Как проверить, является ли объект экземпляром класса в Python

Введение

В этом практическом занятии (лабораторной работе) вы исследуете классы и экземпляры в Python и узнаете, как проверить, является ли объект экземпляром класса. Вы начнете с создания класса Dog с атрибутами класса и экземпляра, а затем создадите экземпляры класса Dog и обратитесь к их атрибутам.

Затем вы научитесь использовать функцию isinstance() для проверки типа и сравните ее с функцией type() для точного соответствия. Это позволит вам определить, принадлежит ли объект определенному классу или подклассу этого класса, что даст более глубокое понимание объектно-ориентированного программирования в Python.

Изучить классы и экземпляры

На этом этапе вы узнаете о классах и экземплярах в Python. Классы похожи на чертежи для создания объектов, а экземпляры - это фактические объекты, созданные по этим чертежам. Понимание классов и экземпляров является фундаментом объектно-ориентированного программирования в Python.

Сначала создадим простой класс с именем Dog.

Откройте редактор VS Code в среде LabEx.
Создайте новый файл с именем dog.py в директории ~/project.
```
~/project/dog.py
```
Добавьте следующий код в файл dog.py:
```
## Define a class called Dog
class Dog:
    ## Class attribute
    species = "Canis familiaris"

    ## Instance attribute
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
```
Здесь мы определяем класс с именем Dog. Атрибут species является атрибутом класса, то есть он общий для всех экземпляров класса Dog. Метод __init__ - это специальный метод, называемый конструктором. Он используется для инициализации атрибутов экземпляра name и age при создании нового объекта класса Dog.
Теперь создадим экземпляры класса Dog. Добавьте следующий код в конец файла dog.py:
```
## Create instances of the Dog class
buddy = Dog("Buddy", 9)
miles = Dog("Miles", 4)

## Access instance attributes
print(f"{buddy.name} is {buddy.age} years old.")
print(f"{miles.name} is {miles.age} years old.")

## Access class attribute
print(f"{buddy.name} is a {buddy.species}.")
print(f"{miles.name} is a {miles.species}.")
```
В этой части мы создаем два экземпляра класса Dog: buddy и miles. Затем мы обращаемся к их атрибутам экземпляра (name и age) и атрибуту класса (species) с помощью точечной нотации (.).
Чтобы запустить скрипт dog.py, откройте терминал в VS Code и выполните следующую команду:
```
python dog.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
Buddy is 9 years old.
Miles is 4 years old.
Buddy is a Canis familiaris.
Miles is a Canis familiaris.
```
Этот вывод подтверждает, что вы успешно создали экземпляры класса Dog и обратились к их атрибутам.

Использовать isinstance() для проверки типа

На этом этапе вы узнаете, как использовать функцию isinstance() в Python для проверки, является ли объект экземпляром определенного класса. Это полезный инструмент для обеспечения корректной обработки различных типов объектов в вашем коде.

Построим на основе класса Dog из предыдущего этапа и создадим новый файл Python для изучения функции isinstance().

Откройте редактор VS Code в среде LabEx.
Создайте новый файл с именем type_check.py в директории ~/project.
```
~/project/type_check.py
```
Скопируйте определение класса Dog из файла dog.py в файл type_check.py. Теперь ваш файл type_check.py должен выглядеть следующим образом:
```
class Dog:
    species = "Canis familiaris"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
```
Теперь добавим некоторый код для использования функции isinstance(). Добавьте следующий код в конец файла type_check.py:
```
## Create instances of the Dog class
buddy = Dog("Buddy", 9)
miles = Dog("Miles", 4)

## Check if buddy is an instance of the Dog class
print(isinstance(buddy, Dog))

## Check if miles is an instance of the Dog class
print(isinstance(miles, Dog))

## Check if a string is an instance of the Dog class
print(isinstance("Hello", Dog))
```
Здесь мы создаем два экземпляра класса Dog, buddy и miles. Затем мы используем функцию isinstance() для проверки, являются ли эти экземпляры объектами типа Dog. Мы также проверяем, является ли строка "Hello" экземпляром класса Dog.
Чтобы запустить скрипт type_check.py, откройте терминал в VS Code и выполните следующую команду:
```
python type_check.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
True
True
False
```
Вывод показывает, что buddy и miles действительно являются экземплярами класса Dog, в то время как строка "Hello" - нет.

Сравнение с использованием type() для точного соответствия

На этом этапе вы узнаете, как использовать функцию type() в Python и сравнить ее с функцией isinstance() для проверки типа. В то время как функция isinstance() проверяет, является ли объект экземпляром класса или его подкласса, функция type() возвращает точный тип объекта.

Для иллюстрации различия создадим подкласс класса Dog и затем используем как isinstance(), так и type() для проверки типа экземпляров.

Откройте редактор VS Code в среде LabEx.
Измените файл type_check.py в директории ~/project.
```
~/project/type_check.py
```
Добавьте новый класс с именем GermanShepherd, который наследуется от класса Dog. Теперь ваш файл type_check.py должен выглядеть следующим образом:
```
class Dog:
    species = "Canis familiaris"

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

class GermanShepherd(Dog):
    def __init__(self, name, age, training_level):
        super().__init__(name, age)
        self.training_level = training_level
```
Здесь GermanShepherd - это подкласс класса Dog. Он наследует атрибуты name и age от класса Dog и добавляет новый атрибут training_level.

Теперь добавим некоторый код для использования функций isinstance() и type(). Добавьте следующий код в конец файла type_check.py:

## Create instances of the Dog and GermanShepherd classes
buddy = Dog("Buddy", 9)
sparky = GermanShepherd("Sparky", 3, "Advanced")

## Check types using isinstance()
print(f"buddy isinstance Dog: {isinstance(buddy, Dog)}")
print(f"sparky isinstance Dog: {isinstance(sparky, Dog)}")
print(f"sparky isinstance GermanShepherd: {isinstance(sparky, GermanShepherd)}")

## Check types using type()
print(f"type(buddy) == Dog: {type(buddy) == Dog}")
print(f"type(sparky) == Dog: {type(sparky) == Dog}")
print(f"type(sparky) == GermanShepherd: {type(sparky) == GermanShepherd}")

В этой части мы создаем экземпляр класса Dog (buddy) и экземпляр класса GermanShepherd (sparky). Затем мы используем isinstance() и type() для проверки их типов.

Чтобы запустить скрипт type_check.py, откройте терминал в VS Code и выполните следующую команду:
```
python type_check.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
buddy isinstance Dog: True
sparky isinstance Dog: True
sparky isinstance GermanShepherd: True
type(buddy) == Dog: True
type(sparky) == Dog: False
type(sparky) == GermanShepherd: True
```
Вывод показывает, что isinstance(sparky, Dog) возвращает True, потому что sparky является экземпляром класса GermanShepherd, который является подклассом класса Dog. Однако type(sparky) == Dog возвращает False, потому что type(sparky) возвращает точный тип, который является GermanShepherd, а не Dog.

Резюме

В этом практическом занятии вы изучили основы классов и экземпляров в Python. Вы узнали, как определить класс, включая атрибуты класса и атрибуты экземпляра, инициализируемые в конструкторе __init__.

Затем вы создали экземпляры класса Dog, присвоив значения их конкретным атрибутам. Наконец, вы обратились как к атрибутам экземпляра (имя, возраст), так и к атрибуту класса (вид) с использованием точечной нотации, показав, как получать информацию, связанную с объектами и их классами.