Wenn der obige Code ausgeführt wird, erzeugt er das folgende Ergebnis −

1
2
2

Python

  • C Sprache
  • VHDL
  • Verilog
  • MATLAB
  • Python
  • Java
    1. C#-Klasse und -Objekt
    2. Python-Datentypen
    3. Python-Operatoren
    4. Python-pass-Anweisung
    5. Python-Wörterbuch
    6. Benutzerdefinierte Python-Ausnahmen
    7. Python objektorientierte Programmierung
    8. Python-Vererbung
    9. Java-Singleton-Klasse
    10. Automatische Bildverfolgung von Objekten