自定义类
这节课内容理解上有一定的难度，如果大家一遍看不懂，不用沮丧，说明你是正常人的智商。 如果一遍就搞懂了，恭喜你，至少比白月黑羽聪明多了，我当年可是反复学习了好多遍才逐渐明白的。
什么是类
Python 中的一切对象都有各自的类型，比如
Python 的内置函数type可以查看对象的类型
>>> type(12)
<class 'int'> # 整数类型
>>> type('12')
<class 'str'> # 字符类型
>>> type([1,2])
<class 'list'> # 列表类型
>>> type((1,2))
<class 'tuple'> # 元组类型
>>> type({1:2})
<class 'dict'> # 字典类型
我们掌握了这些内置的数据类型，通常就可以开发Python程序了。
但是当我们要开发的软件系统 更加复杂的时候，尤其是系统里面的对象 和现实世界的对象 存在对应关系的时候，如果只能用这些内置类型，就会感觉很不方便了。
比如，我们的程序要表示一个 奔驰汽车 这样的对象类型，属性有：品牌，国家，价格。
如果只用Python的内置类型，大家想想怎么表示 。
当然，我们可以定义一个字典类型的对象，比如
如果这个汽车对象还需要有自己特定的行为，比如 按喇叭会发出嘟嘟的声音。那又该怎么定义呢？
有人说，可以定义一个函数对象作为它的属性，像这样
def pressHorn():
print('嘟嘟~~~~~~')
benzCar = {
'brand' : '奔驰',
'country' : '德国',
'price' : 300000,
'pressHorn' : pressHorn # 字典对象的值可以是一个函数对象
}
# 我可以这样执行它的行为
benzCar['pressHorn']()
似乎也可以。
但是这里 benzCar 更像是一个具体的对象，并不是一种 对象类型。
而且 这个 benzCar 汽车的 行为的定义 ，要在外面定义一个函数， 然后benzCar字典的内部去引用它，这样也比较麻烦。
为了解决这样的普遍问题，Python语言可以让我们 自己定义对象类型 。
Python中自定义对象类型，就是 定义一个类 ， 类 就是 类型 的意思。
比如 ： 奔驰汽车， 可以这样定义
class BenzCar:
brand = '奔驰' # 品牌属性
country = '德国' # 产地属性
@staticmethod
def pressHorn():
print('嘟嘟~~~~~~')
定义一个类 用关键字 class 后面加 类的名称。
类名的规范 和 变量命名规范一样。 通常我们会把类名 首字母大写， 这里定义的类名就是 BenzCar
下面定义的 brand, country 都是 BenzCar 类的 属性。
这种属性被称为类属性
如果我们要得到属性的值可以这样用 类名.属性名 的方式，如下
而 pressHorn 则是该类型的一个 方法。 请注意上面的 @staticmethod 的修饰， 说明这是该类的一个 静态方法
要调用执行该类的静态方法，像这样就可以了
大家可以拷贝如下代码到一个文件中，执行一下看看
class BenzCar:
brand = '奔驰'
country = '德国'
@staticmethod
def pressHorn():
print('嘟嘟~~~~~~')
BenzCar.pressHorn()
类的实例
类和实例的关系
Python中 类 是 某种对象的类型。
比如 int 是 整数对象的类型， str是字符串对象的类型， list是 列表对象的类型。
我们把一个个具体的 对象称为 该类型的 实例，
比如，我们可以说
数字对象 3 是 int 类型的的实例，具有int类型的特征
字符串对象 'abc' 是 str 类型的实例，具有str类型的特性（比如可以执行str的所有方法，比如 find， split等）
列表对象 [1,2,3] 是 list 类型的的实例，具有list类型的特性（比如可以执行list的所有方法，比如 reverse，append等）
同样的，我们自定义的类，也可以产生该类的实例对象。 每个实例对象就是该类的一个实例，具有该类的一切特征。
要产生一个类的实例对象，只需要 在类名后面加上括号，就可以了，就会返回一个该类的实例对象。
比如
car1 变量就对应了一个 BenzCar 类型 的实例对象，具有 BenzCar 类的一切属性和方法。大家可以执行下面的代码试试。
class BenzCar:
brand = '奔驰'
country = '德国'
@staticmethod
def pressHorn():
print('嘟嘟~~~~~~')
car1 = BenzCar()
print(car1.brand)
car1.pressHorn()
同样，我们也可以用 type 函数查看 car1 这个实例的类型，如下所示
说明 car1 是 __main__ 模块里面定义的 BenzCar 类型。
大家一定要搞清楚 类 和 实例 的关系。
比如 ：
人 就是 一个 类， 而 关羽、张飞 就是 人 这个类的 具体实例。
狗 也是 一个 类， 而 你们家的阿黄 和 隔壁家的旺财 就是狗 这个类的 具体实例。。
Python中 定义一个类型 就是描述 这些类型的实例的 公共特征 。后面根据这个类创建的实例 都具有这个类的 特征，就是 具体什么 属性、方法。
实例属性和实例方法
刚才我们定义的类里面的属性都是 类属性 ，里面的方法都是类的 静态方法 。
所有BenzCar类的实例对象，其 品牌名 brand ，对应的类属性应该是相同的。
就是说下面这样的两个实例
car1 和 car2 的 brand属性 都是一样的 值， 都是字符串 '奔驰'
很好理解，因为品牌这样的属性 对于所有的 奔驰车都是一样的，都是 '奔驰'。
类属性 是类的共同特征属性。
但是有些属性，比如颜色、发动机编号 是每一辆奔驰车 都不同的。
所以，在我们定义的 类BenzCar 里面， 颜色、发动机编号 是 不应该 作为类属性的。
每个实例独有的属性，称之为 类的实例属性
实例属性通常是在类的 初始化方法 __init__ 里面定义的。
比如：
上面的初始化方法 __init__ ，就创建了两个实例属性 color 和 engineSN。
为什么 __init__ 方法 叫初始化方法呢？
解释器在执行 像下面这样的 实例化类对象 的代码时，
首先，解释器会 在内存中 创建一个该类 的 实例对象；
然后，解释器会查看这个类是否有 __init__方法，如果有，就会去调用它。
__init__ 是 创建好实例后 立即就要 执行 的方法，所以称之为初始化方法。
通常我们会在__init__方法里面 执行一些初始化的动作，主要就是创建该实例的 实例属性。
__init__ 方法的第一个参数是 self， 它 是干什么用的呢？
刚才说了， 解释器执行实例化代码，会先在内存中创建该类实例对象，然后调用类 的__init__方法。
调用 __init__方法时，就将实例对象 传递给 self参数。
self 参数变量 指向的 就是 实例对象 本身， 所以下面的代码就是创建该实例的属性color 和 engineSN 了
类的静态方法要在方法定义 上面加上 @staticmethod 的修饰。
而 类的 实例方法 不需要任何修饰。
通常类的实例方法，都是要 访问类的实例属性的。 包括： 创建、修改、删除 类的实例属性。
因为 实例方法 就是要操作 实例独有的属性，否则不操作任何实例属性的话，就应该定义为 类方法。
比如 __init__ 初始化方法，就是一个实例方法，它通常要创建一些实例属性。
而 pressHorn 方法是类的静态方法， 静态方法是不能访问实例属性的。
有时候，实例属性的取值，不是固定写在初始化方法的代码里面。
比如这里，每辆车的颜色、发动机号都是不同的，我们应该作为参数传进去。
所以修改代码为这样
这样我们在创建实例的时候，就可以根据需要指定不同的实例属性了，比如
car1 = BenzCar('白色','24503425527866')
car2 = BenzCar('黑色','34598423586877')
print(car1.color)
print(car2.color)
print(car1.engineSN)
print(car2.engineSN)
虽然定义的时候， __init__ 方法 有3个参数 ： self,color,engineSN
但是我们这样调用 BenzCar() 实例化的时候， 只需要传入后面两个参数即可。
因为self 参数 需要传入实例对象本身，解释器会自动帮我们传入。
其它的 实例方法也是这样， 比如我们定义一个 修改车身颜色的方法 changeColor
调用 changeColor方法的时候，只需要传入参数 newColor 对应新的颜色即可。
不需要我们传入self参数，self 参数是实例对象本身，解释器会自动帮我们传入。
注意: 如果你的实例属性名称 和 静态属性 重复了 ，通过类实例访问该属性，访问的是实例属性。通过类名访问该属性，访问的是类属性。
比如
class Car:
brand = '奔驰'
name = 'Car'
def __init__(self):
# 可以通过实例访问到类属性
print(self.brand)
# 定义实例属性和类属性重名
self.name = 'benz car'
c1 = Car()
print(f'通过实例名访问name：{c1.name}')
print(f'通过类名 访问name：{Car.name}')
一旦创建了 和类属性同名的 实例属性，通过实例访问的就是实例属性了
参考 https://stackoverflow.com/questions/12949064/python-what-happens-when-class-attribute-instance-attribute-and-method-all-ha
类之间的关系
继承关系
真实世界中，类型之间 可能存在 范围 包含关系。
比如：人 这个类型 和 亚洲人 这个类型。
人 是包括了 亚洲人 的。 如果 某人 是一个 亚洲人，那么它必定是一个 人。
这种关系，编程语言中称之为 继承关系。
比如上面的例子， 亚洲人 这个类 就 继承 了 人 这个类。
通常我们把被继承的类称之为 父类 或者叫 基类
把继承类称之为 子类 或者 派生类。
同样的，以车为例， 上面我们定义了奔驰车 这个类， 我们还可以定义两个 子类： 奔驰2016 和 奔驰2018 对应两种不同款的奔驰车。
如下所示：
大家可以发现定义子类的时候，必须指定它的父类是什么。
指定的方法就是在类名的后面的括号里写上父类的名字。
大家注意： 子类会自动拥有父类的一切属性和方法
为什么？ 因为一个子类的实例对象 ，必定也是一个父类的实例对象。 当然需要拥有父类的一切属性和方法。
就像 一个亚洲人 当然 拥有一个 人 所应该具有的一切特性。
比如，执行下面的代码
car1 = Benz2016('red','234234545622')
car2 = Benz2018('blue','111135545988')
print (car1.brand)
print (car1.country)
car1.changeColor('black')
print (car2.brand)
print (car2.country)
car2.pressHorn()
输出结果如下
一个子类在继承父类的一切特性的基础上，可以有自己的属性和方法。
比如：
class Benz2018(BenzCar):
price = 880000
model = 'Benz2018'
def __init__(self,color,engineSN,weight):
# 先调用父类的初始化方法
BenzCar.__init__(self,color,engineSN)
self.weight = weight # 车的重量
self.oilweight = 0 # 油的重量
# 加油
def fillOil(self, oilAdded):
self.oilweight += oilAdded
self.weight += oilAdded
这里 子类 Benz2018 ，新增了两个 类属性
新增了两个实例属性
新增了一个实例方法 fillOil ， 对应 加油这个行为。
这个行为会导致 实例属性 weight 和 oilweight 变化，所以必须是 实例方法。
这样定义好了以后， 就可以创建该类的实例，并访问其新的方法和属性了。
car2 = Benz2018('blue','111135545988',1500)
print (car2.oilweight)
print (car2.weight)
car2.fillOil(50)
print (car2.oilweight)
print (car2.weight)
要特别注意的是， 子类的初始化方法里面，如果有一部分的初始化代码和父类的初始化相同（通常都是这样），需要显式的 调用父类的初始化方法 __init__
而且要传入相应的参数， 像上面那样，然后可以加上自己的特有的初始化代码。如下所示
def __init__(self,color,engineSN,weight):
# 先调用父类的初始化方法
BenzCar.__init__(self,color,engineSN)
self.weight = weight
self.oilweight = 0
如果子类 没有 自己的初始化方法，实例化子类对象时，解释器会自动调用父类初始化方法，如下
运行结果，会打印出 初始化 rect
但是，如果子类 有自己 的初始化方法，实例化子类对象时，解释器就不会自动化调用父类的初始化方法，如下
class Rect:
def __init__(self):
print('初始化 rect')
class Square(Rect):
def __init__(self):
print('初始化 square')
s = Squre()
运行结果只会打印 初始化 square 。
调用父类的方法，除了直接用父类的名字 BenzCar， 还可以使用 函数 super()
像这样
def __init__(self,color,engineSN,weight):
# 同样是调用父类的初始化方法
super().__init__(color, engineSN)
self.weight = weight
self.oilweight = 0
这样使用的时候，方法参数中 不需要加上 self 参数。
使用super的好处之一就是：子类中调用父类的方法，不需要 显式指定 父类的名字。 代码的可维护性更好。
想象一下，如果BenzCar有很多子类，如果那一天BenzCar类改了名字，采用super这样的写法，就不需要修改子类的代码了。
另外一个更重要的好处是，在多重继承的情况，super能有效的保证继承链上的方法被正确调用到，感兴趣的朋友可以参考stack overflow上的阐述 ， 和 这里的官方文档
注意 super不仅仅可以调用父类的初始化方法，也可以调用父类的其他方法。
一个子类，同时还可以是另一个类的父类。
比如 亚洲人 可以是 人 的子类， 同时可以是 中国人 的父类。
因为一个中国人，一定是一个亚洲人， 当然也一定是一个 人 。
同样的，上面的车的例子， 我们还可以定义 奔驰2018混合动力 作为 奔驰2018 的 子类。
定义的语法还是一样的
class Benz2018Hybrid(Benz2018):
model = 'Benz2018Hybrid'
price = 980000
def __init__(self,color,engineSN,weight):
Benz2018.__init__(self,color,engineSN,weight)
同样，类 Benz2018Hybrid 也会拥有其父类 Benz2018 的一切属性和方法，自然也包括 父类的父类 BenzCar 的一切属性和方法
car2 = Benz2018Hybrid('blue','111135545988',1500)
print (car2.oilweight)
print (car2.weight)
car2.fillOil(50)
print (car2.oilweight)
print (car2.weight)
类的组合关系
除了上面的继承关系， 类之间还有一种常见的组合关系。
所谓组合关系，就是一个类实例的属性里面包含另外一个类实例。
比如
class BenzCar:
brand = '奔驰'
country = '德国'
def __init__(self,color,engineSN):
self.color = color # 颜色
self.engineSN = engineSN # 发动机编号
这样的定义，类 BenzCar 中
brand 属性就是一个字符串对象 奔驰
country 属性就是一个字符串对象 德国
而该类的实例对象中，就包含了 两个属性 color 和 engineSN， 都是字符串对象
我们可以说 该类由 一些字符串对象 组合 而成。
甚至还可以包含 我们自己定义的类的实例，比如：
# 轮胎
class Tire:
def __init__(self,size,createDate):
self.size = size # 尺寸
self.createDate = createDate # 出厂日期
class BenzCar:
brand = '奔驰'
country = '德国'
def __init__(self,color,engineSN,tires):
self.color = color # 颜色
self.engineSN = engineSN # 发动机编号
self.tires = tires
# 创建4个轮胎实例对象
tires = [Tire(20,'20160808') for i in range(4)]
car = BenzCar('red','234342342342566',tires)
上面的例子里，奔驰汽车对象就 包含 了4个轮胎 Tire 对象。
我们可以说奔驰汽车对象是由 4个轮胎对象 组合 而成，形成了对象的组合关系。
对象的 属性 变量 保存了 组合它的那些对象。
组合关系，可以通过上层对象的属性一步的访问到内部对象的属性
比如，我们可以通过 BenzCar 对象 访问其内部的轮胎对象
Python解释器对这个表达式 car.tires[0].size 是从左到右依次执行的，如下所示
car.tires # BenzCar实例的tires属性，得到一个列表，里面是四个 Tire 实例对象
car.tires[0] # 得到BenzCar实例的tires属性列表里面的第1个Tire 实例对象
car.tires[0].size # 得到BenzCar实例的tires属性列表里面的第1个Tire 实例对象的size属性
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课后练习
初学者 往往搞不明白 类 和 实例 的关系。
参考下面 我 和 实战班学员的 交流
https://www.bilibili.com/video/BV1VJ411v7zA?p=34
另外，前面的课程刚刚学过调试，当你开发的代码出现问题时，要会通过 断点调试的方式 解决问题，
参考下面 我们辅导 小班学员调试程序的 视频
https://www.bilibili.com/video/BV1GJ411q7io?p=14