Атрибуты класса и переменные экземпляра класса в Python
Переменные экземпляра класса предназначены для данных, уникальных для каждого экземпляра класса, а переменные класса (атрибуты данных класса) — для атрибутов и методов, общих для всех экземпляров класса.
Python вызывает специальный метод __init__() , который называют конструктором класса, каждый раз при создании нового экземпляра класса.
class Dog: # атрибут данных (переменная класса), # общая для всех экземпляров класса kind = 'canine' def __init__(self, name): # переменная экземпляра класса # уникальна для каждого экземпляра self.name = name >>> d = Dog('Fido') >>> e = Dog('Buddy') # переменная `kind` будет общая для # всех экземпляров объекта `Dog` >>> d.kind # 'canine' >>> e.kind # 'canine' # переменная `name` будет уникальна # для каждого из экземпляров >>> d.name # 'Fido' >>> e.name # 'Buddy'
Как говорилось в материале «Классы в языке Python», общие данные могут иметь неожиданный эффект при использовании изменяемых объектов, таких как списки и словари. Например, список tricks (трюки, которые может делать отдельная собака) в примере ниже не следует использовать как атрибут данных/переменную класса, потому что для всех экземпляров класса Dog будет использоваться только один атрибут данных tricks :
class Dog: # ошибочное использование атрибута tricks - # переменной класса tricks = [] def __init__(self, name): self.name = name def add_trick(self, trick): self.tricks.append(trick) >>> d = Dog('Fido') >>> e = Dog('Buddy') >>> d.add_trick('roll over') >>> e.add_trick('play dead') # неожиданно разделяется всеми собаками >>> d.tricks # ['roll over', 'play dead']
Правильный дизайн класса должен использовать tricks не как атрибут данных класса, а как переменную экземпляра класса:
class Dog: def __init__(self, name): self.name = name # создает новый пустой список # трюков для каждой собаки self.tricks = [] def add_trick(self, trick): self.tricks.append(trick) >>> d = Dog('Fido') >>> e = Dog('Buddy') >>> d.add_trick('roll over') >>> e.add_trick('play dead') >>> d.tricks # ['roll over'] >>> e.tricks # ['play dead']
Если одно и то же имя атрибута встречается как в экземпляре класса, так и в самом классе, то поиск атрибута определяет приоритет экземпляра класса:
>>> class Warehouse: purpose = 'storage' region = 'west' >>> w1 = Warehouse() >>> print(w1.purpose, w1.region) # storage west >>> w2 = Warehouse() >>> w2.region = 'east' >>> print(w2.purpose, w2.region) # storage east
На атрибуты данных класса могут ссылаться как методы, так и обычные пользователи — «клиенты» объекта. Другими словами, классы не могут использоваться для реализации чисто абстрактных типов данных. Фактически, ничто в Python не позволяет принудительно скрывать данные — все основано на соглашении.
Клиенты должны использовать переменные класса с осторожностью — клиенты могут испортить инварианты, поддерживаемые методами, изменив их атрибуты данных. Обратите внимание, что клиенты могут добавлять свои собственные атрибуты данных к объекту экземпляра, не влияя на достоверность методов, до тех пор, пока избегаются конфликты имен — опять же, соглашение об именовании может сэкономить здесь много головной боли.
В Python нет сокращений для ссылки на атрибуты данных или другие методы изнутри методов. Это повышает удобочитаемость методов: нет возможности путать локальные переменные и переменные экземпляра при просмотре метода.
Вместо использования привычной точечной нотации для доступа к атрибутам можно использовать встроенные функции:
- getattr(obj, name [, default]) — для доступа к атрибуту name объекта класса obj .
- hasattr(obj, name) — проверить, есть ли в классе obj атрибут name .
- setattr(obj, name, value) — задать атрибут name со значением value . Если атрибут не существует, он будет создан.
- delattr(obj, name) — удалить атрибут name из объекта класса obj .
Встроенные атрибуты класса.
Классы Python хранят встроенные атрибуты, к которым можно получить доступ как к любому другому атрибуту данных.
- __dict__ — словарь, содержащий пространство имен класса.
- __doc__ — строка документации класса. None если, документация отсутствует.
- __name__ — имя класса.
- __module__ — имя модуля, в котором определяется класс.
- __bases__ — кортеж, содержащий базовые классы, в порядке их появления. Кортеж будет пустым, если наследование не было.
- __mro__ — Порядок разрешения методов в множественном наследовании.
Где хранятся атрибуты класса и экземпляра класса?
Python не был бы Python без четко определенного и настраиваемого поведения атрибутов. Атрибуты в Python хранятся в магическом методе с именем __dict__ . Получить доступ к нему можно следующим образом:
class MyClass: class_attr = "Class" def __init__(self): self.instance_attr = "Instance" >>> my_object = MyClass() # атрибут экземпляра класса >>> my_object.__dict__ # # атрибут экземпляра класса >>> MyClass.__dict__['class_attr'] # 'Class' >>> my_object.class_attr 'Class' >>> my_object.instance_attr 'Instance'
- ОБЗОРНАЯ СТРАНИЦА РАЗДЕЛА
- Пространство имен и область видимости в классах
- Определение классов
- Объект класса и конструктор класса
- Создание экземпляра класса
- Метод экземпляра класса
- Что такое метод класса и зачем нужен
- Что такое статический метод в классах Python и зачем нужен
- Атрибуты класса и переменные экземпляра класса
- Кэширование методов экземпляра декоратором lru_cache
- Закрытые/приватные методы и переменные класса Python
- Наследование классов
- Множественное наследование классов
- Абстрактные классы
- Перегрузка методов в классе Python
- Что такое миксины и как их использовать
- Класс Python как структура данных, подобная языку C
- Создание пользовательских типов данных
- Специальные (магические) методы класса Python
- Базовая настройка классов Python магическими методами
- Настройка доступа к атрибутам класса Python
- Дескриптор класса для чайников
- Протокол дескриптора класса
- Практический пример дескриптора
- Использование метода .__new__() в классах Python
- Специальный атрибут __slots__ класса Python
- Специальный метод __init_subclass__ класса Python
- Определение метаклассов metaclass
- Эмуляция контейнерных типов в классах Python
- Другие специальные методы класса
- Как Python ищет специальные методы в классах
- Шаблон проектирования Фабрика и его реализация
Переменные класса и экземпляра в Python 3
В объектно-ориентированном программировании переменные можно использовать на уровне класса или объекта. Переменная – это символ, который заменяет какое-либо значение в программе.
Если какая-либо переменная будет иметь одно и то же значение во всех объектах программы, её можно определить на уровне класса. Если значение переменной будет изменяться в зависимости от объекта, такую переменную нужно определить на уровне экземпляра (объекта).
DRY (don’t repeat yourself, рус. не повторяйся) – это принцип программирования, который подразумевает снижение повторений кода в рамках программы.
Данное руководство научит пользоваться переменными класса и объектными переменными (или переменными экземпляра) в объектно-ориентированном программировании в Python.
Переменные класса
Переменные класса определяются на уровне класса и применяются ко всем объектам, созданным на его основе. Такая переменная, как правило, имеет одно и то же значение внутри всех объектов на основе этого класса (если только она не используется для инициализации переменной).
Переменная класса, определяемая вне метода, как правило, пишется под заголовком класса и перед методом конструктора и другими методами.
Переменная класса выглядит так:
class Shark:
animal_type = «fish»
Создайте тестовую программу shark.py. В этом файле можно создать экземпляр класса Shark (например, new_shark) и вывести переменную с помощью точечной нотации:
class Shark:
animal_type = «fish»
new_shark = Shark()
print(new_shark.animal_type)
python shark.py
fish
Программа отобразила значение переменной.
Добавьте в класс больше переменных и отобразите их:
class Shark:
animal_type = «fish»
location = «ocean»
followers = 5
new_shark = Shark()
print(new_shark.animal_type)
print(new_shark.location)
print(new_shark.followers)
Как и другие виды переменных Python, переменные класса могут содержать любой тип данных. В данной программе переменные будут содержать строки и целые числа.
Снова запустите программу:
На экране появится:
Объект new_shark имеет доступ ко всем переменным класса и может отобразить их на экране.
Объектные переменные
Объектные переменные имеют индивидуальное значение внутри того или иного объекта.
В отличие от переменных класса, объектные переменные определяются внутри метода.
К примеру, в классе Shark переменные name и age являются объектными.
class Shark:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
Объектные переменные определяются при создании класса Shark, а затем передаются объекту в качестве параметров метода конструктора или другого метода.
class Shark:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
new_shark = Shark(«Wally», 5)
Как и переменные класса, объектные переменные можно отобразить:
class Shark:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
new_shark = Shark(«Wally», 5)
print(new_shark.name)
print(new_shark.age)
python shark.py
Wally
5
Полученный результат состоит из значений переменных, которые были инициализированы для объекта new_shark.
Создайте ещё один объект класса Shark (например, stevie):
class Shark:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
new_shark = Shark(«Wally», 5)
print(new_shark.name)
print(new_shark.age)
stevie = Shark(«Stevie», 8)
print(stevie.name)
print(stevie.age)
Объект stevie, как и объект new_shark, передает индивидуальные параметры экземпляра класса Shark.
Объектные переменные имеют разные значения внутри каждого объекта.
Работа с переменными класса и объекта
Переменные класса и объектные переменные часто используются вместе. Давайте рассмотрим пример кода, в котором использованы оба вида переменных.
# Переменные класса
animal_type = «fish»
location = «ocean»
# Метод конструктора с объектными переменными name и age
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# Метод с объектной переменной followers
def set_followers(self, followers):
print(«This user has » + str(followers) + » followers»)
def main():
# Первый объект определяет объектные переменные метода конструктора
wally = Shark(«Wally», 5)
# Отображение объектной переменной name
print(wally.name)
# Отображение переменной класса location
print(wally.location)
# Второй объект
stevie = Shark(«Stevie», 8)
# Отображение объектной переменной name
print(stevie.name)
# Использование метода set_followers и передача объектной переменной followers
stevie.set_followers(77)
# Отображение переменной класса animal_type
print(stevie.animal_type)
if __name__ == «__main__»:
main()
Вы получите такой результат:
Wally
ocean
Stevie
This user has 77 followers
fish
Заключение
В объектно-ориентированном программировании переменные на уровне класса называются переменными класса, а переменные на уровне объекта называются объектными переменными.
Переменные класса можно использовать для инициализации объектов с определенным значением, присвоенным переменным. Объектные переменные имеют индивидуальное значение внутри каждого объекта.
Это позволяет разрабатывать программы по принципу DRY и уменьшить повторение кода.
Понимание переменных класса и экземпляра в Python 3
При изучении объектно-ориентированного программирования на Python может возникнуть несколько сложностей, когда дело доходит до разграничения переменных класса и экземпляра. В этом руководстве я объясню разницу между переменными класса и экземпляра и приведу примеры, демонстрирующие различные варианты использования.
Переменные класса и экземпляра
Во-первых, быстрый обзор, если вы новичок в объектно-ориентированном программировании. Класс — это шаблон для создания объектов, а экземпляр — это сам объект. Классы часто представляют что-то в реальном мире, так что представьте, хотите ли вы создать класс, списка студентов. Вы можете создать класс с именем Student, который представляет собой шаблон, который определяет различные атрибуты студента. Таким образом, каждый студент является экземпляром класса Student.
При работе с данными любого типа некоторые атрибуты будут уникальными, а некоторые будут общими. Рассмотрим пример с учениками: у каждого учащегося в этом классе один и тот же номер и один учитель, но у каждого из них есть уникальное имя, возраст и любимый предмет.
Переменные класса
Переменные класса обычно являются переменными, которые являются общими для всех экземпляров. И они определены так:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones' # переменная класса
Каждый экземпляр класса будет иметь одинаковое значение для этих переменных:
tom = Student() susan = Student() print(tom.teacher) >> "Mrs. Jones" print(susan.teacher) >> "Mrs. Jones"
Переменные экземпляра
Переменные экземпляра (также называемые атрибутами данных) уникальны для каждого экземпляра класса и определяются в методе класса, например:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones' # переменная класса def __init__(self, name): self.name = name # переменная экземпляра
Посмотрите, как каждый экземпляр теперь содержит уникальное значение name:
tom = Student('Tom') susan = Student('Susan') print(tom.name) >> "Tom" print(susan.name) >> "Susan"
Резюме
Это был только базовый обзор переменных класса и экземпляра. Мы углубимся в следующие шаги, но наиболее важный вывод заключается в том, что переменные класса обычно используются для значений, которые являются общими для всех экземпляров класса, в то время как переменные экземпляра используются для значений, уникальных для каждого экземпляра.
Чего ожидать от переменных класса
Переменные класса являются общими для всех экземпляров класса. Напоминаем, что они определены так:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones'
Иными словами, переменные класса ссылаются на одно и то же место в памяти. Смотрите следующее:
tom = Student() susan = Student() id(tom.teacher) == id(susan.teacher) >> True
Функция id возвращает адрес объекта в памяти для реализации CPython.
Таким образом, с помощью функции id мы можем подтвердить, что атрибут teacher ссылается на то же место в памяти.
Изменение переменной класса
Что произойдет, если мы изменим переменную класса даже после создания экземпляров?
tom = Student() tom.teacher >> Mrs. Jones Student.teacher = 'Mr. Smith' tom.teacher >> Mr. Smith
Как и следовало ожидать, поскольку переменная teacher ссылается на общее местоположение в памяти, она также обновляется в экземпляре.
Изменение переменной экземпляра
Это, вероятно, наиболее очевидное и ожидаемое поведение, поэтому не стесняйтесь пропустить этот шаг. Но я все же покажу несколько примеров для полноты.
Рассмотрим наш класс Student с переменными класса и экземпляра:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones' def __init__(self, name): self.name = name
Мы видим, что каждый экземпляр класса имеет уникальный адрес памяти для имени:
tom = Student('Tom') susan = Student('Susan') id(tom.name) == id(susan.name) >> False
Как и следовало ожидать, обновление атрибута name в одном экземпляре не влияет на другой:
tom.name >> Tom susan.name >> Susan tom.name = 'Thomas' tom.name >> Thomas susan.name >> Susan
Переменные экземпляра переопределяют переменные класса (и методы)
Важно отметить, что переменные экземпляра (или атрибуты данных) переопределяют переменные класса.
tom = Student() susan = Student() id(tom.teacher) == id(susan.teacher) >> True
Что произойдет, если мы изменим атрибут teacher прямо в одном из случаев:
tom.teacher = 'Mr. Clark'
Это важно отметить: переменные экземпляров не нужно объявлять, они создаются всякий раз, когда им присваиваются, а переменные экземпляра переопределяют переменные класса. Это означает, что в экземпляре Tom teacher больше не ссылается на переменную класса, а на вновь созданную переменную экземпляра.
И, естественно, экземпляр Сьюзен не затронут:
tom.teacher >> Mr. Clark susan.teacher >> Mrs. Jones
Надеюсь, вы видите, как такое поведение может привести к путанице. По этой причине важно сохранять организованные имена переменных. Если переменная объявлена как переменная класса, она (обычно) не должна быть переопределена. Переменные экземпляра могут быть определены в очевидных местах, например, метод __init__. Часто хорошо придумать соглашение об именовании переменных. Например, методы класса должны быть глаголами, существительными переменных класса и существительными переменных экземпляра с префиксом «_».
Использование изменяемых объектов в качестве переменных класса
В связи с предыдущим шагом, будьте осторожны при использовании изменяемых объектов в качестве переменных класса. Вы можете быть удивлены поведением.
Представьте, что мы хотим получить список результатов тестов студента. Мы могли бы составить такой класс:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones' test_scores = [] def __init__(self, name): self.name = name def add_score(self, score): self.test_scores.append(score)
У нас есть переменная класса для хранения баллов, и у нас есть метод класса для добавления баллов. Теперь давайте добавим несколько баллов.
tom = Student('Tom') susan = Student('Susan') tom.add_score(90) susan.add_score(100)
Можете ли вы угадать, какую ошибку мы только что сделали?
tom.test_scores >> [90, 100]
Да, test_scores — это переменная класса, а не переменная экземпляра. Каждый экземпляр просто добавляет значения в переменную класса. Мы действительно хотим, чтобы каждый экземпляр содержал свой собственный список test_scores.
Так что лучший класс может выглядеть так:
class Student: teacher = 'Mrs. Jones' def __init__(self, name): self.name = name self.test_scores = [] def add_score(self, score): self.test_scores.append(score)
И теперь наша проблема решена!
Заключение
Надеюсь, вы узнали разницу между переменными класса и экземпляра и что ожидать от каждой из них. Если я что-то упустил в этом руководстве или у вас есть отличные примеры путаницы переменных класса и экземпляра, пожалуйста, прокомментируйте ниже. Я был бы рад добавить их в это руководство!
Как обратиться к значениям переменной одного класса из метода другого класса
Передача значения переменной из метода одного класса в метод другого класса
Добрый вечер! Есть основная форма Form1 в которой есть метод private void button1_Click(object.
Как обратиться к методу из другого метода внутри одного и того же класса
Доброго времени суток. Продолжаю изучение C#, и вот моя третья тема (или четвертая, за сегодня) с.
Как получить доступ к переменной находящейся в одном методе из другого метода в пределах одного класса
Привет всем! Очередной вопрос новичка, допустим, у меня есть метод 1, в котором назначена.
Как из одного метода обратиться к переменной другого?
Как в методе print вывести переменную f из метода SetC? -(void) setC: (float) f< .
5890 / 3348 / 1034
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 9,977
В eat можно передавать аргументом холодильник, из которого должна браться хавочка
Регистрация: 17.04.2022
Сообщений: 12
Jabbson,
Это понятно, я знаю, что я очень туплю где-то, но хоть убей не могу понять где
Вот, что у меня получилось, но ничего не работает
(задача в том, что при вызове функции eat() любой объект поел бы, но свою еду, при этом количество еды в доме должно уменьшаться)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
class Family: def __init__(self): self.house = House() print('Введите имена членов семьи') husband = Husband(input()) wife = Wife(input()) cat = Cat(input()) self.fam = [husband, wife, cat] class House: money = 100 people_food = 50 cat_food = 30 dirt = 0 class Animals: hunger = 30 saturation_coefficient = 1 eating = 30 def __init__(self, name): self.name = name def eat(self, house): if isinstance(self, Cat): self.eat2(house.cat_food) else: self.eat2(house.people_food) def eat2(self, food): if food self.eating: self.hunger += food * self.saturation_coefficient food -= food else: self.hunger += self.eating * self.saturation_coefficient food -= self.eating class Cat(Animals): saturation_coefficient = 2 eating = 10 class People(Animals): happiness = 100 class Husband(People): happiness = 100 class Wife(People): happiness = 100 fam = Family() for i in fam.fam: if isinstance(i, Animals): print('Животное') if isinstance(i, Cat): print('кот') if isinstance(i, People): print('Человек') i.eat(fam.house) print(i.hunger) print(fam.house.people_food) print(fam.house.cat_food)