• 面向对象进阶


    面向对象进阶

     

    一,面向对象结构与成员

    1,1 面向对象结构分析:

    如下面的图所示:面向对象整体大致分两块区域:

    那么每个大区域又可以分为多个小部分:

    class A:
    
        company_name = '老男孩教育'  # 静态变量(静态字段)
        __iphone = '1353333xxxx'  # 私有静态变量(私有静态字段)
    
    
        def __init__(self,name,age): #普通方法(构造方法)
    
            self.name = name  #对象属性(普通字段)
            self.__age = age  # 私有对象属性(私有普通字段)
    
        def func1(self):  # 普通方法
            pass
    
        def __func(self): #私有方法
            print(666)
    
    
        @classmethod  # 类方法
        def class_func(cls):
            """ 定义类方法,至少有一个cls参数 """
            print('类方法')
    
        @staticmethod  #静态方法
        def static_func():
            """ 定义静态方法 ,无默认参数"""
            print('静态方法')
    
        @property  # 属性
        def prop(self):
            pass

    类有这么多的成员,那么我们先从那些地方研究呢? 可以从私有与公有部分,方法的详细分类两个方向去研究.

    1,2面向对象的私有与公有

    对于每一个类的成员而言都有两种形式:

    • 公有成员,在任何地方都能访问
    • 私有成员,只有在类的内部才能方法

    私有成员和公有成员的访问限制不同

    静态字段(静态变量)

    • 公有静态字段:类可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
    • 私有静态字段:仅类内部可以访问;
    公有普通字段
    class
    C: name = "公有静态字段" def func(self): print C.name class D(C): def show(self): print C.name C.name # 类访问 obj = C() obj.func() # 类内部可以访问 obj_son = D() obj_son.show() # 派生类中可以访问
    私有静态字段
    class
    C: __name = "私有静态字段" def func(self): print C.__name class D(C): def show(self): print C.__name C.__name # 不可在外部访问 obj = C() obj.__name # 不可在外部访问 obj.func() # 类内部可以访问 obj_son = D() obj_son.show() #不可在派生类中可以访问

    普通字段(对象属性)

    • 公有普通字段:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
    • 私有普通字段:仅类内部可以访问;
    公有普通字段
    class
    C: def __init__(self): self.foo = "公有字段" def func(self): print self.foo  # 类内部访问 class D(C): def show(self): print self.foo # 派生类中访问 obj = C() obj.foo # 通过对象访问 obj.func() # 类内部访问 obj_son = D(); obj_son.show() # 派生类中访问

    私有静态字段

    class C:
        
        def __init__(self):
            self.__foo = "私有字段"
    
        def func(self):
            print self.foo  # 类内部访问
    
    class D(C):
        
        def show(self):
            print self.foo # 派生类中访问
    
    obj = C()
    
    obj.__foo     # 通过对象访问    ==> 错误
    obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确
    
    obj_son = D();
    obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误

    方法:

    • 公有方法:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
    • 私有方法:仅类内部可以访问;
    公有方法
    class
    C: def __init__(self): pass def add(self): print('in C') class D(C): def show(self): print('in D') def func(self): self.show() obj = D() obj.show() # 通过对象访问 obj.func() # 类内部访问 obj.add() # 派生类中访问
    私有方法
    class
    C: def __init__(self): pass def __add(self): print('in C') class D(C): def __show(self): print('in D') def func(self): self.__show() obj = D() obj.__show() # 通过不能对象访问 obj.func() # 类内部可以访问 obj.__add() # 派生类中不能访问

    总结:

    对于这些私有成员来说,他们只能在类的内部使用,不能再类的外部以及派生类中使用.

    ps:非要访问私有成员的话,可以通过 对象._类__属性名,但是绝对不允许!!!

    为什么可以通过._类__私有成员名访问呢?因为类在创建时,如果遇到了私有成员(包括私有静态字段,私有普通字段,私有方法)它会将其保存在内存时自动在前面加上_类名.

    1.3面向对象的成员

    1.3.1 字段

    字段包括:普通字段和静态字段,他们在定义和使用中有所区别,而最本质的区别是内存中保存的位置不同,

    • 普通字段属于对象
    • 静态字段属于
    class Province:
    
        # 静态字段
        country = '中国'
    
        def __init__(self, name):
    
            # 普通字段
            self.name = name
    
    
    # 直接访问普通字段
    obj = Province('河北省')
    print obj.name
    
    # 直接访问静态字段
    Province.country

    上述代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类访问】,在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属是不同的。其在内容的存储方式类似如下图:

    由上图可是:

    • 静态字段在内存中只保存一份
    • 普通字段在每个对象中都要保存一份

    应用场景: 通过类创建对象时,如果每个对象都具有相同的字段,那么就使用静态字段

    1.3.2方法

    方法包括:普通方法、静态方法和类方法,三种方法在内存中都归属于类,区别在于调用方式不同。

    • 普通方法:由对象调用;至少一个self参数;执行普通方法时,自动将调用该方法的对象赋值给self
    • 类方法:由调用; 至少一个cls参数;执行类方法时,自动将调用该方法的复制给cls
    • 静态方法:由调用;无默认参数;
    class Foo:
    
        def __init__(self, name):
            self.name = name
    
        def ord_func(self):
            """ 定义普通方法,至少有一个self参数 """
    
            # print self.name
            print '普通方法'
    
        @classmethod
        def class_func(cls):
            """ 定义类方法,至少有一个cls参数 """
    
            print '类方法'
    
        @staticmethod
        def static_func():
            """ 定义静态方法 ,无默认参数"""
    
            print '静态方法'
    
    
    # 调用普通方法
    f = Foo()
    f.ord_func()
    
    # 调用类方法
    Foo.class_func()
    
    # 调用静态方法
    Foo.static_func()

    相同点:对于所有的方法而言,均属于类(非对象)中,所以,在内存中也只保存一份。

    不同点:方法调用者不同、调用方法时自动传入的参数不同。

    1.3.2属性

    什么是特性property

    property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值

    复制代码
    例一:BMI指数(bmi是计算而来的,但很明显它听起来像是一个属性而非方法,如果我们将其做成一个属性,更便于理解)
    
    成人的BMI数值:
    过轻:低于18.5
    正常:18.5-23.9
    过重:24-27
    肥胖:28-32
    非常肥胖, 高于32
      体质指数(BMI)=体重(kg)÷身高^2(m)
      EX:70kg÷(1.75×1.75)=22.86
    复制代码
     例一代码
    class People:
        def __init__(self,name,weight,height):
            self.name=name
            self.weight=weight
            self.height=height
        @property
        def bmi(self):
            return self.weight / (self.height**2)
    
    p1=People('egon',75,1.85)
    print(p1.bmi)

    为什么要用property

    将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

    由于新式类中具有三种访问方式,我们可以根据他们几个属性的访问特点,分别将三个方法定义为对同一个属性:获取、修改、删除

     商品实例
    class Goods(object):
    
        def __init__(self):
            # 原价
            self.original_price = 100
            # 折扣
            self.discount = 0.8
    
        @property
        def price(self):
            # 实际价格 = 原价 * 折扣
            new_price = self.original_price * self.discount
            return new_price
    
        @price.setter
        def price(self, value):
            self.original_price = value
    
        @price.deltter
        def price(self, value):
            del self.original_price
    
    obj = Goods()
    obj.price         # 获取商品价格
    obj.price = 200   # 修改商品原价
    del obj.price     # 删除商品原价

     二,面相对象的特殊成员及相关内置函数

    2.1 isinstance与issubclass

    isinstance(obj,cls)检查是否obj是否是类 cls 的对象

     示例
    class A: pass
    
    class B(A): pass
    
    abj = B()
    print(isinstance(abj,B))  #True
    print(isinstance(abj,A))  #True

    issubclass(sub, super)检查sub类是否是 super 类的派生类

     示例
    class A: pass
    
    class B(A): pass
    
    abj = B()
    
    print(issubclass(B,A)) #True

    2.2 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。

    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)

     对实例化对象的示例
    class Foo:
        f = '类的静态变量'
        def __init__(self,name,age):
            self.name=name
            self.age=age
    
        def say_hi(self):
            print('hi,%s'%self.name)
    
    obj=Foo('egon',73)
    
    #检测是否含有某属性
    print(hasattr(obj,'name'))
    print(hasattr(obj,'say_hi'))
    
    #获取属性
    n=getattr(obj,'name')
    print(n)
    func=getattr(obj,'say_hi')
    func()
    
    print(getattr(obj,'aaaaaaaa','不存在啊')) #报错
    
    #设置属性
    setattr(obj,'sb',True)
    setattr(obj,'show_name',lambda self:self.name+'sb')
    print(obj.__dict__)
    print(obj.show_name(obj))
    
    #删除属性
    delattr(obj,'age')
    delattr(obj,'show_name')
    delattr(obj,'show_name111')#不存在,则报错
    
    print(obj.__dict__)
     对类的示例
    class Foo(object):
     
        staticField = "old boy"
     
        def __init__(self):
            self.name = 'wupeiqi'
     
        def func(self):
            return 'func'
     
        @staticmethod
        def bar():
            return 'bar'
     
    print getattr(Foo, 'staticField')
    print getattr(Foo, 'func')
    print getattr(Foo, 'bar')
     对当前模块的示例
    import sys
    
    
    def s1():
        print 's1'
    
    
    def s2():
        print 's2'
    
    
    this_module = sys.modules[__name__]
    
    hasattr(this_module, 's1')
    getattr(this_module, 's2')
     其他模块的示例
    #一个模块中的代码
    def test():
        print('from the test')
    """
    程序目录:
        module_test.py
        index.py
     
    当前文件:
        index.py
    """
    # 另一个模块中的代码
    import module_test as obj
    
    #obj.test()
    
    print(hasattr(obj,'test'))
    
    getattr(obj,'test')()

    2.3 __len__

     示例
    class A:
        def __init__(self):
            self.a = 1
            self.b = 2
    
        def __len__(self):
            return len(self.__dict__)
    a = A()
    print(len(a))

    2.4__hash__

     View Code
    class A:
        def __init__(self):
            self.a = 1
            self.b = 2
    
        def __hash__(self):
            return hash(str(self.a)+str(self.b))
    a = A()
    print(hash(a))

     2.5 __str__

    如果一个类中定义了__str__方法,那么在打印 对象 时,默认输出该方法的返回值。

     View Code
    class A:
        def __init__(self):
            pass
        def __str__(self):
            return '太白'
    a = A()
    print(a)
    print('%s' % a)

     2.6 __repr__

    如果一个类中定义了__repr__方法,那么在repr(对象) 时,默认输出该方法的返回值。

     View Code
    class A:
        def __init__(self):
            pass
        def __repr__(self):
            return '太白'
    a = A()
    print(repr(a))
    print('%r'%a)

    2.7__call__

    对象后面加括号,触发执行。

    注:构造方法的执行是由创建对象触发的,即:对象 = 类名() ;而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的,即:对象() 或者 类()()

     View Code
    class Foo:
    
        def __init__(self):
            pass
        
        def __call__(self, *args, **kwargs):
    
            print('__call__')
    
    
    obj = Foo() # 执行 __init__
    obj()       # 执行 __call__

    2.8__eq__

     View Code
    class A:
        def __init__(self):
            self.a = 1
            self.b = 2
    
        def __eq__(self,obj):
            if  self.a == obj.a and self.b == obj.b:
                return True
    a = A()
    b = A()
    print(a == b)

    2.9__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。

     2.10__new__

     View Code
    class A:
        def __init__(self):
            self.x = 1
            print('in init function')
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            print('in new function')
            return object.__new__(A, *args, **kwargs)
    
    a = A()
    print(a.x)
     单例模式
    class A:
        __instance = None
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            if cls.__instance is None:
                obj = object.__new__(cls)
                cls.__instance = obj
            return cls.__instance

    2.11 item系列

     View Code
    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__)
     
     
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