Python имеет множество встроенных типов, например, int, str и так далее, которые мы можем использовать в программе. Но также Python позволяет определять собственные типы с помощью классов. Класс представляет некоторую сущность. Конкретным воплощением класса является объект.
Можно еще провести следующую аналогию. У нас у всех есть некоторое представление о человеке, у которого есть имя, возраст, какие-то другие характеристики Человек может выполнять некоторые действия - ходить, бегать, думать и т.д. То есть это представление, которое включает набор характеристик и действий, можно назвать классом. Конкретное воплощение этого шаблона может отличаться, например, одни люди имеют одно имя, другие - другое имя. И реально существующий человек будет представлять объект этого класса.
Класс определяется с помощью ключевого слова class:
class название_класса:
атрибуты_класса
методы_класса
Внутри класса определяются его атрибуты, которые хранят различные характеристики класса, и методы - функции класса.
Создадим простейший класс:
class Person:
pass
В данном случае определен класс Person, который условно представляет человека. В данном случае в классе не определяется никаких методов или атрибутов. Однако поскольку в нем должно быть что-то определено, то в качестве заменителя функционала класса применяется оператор pass. Этот оператор применяется, когда синтаксически необходимо определить некоторый код, однако мы не хотим его, и вместо конкретного кода вставляем оператор pass.
После создания класса можно определить объекты этого класса. Например:
class Person:
pass
tom = Person() # определение объекта tom
bob = Person() # определение объекта bob
После определения класса Person создаются два объекта класса Person - tom и bob. Для создания объекта применяется специальная функция - конструктор, которая называется по имени класса и которая возвращает объект класса. То есть в данном случае вызов Person() представляет вызов конструктора. Каждый класс по умолчанию имеет конструктор без параметров:
tom = Person() # Person() - вызов конструктора, который возвращает объект класса Person
Методы классов
Методы класса фактически представляют функции, которые определенны внутри класса и которые определяют его поведение. Например, определим класс Person с одним методом:
class Person: # определение класса Person
def say_hello(self):
print("Hello")
tom = Person()
tom.say_hello() # Hello
Здесь определен метод say_hello(), который условно выполняет приветствие - выводит строку на консоль. При определении методов любого класса следует учитывать, что все они должны принимать в качестве первого параметра ссылку на текущий объект, который согласно условностям называется self. Через эту ссылку внутри класса мы можем обратиться к функциональности текущего объекта. Но при самом вызове метода этот параметр не учитывается.
Используя имя объекта, мы можем обратиться к его методам. Для обращения к методам применяется нотация точки - после имени объекта ставится точка и после нее идет вызов метода:
объект.метод([параметры метода])
Например, обращение к методу say_hello() для вывода приветствия на консоль:
tom.say_hello() # Hello
В итоге данная программа выведет на консоль строку "Hello".
Если метод должен принимать другие параметры, то они определяются после параметра self, и при вызове подобного метода для них необходимо передать значения:
class Person: # определение класса Person
def say(self, message): # метод
print(message)
tom = Person()
tom.say("Hello METANIT.COM") # Hello METANIT.COM
Здесь определен метод say(). Он принимает два параметра: self и message. И для второго параметра - message при вызове метода необходимо передать значение.
self
Через ключевое слово self можно обращаться внутри класса к функциональности текущего объекта:
self.атрибут # обращение к атрибуту
self.метод # обращение к методу
Например, определим два метода в классе Person:
class Person:
def say(self, message):
print(message)
def say_hello(self):
self.say("Hello work") # обращаемся к выше определенному методу say
tom = Person()
tom.say_hello() # Hello work
Здесь в одном методе - say_hello() вызывается другой метод - say():
self.say("Hello work")
Поскольку метод say() принимает кроме self еще параметры (параметр message), то при вызове метода для этого параметра передается значение.
Причем при вызове метода объекта нам обязательно необходимо использовать слово self, если мы его не используем:
def say_hello(self):
say("Hello work") # ! Ошибка
То мы столкнемся с ошибкой
Конструкторы
Для создания объекта класса используется конструктор. Так, выше когда мы создавали объекты класса Person, мы использовали конструктор по умолчанию, который не принимает параметров и который неявно имеют все классы:
tom = Person()
Однако мы можем явным образом определить в классах конструктор с помощью специального метода, который называется __init__() (по два прочерка с каждой стороны). К примеру, изменим класс Person, добавив в него конструктор:
class Person:
# конструктор
def __init__(self):
print("Создание объекта Person")
def say_hello(self):
print("Hello")
tom = Person() # Создание объекта Person
tom.say_hello() # Hello
Итак, здесь в коде класса Person определен конструктор и метод say_hello(). В качестве первого параметра конструктор, как и методы, также принимает ссылку на текущий объект - self. Обычно конструкторы применяются для определения действий, которые должны производиться при создании объекта.
Теперь при создании объекта:
tom = Person()
будет производится вызов конструктора __init__() из класса Person, который выведет на консоль строку "Создание объекта Person".
Атрибуты объекта
Атрибуты хранят состояние объекта. Для определения и установки атрибутов внутри класса можно применять слово self. Например, определим следующий класс Person:
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # имя человека
self.age = 1 # возраст человека
tom = Person("Tom")
# обращение к атрибутам
# получение значений
print(tom.name) # Tom
print(tom.age) # 1
# изменение значения
tom.age = 37
print(tom.age) # 37
Теперь конструктор класса Person принимает еще один параметр - name. Через этот параметр в конструктор будет передаваться имя создаваемого человека.
Внутри конструктора устанавливаются два атрибута - name и age (условно имя и возраст человека):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.age = 1
Атрибуту self.name присваивается значение переменной name. Атрибут age получает значение 1.
Если мы определили в классе конструктор __init__, мы уже не сможем вызвать конструктор по умолчанию. Теперь нам надо вызывать наш явным образом опреледеленный конструктор __init__, в который необходимо передать значение для параметра name:
tom = Person("Tom")
Далее по имени объекта мы можем обращаться к атрибутам объекта - получать и изменять их значения:
print(tom.name) # получение значения атрибута name
tom.age = 37 # изменение значения атрибута age
В принципе нам необязательно определять атрибуты внутри класса - Python позволяет сделать это динамически вне кода:
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # имя человека
self.age = 1 # возраст человека
tom = Person("Tom")
tom.company = "Microsoft"
print(tom.company) # Microsoft
Здесь динамически устанавливается атрибут company, который хранит место работы человека. И после установки мы также можем получить его значение. В то же время подобное определение чревато ошибками. Например, если мы попытаемся обратиться к атрибуту до его определения, то программа сгенерирует ошибку:
tom = Person("Tom")
print(tom.company) # ! Ошибка - AttributeError: Person object has no attribute company
Для обращения к атрибутам объекта внутри класса в его методах также применяется слово self:
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # имя человека
self.age = 1 # возраст человека
def display_info(self):
print(f"Name: {self.name} Age: {self.age}")
tom = Person("Tom")
tom.display_info() # Name: Tom Age: 1
Здесь определяется метод display_info(), который выводит информацию на консоль. И для обращения в методе к атрибутам объекта применяется слово self: self.name и self.age
Создание объектов
Выше создавался один объект. Но подобным образом можно создавать и другие объекты класса:
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # имя человека
self.age = 1 # возраст человека
def display_info(self):
print(f"Name: {self.name} Age: {self.age}")
tom = Person("Tom")
tom.age = 37
tom.display_info() # Name: Tom Age: 37
bob = Person("Bob")
bob.age = 41
bob.display_info() # Name: Bob Age: 41
Здесь создаются два объекта класса Person: tom и bob. Они соответствуют определению класса Person, имеют одинаковый набор атрибутов и методов, однако их состояние будет отличаться.
При выполнении программы Python динамически будет определять self - он представляет объект, у которого вызывается метод. Например, в строке:
tom.display_info() # Name: Tom Age: 37
Это будет объект tom
А при вызове
bob.display_info()
Это будет объект bob
В итоге мы получим следующий консольный вывод:
Name: Tom Age: 37
Name: Bob Age: 41
