开局一张图Python人工智能从入门到精通
补充：
对象 -------------------------> 类
实例变量（属性） 类变量
实例方法 类方法（ @classmethond）
静态方法（ @staticmethond）（类内普通函数）
继承/派生
单继承：
一个子类只有一个父类
一个父类可以有多个子类
--------------------------------------------------------------------------------------------
用于类的函数：
issublclass（cls， cls_or_tuple）
判断这个类是否继承自其他类， 如果此cls是class
或tuple中的一个派生子类， 返回True 否则返回False
示例：
class A:
pass
class B(A):
pass
class C(B):
pass
issublclass(C, B) # True
issublclass(B, C) # False
issublclass(C, (int, str)) # False
issublclass(C, (int, B, str)) # True
封装 enclosure
封装是指隐藏类的实现细节，让使用者不关心这些细节
封装的目的是让使用者通过尽可能少的方法（或属性）操作对象
私有属性和私有方法：
python类中以双下划线（__）开头，
不以双下划线结尾的标识符为私有成员，私有成员或只能用类的方法进行访问和修改
以__开头的实例变量有私有属性
以__开头的方法有私有方法
示例：
class A: def __init__(self): self.__p1 = 100 # 私有属性 def show_A(self): print("self.__p1", self.__p1) self.__m1() # 可以调用自己的方法 def __m1(self): # 私有方法 print("__m1(self)方法被调用") a = A() a.show_A() # 100 # print(a.__p1) # 出错 不能在类外部访问a.__p1私有属性 也不能在子类中访问 # a.__m1() # 出错 不能在类外部访问a.__p1私有方法 也不能在子类中访问 class B(A): pass b = B() print(b.__p1) # 出错，子类不能访问父类的私有成员 b.__m1() # 出错 b._A__p1 = 200 # python的假封装可以用此方法访问 print(b.__p1) # 200
多态polymorphic：
什么是多态
就是多种状态
多态是指在继承/派生关系的类中，调用基类对象的方法，
实际能够调用子类的覆盖方法的现象叫多态
状态：
静态（编译时状态）执行速度快
动态（运行时状态）执行速度慢
说明：
多态调用方法与对象相关，不与类相关
Python的全部对象只有“运行时状态（动态）”
没有C++语言里的“编译时状态（静态）”
由于Python是解释执行的 是动态 没有静态
是在运行时编译（解释执行）
示例：
# Pytgon中的运行时状态 class Shape: def draw(self): print("Shape的 draw 方法被调用") class Point(Shape): def draw(self): print("画车") class Circle(Shape): def draw(self): print("画圈") # python无法实现静态 除非不出现任何覆盖 def my_draw(s): # 其他静态语言 def my_draw(Circle s) 指定调用者 无法进行改变 s.draw() # 此处显示出＂动态＂ s1 = Circle() s2 = Point() my_draw(s1) # 只有在调用时才能能确定调用哪一个 my_draw(s2)
面向对象不是编程而是一种思想
面向对象的语言的特征：
继承
封装
多态
多继承：multiple inheritance
多继承是指一个子类继承自两个或两个以上的基类
语法：
class 类名（基类名1， 基类名2， ...）
说明：
1.一个子类同时继承自多个父类，父类中的方法可以同时被继承下来
2.如果两个父类中同时有同名方法，而在子类中又没有覆盖此方法时，
调用结果难以确定 （也可以确定 C3算法）
示例：
class Car: def run(self, speed): print("汽车", speed, "Km/h 的速度行驶") class Plane: def fly(self, height): print("飞机以海拔", height, "米高度飞行") class PlaneCar(Plane, Car): '''同时继承Plane,Car的方法''' p1 = PlaneCar() p1.fly(10000) p1.run(300)
多继承的问题（缺陷）：
标识符冲突的问题
要谨慎使用继承
示例：
# 多继承名字冲突问题 class A: def m(self): print("A.m被调用") class B: def m(self): print("B.m被调用") class AB(A, B): # 优先调用先出现的父类 有先后顺序 pass ab = AB() ab.m() # A.m被调用 class BA(B, A): pass ba = BA() ba.m() # B.m被调用
多继承的MRO（Method Resolution Order）：
类的__mro__属性
__mro__ 是一个元组 里面存放类
此属性用来记录方法查找顺序
示例：
class A: def go(self): print("A") class B(A): def go(self): print("B") class C(A): def go(self): print("C") class D(B, C): def go(self): print("D") super().go() d = D() d.go() # B # 多继承的super调用关系一定是mro元组内的下一个类 和子父类没关系 # 如果没有方法则报错 调用算法（C3算法） # 正常调用也是mro顺序
函数重写：
在自定义类内添加相应的方法，让自定义类创建的实例
能像内建对象一样进行内建函数操作
对象转字符串函数：
repr（obj） 返回一个能代表此对象的表达式字符串，通常eval（repr（obj））== obj
（这个字符串通常给Python解释执行器运行用的）
str（obj） 返回的字符串（这个字符串通常给人阅读用的）
对象转字符串函数的重写方法：
repr（obj） 函数的重写方法：
def __repr__（self）：
pass
str（obj） 函数的重写方法：
def __str__（self）：
pass
说明：
1.str（obj）函数先查找， obj.str（）方法
调用此方法并返回结果
2.如果没有obj.__str__方法时，返回obj.__repr__（）
方法的结果并返回
3.如果obj.__repr__方法不存在，则调用obj类的__repr__
实例方法显示：<__main__.XXXX object at 0x7f4b1c36fa90>
示例：
class MyNumber: def __init__(self, value): '构造函数,初始化MyNumber' self.data = value def __str__(self): '''转换为人能够识别的字符串''' print("__str__方法被调用") return "自定义数字类型对象：%d" % self.data def __repr__(self): '''转换为eval能够识别的字符串''' return 'MyNumber(%d)' % self.data n1 = MyNumber(100) n2 = MyNumber(200) print("repr(n1):--->", repr(n1)) print("strr(n2):--->", str(n2)) print("strr(n2):--->", n2.__str__())
其他内建函数的重写方法：
__abs__ abs（obj） 函数
__len__ len(obj) 函数（必须返回整数）
__reversed__ reversed(obj) 函数（必须返回可迭代对象）
__round__ round(obj) 函数
示例：
# 函数重写 class MyNumber: def __init__(self, v): self.data = v def __repr__(self): return 'MyNumber(%d)' % self.data def __abs__(self): '''__abs__函数重写 求绝对值函数''' # return -self.data v = abs(self.data) return MyNumber(v) # 创建一个新的MyNumber对象 def __len__(self): '''__len__函数重写 求长度函数''' # return len(self.data) i = 0 for x in self.data: i += 1 return i i1 = MyNumber(-10) print(i1) i2 = abs(i1) print(i2) i3 = MyNumber("123d5sa") print(len(i3))
数据转换函数的重写：
__complex__ complex(obj) 函数
__int__ int(obj) 函数
__float__ float(obj) 函数
__bool__ bool(obj) 函数
示例：
数据转换构造函数重写 class MyNumber: def __init__(self, v): self.data = v def __repr__(self): return 'MyNumber(%d)' % self.data def __int__(self): # return 999999 # 可以自定义返回规则 return self.data n1 = MyNumber(100) x = int(n1) print(type(x)) # <class 'int'> print(bool(n1)) # True n2 = MyNumber(0) print(bool(n2)) # True # 默认返回 # True
布尔测试函数重写：
格式：
__bool__
作用：
用于bool（obj）函数取值
用于if语句的真值表达式中
说明：
1.当自定义的类内有__bool__(self)
方法时，此方法的返回值为bool（obj）的返回值
2.当不存在__bool__(self)，bool（x）
返回__len__（self）方法的返回值是否为零来测试布尔值
3.当不存在__len__方法时，则直接返回True
示例：
# bool(x)函数重写 class MyList: '''自定义类型的列表，用来保存数据，内部用列表来储存数据''' def __init__(self, iterable): self.data = [x for x in iterable] def __repr__(self): return " MyList(%s)" % self.data def __len__(self): '''返回长度''' print("__bool__方法被调用") return len(self.data) # def __bool__(self): # print("__bool__方法被调用") # return False # 此处定义所有对象返回False def __bool__(self): print("__bool__方法被调用") for x in self.data: if not x: return False return True # 自定义返回规则（这就是函数重写） myl = MyList((1, 2, -3, 4, -5, 5)) print(myl) print(bool(myl)) if myl: print("myl是真值") else: print("myl是假值")
迭代器（高级）：
什么是迭代器：
可以通过next（it）函数取值的对象就是迭代器
迭代器协议：
迭代器是指对象能够使用next函数获取下一项数据，
在没有下一项数据时触发一个StopIteration异常来终止迭代的重写
迭代器协议实现方法：
__next__（self） 方法来实现迭代协议
语法形式：
class MyIterator：
def __next__(self):
迭代器协议
return 数据
什么是可迭代对象：
是指用 iter（obj） 函数返回迭代对象（实例）
可迭代对象内部需要定义__iter__（self）方法来返回迭代器对象
# 此示例示意让自定义的作为可迭代对象能让 for 语句迭代访问 class MyList: '''创建MyList类''' def __init__(self, iterable=()): '''初始化self iterable:可迭代对象 ''' # 用iterable生成列表 self.data = [x for x in iterable] def __repr__(self): '''返回一个MyList字符串''' return 'MyList(%s)' % self.data def __iter__(self): '''此方法必须返回一个迭代器对象 此方法创建一个迭代器对象并返回 ''' return MyListIterator(self.data) class MyListIterator: '''此类用来创建迭代器,此类型的迭代器可以迭代访问 MyList类型的对象''' def __init__(self, lst): self.data = lst self.cur_index = 0 # 初始化迭代器的起始位置 def __next__(self): '''此方法用于实现迭代器协议''' if self.cur_index >= len(self.data): # 如果索引越界就发终止迭代通知 raise StopIteration value = self.data[self.cur_index] # 要返回的值 self.cur_index += 1 return value myl = MyList([0, -1, 2, -3]) print(myl) # it = iter(myl) # print(next(it)) for x in myl: # 迭代访问自定义类型的可迭代对象 print(x)
练习:
写一个类Bicycle类 ,有 run方法.调用时显示骑行里程km
class Bicycle:
def run(self, km):
print('自行车骑行了', km, '公里')
再写一个类EBicycle(电动自行车类), 在Bicycle类的基础上添加了电池电量 volume 属性, 有两个方法:
1. fill_charge(self, vol) 用来充电, vol为电量
2. run(self, km) 方法每骑行10km消耗电量1度,同时显示当前电量,当电量耗尽时调用 父类的run方法继续骑行
b = EBicycle(5) # 新买的电动有内有5度电
b.run(10) # 电动骑行了10km还剩 4 度电
b.run(100) #电动骑行了40km,还剩0度电,其余60用脚登骑行
b.fill_charge(10) # 又充了10度电
b.run(50) # 骑行了50公里剩5度电
答案：
class Bycycle: def run(self, km): '''自行车''' print("自行车骑行了", km, "公里") class EBycyle(Bycycle): def __init__(self, volume=0): '''初始化电动车''' self.volume = volume print("新买的电动车有", volume, "度电") def fill_charge(self, vol): '''冲电''' self.volume += vol print("又冲了", vol, "度电") def run(self, km): self.volume -= (km / 10) # 减去使用的电量 x = abs(self.volume) * 10 # 计算超出的公里 if self.volume < 0: # 判断是否超出电量 self.volume = 0 print("电动车骑行了", km, "千米 还剩", self.volume, "度电 其余", x, "千米用脚蹬") else: print("电动车骑行了", km, "千米 还剩", self.volume, "度电") b = EBycyle(10) b.run(10) b.run(100) b.fill_charge(10) b.run(50) # 新买的电动车有 10 度电 # 电动车骑行了 10 千米 还剩 9.0 度电 # 电动车骑行了 100 千米 还剩 0 度电 其余 10.0 千米用脚蹬 # 又冲了 10 度电 # 电动车骑行了 50 千米 还剩 5.0 度电 b = EBycyle(50) b.run(10) b.run(100) b.fill_charge(10) b.run(50) # 新买的电动车有 50 度电 # 电动车骑行了 10 千米 还剩 49.0 度电 # 电动车骑行了 100 千米 还剩 39.0 度电 # 又冲了 10 度电 # 电动车骑行了 50 千米 还剩 44.0 度电
练习:
1. 修改原有的学生信息管理系统, 将学生对象的,全部属性
都变为私有属性,不让外部直接访问来实现封装
源码：
https://pan.baidu.com/s/1szQDS5cfzVHLlZrrJcCs8A
2. 写一个列表类MyList实现存储整数列表,写类的定义如下:
class MyList:
def __init__(self, iterator):
self.data = ...
让此类的对象能用for语句进行迭代访问
L = MyList(range(5))
print(L)
L2 = [x ** 2 for x in L]
print(L2) # [0, 1, 4, 9, 16]
答案：
class MyList: def __init__(self, iterable=()): self.lst = [x for x in iterable] def __repr__(self): return "%s" % self.lst def __iter__(self): return MyIterable(self.lst) class MyIterable: def __init__(self, lst): self.lst = lst self.myindex = 0 def __next__(self): if self.myindex >= len(self.lst): raise StopIteration value = self.lst[self.myindex] self.myindex += 1 return value L = MyList(range(5)) print(L) for x in L: print(x) L2 = [x ** 2 for x in L] print(L2)
3. 写一个类Fibonacci 实现迭代器协议 ,此类的对象可以作为可迭代对象生成相应的斐波那契数
1 1 2 3 5
class Fibonacci:
def __init__(self, n) # n代表数据的个数
...
...
实现如下操作:
for x in Fibonacci(10):
print(x) # 1 1 3 5 8 ....
L = [x for x in Fibonacii(50)]
print(L)
F = fibonicci(30)
print(sum(F))
答案：
直接继承第二题的类
class Fibonicci(MyList): def __init__(self, n): L = [1, 1] for _ in range(n - 2): L.append(L[-1] + L[-2]) self.lst = L for x in Fibonicci(10): print(x) # 1 1 3 5 8 .... L = [x for x in Fibonicci(50)] print(L) F = Fibonicci(30) print(F) print(sum(F))
