• Day21:面向对象的软件开发、反射、对象的内置方法


    一、面向对象软件开发的过程

    面向对象的软件工程包括下面几个部:

    1.面向对象分析(object oriented analysis ,OOA)

        软件工程中的系统分析阶段,要求分析员和用户结合在一起,对用户的需求做出精确的分析和明确的表述,从大的方面解析软件系统应该做什么,而不是怎么去做。面向对象的分析要按照面向对象的概念和方法,在对任务的分析中,从客观存在的事物和事物之间的关系,贵南出有关的对象(对象的‘特征’和‘技能’)以及对象之间的联系,并将具有相同属性和行为的对象用一个类class来标识。

        建立一个能反映这是工作情况的需求模型,此时的模型是粗略的。

    2 面向对象设计(object oriented design,OOD)

        根据面向对象分析阶段形成的需求模型,对每一部分分别进行具体的设计。

        首先是类的设计,类的设计可能包含多个层次(利用继承与派生机制)。然后以这些类为基础提出程序设计的思路和方法,包括对算法的设计。

        在设计阶段并不牵涉任何一门具体的计算机语言,而是用一种更通用的描述工具(如伪代码或流程图)来描述。

    3 面向对象编程(object oriented programming,OOP)

        根据面向对象设计的结果,选择一种计算机语言把它写成程序,可以是python。

    4 面向对象测试(object oriented test,OOT)

        在写好程序后交给用户使用前,必须对程序进行严格的测试,测试的目的是发现程序中的错误并修正它。

        面向对的测试是用面向对象的方法进行测试,以类作为测试的基本单元。

    5 面向对象维护(object oriendted soft maintenance,OOSM)

        正如对任何产品都需要进行售后服务和维护一样,软件在使用时也会出现一些问题,或者软件商想改进软件的性能,这就需要修改程序。

        由于使用了面向对象的方法开发程序,使用程序的维护比较容易。

        因为对象的封装性,修改一个对象对其他的对象影响很小,利用面向对象的方法维护程序,大大提高了软件维护的效率,可扩展性高。

        在面向对象方法中,最早发展的肯定是面向对象编程(OOP),那时OOA和OOD都还没有发展起来,因此程序设计者为了写出面向对象的程序,还必须深入到分析和设计领域,尤其是设计领域,那时的OOP实际上包含了现在的OOD和OOP两个阶段,这对程序设计者要求比较高,许多人感到很难掌握。

        现在设计一个大的软件,是严格按照面向对象软件工程的5个阶段进行的,这个5个阶段的工作不是由一个人从头到尾完成的,而是由不同的人分别完成,这样OOP阶段的任务就比较简单了。程序编写者只需要根据OOd提出的思路,用面向对象语言编写出程序既可。

        在一个大型软件开发过程中,OOP只是很小的一个部分。

        对于全栈开发的你来说,这五个阶段都有了,对于简单的问题,不必严格按照这个5个阶段进行,往往由程序设计者按照面向对象的方法进行程序设计,包括类的设计和程序的设计。

    二、反射

    1、什么是反射

    反射的概念是由Smith在1982年首次提出的,主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力(自省)。这一概念的提出很快引发了计算机科学领域关于应用反射性的研究。它首先被程序语言的设计领域所采用,并在Lisp和面向对象方面取得了成绩。

    2、python面向对象中的反射

    Python面向对象中的反射:通过字符串的形式操作对象相关的属性。python中的一切事物都是对象(都可以使用反射)。

    四个可以实现自省的函数

    下列方法适用于类和对象(一切皆对象,类本身也是一个对象)

    class Teacher:
        school = 'oldboy'
        def __init__(self,name,age):
            self.name = name
            self.age = age
        def teach(self):
            print('%s i teaching'%self.name)
    '''
    定义一个老师的类
    有3个数据属性,1个函数属性
    '''

    hasattr(object,name)  判断object中有没有一个name字符串对应的方法或属性。

    print(hasattr(Teacher,'school'))    #判断Teacher中是否有school
    print(hasattr(Teacher,'teach'))    #判断Teacher中是否有teach
    '''
    True
    True
    '''

    getattr(object, name, default=None)  从object中取一个name字符串对应的方法或属性,没有返回default

    print(getattr(Teacher,'school',-1))
    print(getattr(Teacher,'teach',-1))
    print(getattr(Teacher,'student',-1))
    '''
    oldboy
    <function Teacher.teach at 0x000000000280BB70>
    -1
    '''

    setattr(x, y, v)  将对象x中的字符串为y的属性设置为v   setattr(x, 'y', v) is equivalent to “x.y=v”'

    print(getattr(Teacher,'school',-1))
    setattr(Teacher,'school',123)
    print(Teacher.school)
    '''
    oldboy
    '''

    delattr(x, y)  将对象x中的字符串为y的属性删除   delattr(x, 'y') is equivalent to “del x.y”

    print(getattr(Teacher,'school',-1))
    delattr(Teacher,'school')
    print(hasattr(Teacher,'school'))
    '''
    oldboy
    False
    '''

    反射当前模块成员

    import sys
    def s1():
        print ('s1')
    
    def s2():
        print ('s2')
    
    this_module = sys.modules[__name__]
    
    print(hasattr(this_module, 's1'))
    print(getattr(this_module, 's2'))
    '''
    True
    <function s2 at 0x00000000027FBAE8>
    '''

    3、为什么用反射之反射的好处

    好处一:实现可插拔机制

    有俩程序员,一个lili,一个是egon,lili在写程序的时候需要用到egon所写的类,但是egon去跟女朋友度蜜月去了,还没有完成他写的类,lili想到了反射,使用了反射机制lili可以继续完成自己的代码,等egon度蜜月回来后再继续完成类的定义并且去实现lili想要的功能。

    总之反射的好处就是,可以事先定义好接口,接口只有在被完成后才会真正执行,这实现了即插即用,这其实是一种‘后期绑定’,什么意思?即你可以事先把主要的逻辑写好(只定义接口),然后后期再去实现接口的功能。

    好处二:动态导入模块(基于反射当前模块成员)

    3、 __setattr__,__delattr__,__getattr__

    class Foo:
        x=1
        def __init__(self,y):
            self.y=y
    
        def __getattr__(self, item):
            print('----> from getattr:你找的属性不存在')
    
    
        def __setattr__(self, key, value):
            print('----> from setattr')
            # self.key=value #这就无限递归了,你好好想想
            # self.__dict__[key]=value #应该使用它
    
        def __delattr__(self, item):
            print('----> from delattr')
            # del self.item #无限递归了
            self.__dict__.pop(item)
    
    #__setattr__添加/修改属性会触发它的执行
    f1=Foo(10)
    print(f1.__dict__) # 因为你重写了__setattr__,凡是赋值操作都会触发它的运行,你啥都没写,就是根本没赋值,除非你直接操作属性字典,否则永远无法赋值
    f1.z=3
    print(f1.__dict__)
    
    #__delattr__删除属性的时候会触发
    f1.__dict__['a']=3#我们可以直接修改属性字典,来完成添加/修改属性的操作
    del f1.a
    print(f1.__dict__)
    
    #__getattr__只有在使用点调用属性且属性不存在的时候才会触发
    f1.xxxxxx

    4、__setitem__,__getitem,__delitem__

    class Foo:
        def __init__(self,name):
            self.name=name
    
        def __getitem__(self, item):
            print(self.__dict__[item])
    
        def __setitem__(self, key, value):
            self.__dict__[key]=value
        def __delitem__(self, key):
            print('del obj[key]时,我执行')
            self.__dict__.pop(key)
        def __delattr__(self, item):
            print('del obj.key时,我执行')
            self.__dict__.pop(item)
    
    f1=Foo('sb')
    f1['age']=18
    f1['age1']=19
    del f1.age1
    del f1['age']
    f1['name']='alex'
    print(f1.__dict__)

    5、__str__,__repr__,__format__

    #_*_coding:utf-8_*_
    format_dict={
        'nat':'{obj.name}-{obj.addr}-{obj.type}',#学校名-学校地址-学校类型
        'tna':'{obj.type}:{obj.name}:{obj.addr}',#学校类型:学校名:学校地址
        'tan':'{obj.type}/{obj.addr}/{obj.name}',#学校类型/学校地址/学校名
    }
    class School:
        def __init__(self,name,addr,type):
            self.name=name
            self.addr=addr
            self.type=type
    
        def __repr__(self):
            return 'School(%s,%s)' %(self.name,self.addr)
        def __str__(self):
            return '(%s,%s)' %(self.name,self.addr)
    
        def __format__(self, format_spec):
            # if format_spec
            if not format_spec or format_spec not in format_dict:
                format_spec='nat'
            fmt=format_dict[format_spec]
            return fmt.format(obj=self)
    
    s1=School('oldboy1','北京','私立')
    print('from repr: ',repr(s1))
    print('from str: ',str(s1))
    print(s1)
    
    '''
    str函数或者print函数--->obj.__str__()
    repr或者交互式解释器--->obj.__repr__()
    如果__str__没有被定义,那么就会使用__repr__来代替输出
    注意:这俩方法的返回值必须是字符串,否则抛出异常
    '''
    print(format(s1,'nat'))
    print(format(s1,'tna'))
    print(format(s1,'tan'))
    print(format(s1,'asfdasdffd'))
    
    '''
    from repr: School(oldboy1,北京)
    from str: (oldboy1,北京)
    (oldboy1,北京)
    oldboy1-北京-私立
    私立:oldboy1:北京
    私立/北京/oldboy1
    oldboy1-北京-私立
    '''

    6、__module__和__class__

     __module__ 表示当前操作的对象在那个模块

     __class__     表示当前操作的对象的类是什么

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    class C:
    
        def __init__(self):
            self.name = ‘SB'
    
    lib/aa.py
    lib/aa.py
    from lib.aa import C
    
    obj = C()
    print obj.__module__     # 输出 lib.aa,即:输出模块
    print obj.__class__      # 输出 lib.aa.C,即:输出类

    7、__del__

    析构方法,当对象在内存中被释放时,自动触发执行。

    注:此方法一般无须定义,因为Python是一门高级语言,程序员在使用时无需关心内存的分配和释放,因为此工作都是交给Python解释器来执行,所以,析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的。

    class Foo:
    
        def __del__(self):
            print('执行我啦')
    
    f1=Foo()
    del f1
    print('------->')
    
    #输出结果
    执行我啦
    ------->
    class Foo:
    
        def __del__(self):
            print('执行我啦')
    
    f1=Foo()
    # del f1
    print('------->')
    
    #输出结果
    ------->
    执行我啦
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