|
Классы и объекты. Атрибуты классов и объектовКурс по Python ООП: https://stepik.org/a/116336 Меня зовут Сергей Балакирев и на этом занятии мы с вами узнаем, как в Python определять классы, создавать объекты (экземпляры) этих классов, а также добавлять и удалять их атрибуты (то есть, данные). Предположим, мы хотим определить класс для хранения координат точек на плоскости. Для начала я его запишу без какого-либо содержимого, только имя класса Point и все: class Point: pass Здесь оператор pass указывает, что мы в классе ничего не определяем. Также обратите внимание, что в соответствии со стандартом PEP8 имя класса принято записывать с заглавной буквы. И, конечно же, называть так, чтобы оно отражало суть этого класса. В дальнейшем я буду придерживаться этого правила. Итак, у нас получилось простейшее определение класса с именем Point. Но в таком виде он не особо полезен. Поэтому я пропишу в нем два атрибута: color – цвет точек; circle – радиус точек: class Point: color = 'red' circle = 2 Обратите внимание, переменные внутри класса обычно называются атрибутами класса или его свойствами. Я буду в дальнейшем использовать эту терминологию. Теперь в нашем классе есть два атрибута color и circle. Но, как правильно воспринимать эту конструкцию? Фактически, сам класс образует пространство имен, в данном случае с именем Point, в котором находятся две переменные color и circle. И мы можем обращаться к ним, используя синтаксис для пространства имен, например: Point.color = 'black' или для считывания значения: Point.circle(В консольном режиме увидим значение 2). А чтобы увидеть все атрибуты класса можно обратиться к специальной коллекции __dict__: Point.__dict__Здесь отображается множество служебных встроенных атрибутов и среди них есть два наших: color и circle. Теперь сделаем следующий шаг и создадим экземпляры этого класса. В нашем случае для создания объекта класса Point достаточно после его имени прописать круглые скобки: a = Point() Смотрите, справа на панели в Python Console у нас появилась переменная a, через которую доступны два атрибута класса: color и circle. Давайте создадим еще один объект этого класса: b = Point() Появилась переменная b, которая ссылается на новый объект (он расположен по другому адресу) и в этом объекте мы также видим два атрибута класса Point. По аналогии можно создавать произвольное количество экземпляров класса. С помощью функции type мы можем посмотреть тип данных для переменных a или b: type(a) Видим, что это класс Point. Эту принадлежность можно проверить, например, так: type(a) == Point или так: isinstance(a, Point) То есть, имя класса здесь выступает в качестве типа данных. Но давайте детальнее разберемся, что же у нас в действительности получилось?
Во-первых, объекты a и b образуют свое пространство имен – пространство имен экземпляров класса и, во-вторых, не содержат никаких собственных атрибутов. Свойства color и circle принадлежат непосредственно классу Point и находятся в нем, а объекты a и b лишь имеют ссылки на эти атрибуты класса. Поэтому я не случайно называю их именно атрибутами класса, подчеркивая этот факт. То есть, атрибуты класса – общие для всех его экземпляров. И мы можем легко в этом убедиться. Давайте изменим значение свойства circle на 1: Point.circle = 1 И в обоих объектах это свойство стало равно 1. Мало того, если посмотреть коллекцию __dict__ у объектов: a.__dict__то она будет пустой, так как в наших экземплярах отсутствуют какие-либо атрибуты. Но, тем не менее, мы можем через них обращаться к атрибутам класса: a.color b.circle Но, если мы выполним присваивание, например: a.color = 'green' То, смотрите, в объекте a свойство color стало 'green', а в b – прежнее. Почему? Дело в том, что мы здесь через переменную a обращаемся к пространству имен уже экземпляра класса и оператор присваивания в Python создает новую переменную, если она отсутствует в текущей локальной области видимости, то есть, создается атрибут color уже непосредственно в объекте a:
Мы можем в этом убедиться, если отобразим коллекцию __dict__ этого объекта: a.__dict__То есть, мы с вами создали локальное свойство в объекте a. Этот момент нужно очень хорошо знать и понимать. На этом принципе в Python построено формирование атрибутов классов и локальных атрибутов их экземпляров. Добавление и удаление атрибутов классаКстати, по аналогии, мы можем создавать новые атрибуты и в классе, например, так: Point.type_pt = 'disc' Или то же самое можно сделать с помощью специальной функции: setattr(Point, 'prop', 1) Она создает новый атрибут в указанном пространстве имен (в данном случае в классе Point) с заданным значением. Если эту функцию применить к уже существующему атрибуту: setattr(Point, 'type_pt', 'square') то оно будет изменено на новое значение. Если же мы хотим прочитать какое-либо значение атрибута, то достаточно обратиться к нему. В консольном режиме это выглядит так: Point.circleНо, при обращении к несуществующему атрибуту класса, например: Point.aвозникнет ошибка. Этого можно избежать, если воспользоваться специальной встроенной функцией: getattr(Point, 'a', False) Здесь третий аргумент – возвращаемое значение, если атрибут не будет найден. Эту же функцию можно вызвать и с двумя аргументами: getattr(Point, 'a') Но тогда также будет сгенерирована ошибка при отсутствии указанного атрибута. Иначе: getattr(Point, 'color') она возвратит его значение. То есть, эта функция дает нам больше гибкости при обращении к атрибутам класса. Хотя на практике ей пользуются только в том случае, если есть опасность обращения к несуществующим атрибутам. Обычно, все же, применяют обычный синтаксис: Point.colorНаконец, мы можем удалять любые атрибуты из класса. Сделать это можно, по крайней мере, двумя способами. Первый – это воспользоваться оператором del: del Point.prop Если повторить эту команду и попытаться удалить несуществующий атрибут, возникнет ошибка. Поэтому перед удалением рекомендуется проверять существование удаляемого свойства. Делается это с помощью функции hasattr: hasattr(Point, 'prop') Она возвращает True, если атрибут найден и False – в противном случае. Также удалить атрибут можно с помощью функции: delattr(Point, 'type_pt') Она работает аналогично оператору del. И, обратите внимание, удаление атрибутов выполняется только в текущем пространстве имен. Например, если попытаться удалить свойство color из объекта b: del b.color то получим ошибку, т.к. в объекте b не своих локальных свойств и удалять здесь в общем то нечего. А вот в объекте a есть свое свойство color, которое мы с вами добавляли: a.__dict__и его можно удалить: del a.color Смотрите, после удаления локального свойства color в объекте a становится доступным атрибут color класса Point с другим значение ‘black’. И это логично, т.к. если свойство не обнаруживается в локальной области, то поиск продолжается в следующей (внешней) области видимости. А это (для объекта a) класс Point. Вот этот момент также следует хорошо понимать при работе с локальными свойствами объектов и атрибутами класса. Атрибуты экземпляров классовТеперь, когда мы знаем, как создаются атрибуты, вернемся к нашей задаче формирования объектов точек на плоскости. Мы полагаем, что атрибуты color и circle класса Point – это общие данные для всех объектов этого класса. А вот координаты точек должны принадлежать его экземплярам. Поэтому для объектов a и b мы определим локальные свойства x и y: a.x = 1 a.y = 2 b.x = 10 b.y = 20 То есть, свойства x, y будут существовать непосредственно в объектах, но не в самом классе Point:
В результате, каждый объект представляет точку с независимыми координатами на плоскости. А цвет и их размер – общие данные для всех объектов. В заключение этого занятия отмечу, что в любом классе языка Python мы можем прописывать его описание в виде начальной строки, например, так: class Point: "Класс для представления координат точек на плоскости" color = 'red' circle = 2 В результате, специальная переменная: Point.__doc__ будет ссылаться на это описание. Обычно, при создании больших программ, в ключевых классах создают такие описания, чтобы в последующем было удобнее возвращаться к ранее написанному коду, корректировать его и использовать, не обращаясь к специальной документации. ЗаключениеИтак, из этого занятия вы должны себе хорошо представлять, как определяются классы в Python и создаются объекты класса. Что из себя представляют атрибуты класса и атрибуты объектов, как они связаны между собой. Уметь обращаться к этим атрибутам, добавлять, удалять их, а также проверять существование конкретного свойства в классе или объекте класса. Курс по Python ООП: https://stepik.org/a/116336 Видео по теме |
