Python 類的構造方法、析構方法、實例方法

上一個小節(jié)我們學習了 Python 的類屬性和實例屬性的知識點，這個小節(jié)我們還是會學習關于類的知識。這節(jié)課我們會學習類的構造方法、析構方法和實例方法。

1. 實例方法

1.1 定義

實例方法是用于訪問對象實例屬性的方法，語法如下：

class 類:
    def 實例方法(self):
        self.屬性

實例方法定義在類中，它的第一個參數 self 指向調用該方法的對象，在實例方法中通過 “self.屬性” 訪問對象的實例屬性。

1.2 例子

每個人具有 name 和 age 的屬性，創(chuàng)建一個類 Person，在類 Person 中定義實例方法 introduce 訪問對象的屬性，代碼示例如下：

class Person:
    def introduce(self):
        print('name = %s, age = %d' % (self.name, self.age))

tom = Person()    
tom.name = 'tom'
tom.age = 10
tom.introduce()

jerry = Person()
jerry.name = 'jerry'
jerry.age = 20
jerry.introduce()

• 在第 1 行，定義了類 Person
  • 在第 2 行，定義了類 Person 的方法 introduce，introduce 的 self 參數指向調用 introduce 方法的對象
  • 在第 3 行，introduce 方法通過 self.name 和 self.age 訪問對象的屬性
• 在第 5 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 tom
  • 在第 6 行，設置對象 tom 的屬性 name，該屬性為實例屬性
  • 在第 7 行，設置對象 tom 的屬性 age，該屬性為實例屬性
  • 在第 8 行，調用對象 tom 的方法 introduce，對象 tom 被傳遞給方法 introduce，作為 self 參數，在執(zhí)行 introduce 時，self 參數指向對象 tom
• 在第 10 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 jerry
  • 在第 11 行，設置對象 jerry 的屬性 name，該屬性為實例屬性
  • 在第 12 行，設置對象 jerry 的屬性 age，該屬性為實例屬性
  • 在第 13 行，調用對象 jerry 的方法 introduce，對象 jerry 被傳遞給方法 introduce，作為 self 參數，在執(zhí)行 introduce 時，self 參數指向對象 jerry

程序運行輸出如下：

name = tom, age = 10
name = jerry, age = 20

2. 構造方法

2.1 為什么需要構造方法

在前面的演示實例方法的程序中，創(chuàng)建了兩個對象 tom 和 age，創(chuàng)建對象后需要設置屬性的初始值，具體的過程如下所示：

• 在第 5 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 tom
  • 在第 6 行，通過 tom.name = ‘TOM’ 設置對象 tom 的屬性 name
  • 在第 7 行，通過 tom.age = 10 設置對象 tom 的屬性 age
• 在第 10 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 jerry
  • 在第 11 行，通過 jerry.name = ‘TOM’ 設置對象 jerry 的屬性 name
  • 在第 12 行，通過 jerry.age = 10 設置對象 jerry 的屬性 age

在初始化對象屬性時，存在一個明顯的問題：初始化 tom 的代碼塊和初始化 jerry 的代碼塊是類似和重復的。Python 提供了一個特殊的方法：構造方法，該方法用于初始化對象屬性，用于解決這個問題。

2.2 定義

構造方法是用于初始化對象屬性的方法，語法如下：

class 類:
    def __init__(self, 參數):
        self.屬性 = 參數

對象 = 類(參數)

• 在第 2 行，在類中定義了一個方法 __init__，該方法被稱為構造方法
  • 方法名的前綴和后綴是兩個下劃線 _
  • 方法的第一個參數 self 指向新創(chuàng)建的對象
  • 方法的其余參數用于設定對象的屬性
• 在第 3 行，在構造方法中，設定初始化對象的屬性
• 在第 5 行，使用 “對象 = 類(參數)” 的形式創(chuàng)建一個新的對象，新創(chuàng)建的對象作為 self 參數傳遞給類的構造方法 __init__

2.3 例子

每個人具有 name 和 age 的屬性，創(chuàng)建一個類 Person，在類 Person 中定義構造方法 __init__，創(chuàng)建對象時設定對象的屬性，代碼示例如下：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def introduce(self):
        print('name = %s, age = %d' % (self.name, self.age))

tom = Person('tom', 10)
tom.introduce()

jerry = Person('jerry', 20)
jerry.introduce()

• 在第 1 行，定義了類 Person
  • 在第 2 行，定義了類 Person 的構造方法 __init__
    • __init__ 的 self 參數指向新創(chuàng)建的對象
    • 在第 3 行和第 4 行，初始化對象的 name 和 age
  • 在第 6 行，定義了類 Person 的實例方法 introduce
    • introduce 的 self 參數指向調用 introduce 方法的對象
    • 在第 7 行，輸出對象的 name 和 age
• 在第 9 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 tom
  • 新創(chuàng)建對象 tom 時，tom 的屬性 name 和 age 為空
  • 將對象 tom 作為參數傳遞給類 Person 的構造方法 __init__
  • 在構造方法 __init__** 設置屬性 name 和 age
• 在第 12 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 jerry
  • 新創(chuàng)建對象 jerry 時，jerry 的屬性 name 和 age 為空
  • 將對象 jerry 作為參數傳遞給類 Person 的構造方法 __init__
  • 在構造方法 __init__** 設置屬性 name 和 age

程序運行輸出如下：

name = tom, age = 10
name = jerry, age = 20

3. 析構方法

3.1 del 語句

Python 提供了 del 語句用于刪除不再使用的變量，del 語句的語法如下：

del 表達式

使用 del 語句刪除變量，變量刪除后將無法再訪問，代碼如下：

>>> var = 'hello'
>>> print(var)
hello
>>> del var
>>> print(var)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'var' is not defined

• 在第 1 行，創(chuàng)建變量 var
  • 在第 2 行，打印變量 var 的值
  • 在第 3 行，正確的輸出了
• 在第 4 行，使用 del 語句刪除變量
  • 在第 5 行，打印變量 var 的值
  • 在第 6 行，因為變量 var 已經被刪除了，所以無法訪問變量 var，顯示錯誤：name ‘var’ is not defined

3.2 定義

Python 提供了一種機制使得對象被刪除前能夠得到通知。對象被刪除時，如果該對象擁有名為 __del__ 的方法，該方法在刪除前被調用，該方法又被稱為析構方法，語法如下：

class 類:
    def __del__(self):
        self.屬性

• 在第 2 行，在類中定義了一個方法 __del__，該方法被稱為析構方法
  • 方法名的前綴和后綴是兩個下劃線 _
  • 方法的參數 self 指向將被刪除的對象

3.3 例子

創(chuàng)建一個類 Person，并定義析構方法 __del__，然后使用類 Person 創(chuàng)建兩個對象，最后再使用 del 語句刪除他們，驗證析構方法，代碼示例如下：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __del__(self):
        print('del %s' % self.name)

    def introduce(self):
        print('name = %s, age = %d' % (self.name, self.age))

tom = Person('tom', 10)
tom.introduce()

jerry = Person('jerry', 20)
jerry.introduce()

del tom
del jerry

• 在第 1 行，定義了類 Person
  • 在第 2 行，定義了構造方法 __init__
  • 在第 6 行，定義了析構方法 __del__
  • 在第 9 行，定義了實例方法 introduce
• 在第 12 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 tom
• 在第 13 行，使用類 Person 創(chuàng)建一個對象 jerry
• 在第 18 行，使用 del 語句刪除對象 tom，調用析構方法 tom.__del__()
• 在第 19 行，使用 del 語句刪除對象 jerry，調用析構方法 jerry.__del__()

程序運行輸出如下：

name = tom, age = 10
name = jerry, age = 20
del tom
del jerry

• 在第 1 行，執(zhí)行實例方法 tom.introduce() 輸出該行
• 在第 2 行，執(zhí)行實例方法 jerry.introduce() 輸出該行
• 在第 3 行，執(zhí)行 tom.__del__() 輸出該行
• 在第 4 行，執(zhí)行 jerry.__del__() 輸出該行