• 封装/继承


    封装

    一 引入

    面向对象编程有三大特性:封装、继承、多态,其中最重要的一个特性就是封装。封装指的是把数据与功能都整合到一起。除此之外,针对封装到对象或者类中的属性,我们还可以严格控制对它们的访问,分两步实现:隐藏与开放接口。

    二 隐藏属性

    Python的Class机制采用双下划线开头的方式将属性隐藏起来,但其实这仅仅只是一种变形操作,类中所有下划线开头的属性都会在定义阶段,检测语法时自动变成"_类名__属性名" 的形式:

    class Foo:
        __N = 0 #变形为 _Foo__N
        
        def __init__(self): # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性会变形 
            self.__x=10  # 变形为self._Foo__x
        def __f1(self):  # 变形为_Foo__f1
            print('__f1 run')
        def f2(self):  # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性也会变形
            self.__f1()  # 变形为self.__Foo__f1()
          
    print(Foo.__N)  # 报错AttributeError:类Foo没有属性__N
    
    obj = Foo()
    print(obj.__x)  # 报错AttributeError:对象obj没有属性__x
    

    这种变形需要注意的问题时:

    1、在类外部无法直接访问双下划线开头的属性,但知道了类名和属性名就可以拼出名字:_类名__属性,然后就可以访问了,如 Foo . _ A _ _ N,所以说这种操作并没有严格意义上地限制外部访问,仅仅只是一种语法意义上的变形。

    Foo.__dict__
    
    obj.__dict__    #?  这里为什么调用对象返回的是10??????
    >>>{'_Foo__x': 10}
    
    Foo._Foo__N
    >>> 0
    obj._Foo__x
    >>> 10
    obj._Foo__N
    >>>0
    

    2、在类内部是可以直接访问双下滑线开头的属性的,比如self.__f1(),因为在类定义阶段类内部双下滑线开头的属性统一发生了变形。

    obj.f2()
    >>> __f1 run
    

    3、变形操作只在类定义阶段发生一次,在类定义之后的赋值操作,不会变形。

    Foo.__M=100
    Foo.__dict__
    
    Foo.__M
    >>> 100
    
    obj.__y=20
    obj.__dict__
    >>> {'__y': 20, '_Foo__x': 10}
    obj.__y
    >>> 20
    

    总结__开头属性的特点:

    1、并没有针对属性藏起来,只是变形

    2、该变形值在类定义阶段、扫描语法的时候执行,此后__开头的属性都不会变形

    三 开放接口

    为何要隐藏属性

    1、隐藏数据属性为了严格控制类外部访问者对属性的操作

    2、隐藏函数属性为了隔离复杂度

    定义属性就是为了使用,所以隐藏并不是目的

    3.1隐藏数据属性

    将数据隐藏起来就限制了类外部对数据的直接操作,然后类内应该提供相应的接口来允许类外部间接地操作数据,接口之上可以附加额外的逻辑来对数据的操作进行严格的控制

    class People:
        def __init__(self, name, age):  # 将名字和年纪都隐藏起来
            self.__name = name
            self.__age = age
    
        def tell_info(self):  # 对外提供访问信息的接口
            print('<%s:%s>' % (self.__name, self.__age))
    
        def set_info(self, name, age):
            if type(name) is not str:
                print('名字必须是字符串')
                return
            if type(age) is not int:
                print('年龄必须是数字')
                return
            self.__name = name
            self.__age = age
    
    obj1 = People('william',18)
    obj1.tell_info()
    obj1.set_info("矮跟",19)  # 调用类里面的功能来修改信息  满足
    #接口上附加的逻辑  则完成修改信息
    obj1.tell_info()
    
    obj1.set_info(1111,'222')  #隐藏数据属性为了严格控制类外部访问者对属性的操作
    # 如果不隐藏 那么外部访问者直接赋值之类的  在类内部赋值就会改变数据
    obj1.tell_info()
    

    3.2隐藏函数属性

    目的是为了隔离复杂度,例如ATM程序的取款功能,该功能有很多其他功能组成,比如插卡、身份认证、输入金额、打印小票、取钱等,而对使用者来说,只需要开发取款这个功能接口即可,其余功能我们都可以隐藏起来

    class ATM:
        def __card(self):  # 插卡
            print('插卡')
    
        def __auth(self):  # 身份认证
            print('用户认证')
    
        def __input(self):  # 输入金额
            print('输入取款金额')
    
        def __print_bill(self):  # 打印小票
            print('打印账单')
    
        def __take_money(self):  # 取钱
            print('取款')
    
        def withdraw(self):  # 取款功能
            self.__card()
            self.__auth()
            self.__input()
            self.__print_bill()
            self.__take_money()
    
    
    obj = ATM()
    obj.withdraw()
    
    >>>
    插卡
    用户认证
    输入取款金额
    打印账单
    取款
    

    总结隐藏属性与开放接口,本质就是为了明确地区分内外,类内部可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而类外部只需要拿到一个接口,只要接口名、参数不变,则无论设计者如何改变内部实现代码,使用者均无需改变代码。这就提供了一个良好的合作基础,只要接口这个基础约定不变,则代码的修改不足为虑。

    四 property

    # 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
    

    身高或者体重是不断变化的,因而每次想查看BMI值都需要通过计算机才能得到,但明显BMI听起来更像一个特征而非功能,为此python专门提供了一个装饰器property,可以将类中的函数‘伪装成’ 对象的数据属性,对象在访问该特殊属性时会触发功能的执行,然后将返回值作为本次访问的结果,例如

    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('william',73,1.8)
    print(p1.bmi)
    

    使用Property有效保证了属性访问的一致性。另外Property还提供设置和删除属性的功能,如下

    class People:
        def __init__(self,name):
    
            self.__name = name
        @property
        def name(self):
            return self.__name
        @name.setter
        def name(self,x):
            if type(x) is not str:
                raise Exception('名字必须是字符串类型')
            self.__name = x
        @name.deleter
        def name(self):
            print('不允许删除')
    
    p1 = People('egon')
    print(p1.name)
    p1.name = 'williams'
    print(p1.name)
    del p1.name
    
    egon
    williams
    不允许删除
    
    

    通过同一个对象的属性实现多个功能

    优化整合后效果如下

    class People:
        def __init__(self,name):
            self.__name = name
            
        def name(self):
            return self.__name
        def set_name(self,x):
            if type(x) is not str:
                raise Exception('名字必须是字符串类型')
            self.__name = x
        def del_name(self):
            print('不允许删除')
        name = property(name,set_name,del_name)  #将多行装饰器改为了一行来完成
    
    p1 = People('egon')
    print(p1.name)
    p1.name = 'williams'
    del p1.name
    print(p1.name)
    
    egon
    不允许删除
    williams
    

    绑定方法与非绑定方法

    绑定方法的

    特点:绑定给谁就应该由谁来调用,谁来调用就会将自己作为第一个参数传入

    非绑定方法

    特点:不与类和对象绑定,意味着谁都可以调用,但无论谁来调用就是一个普通函数,没有自动传参的效果

    class People:
        def __init__(self,name):
            self.name = name
    
        # 但凡在类中顶一个函数,默认就是绑定给对象的,应该由对象来调用
        # 会将对象当作第一个参数自动传入
        def tell(self):
            print(self.name)
        # 类中定义的函数被classmethod装饰过,就绑定给类,应该由类来调用,
        # 类来调用会将类本身当作第一个参数自动传入
        @classmethod
        def f1(cls):
            print(cls)
        # 类中定义的函数被staticmethod 装饰过,就成一个非绑定的方法即一个普通函数,谁可以调用
        # 但无论谁来调用就是一个普通函数,没有自动传参的效果
        @staticmethod
        def f2():
            pass
    
    # p1 = People('egon')
    # p1.tell()
    
    People.f1()
    
    class People:
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
        def tell(self):
    
    
    
    # 绑定给对象的函数  类可以调  但是是当做普通函数调用
    # @classmethod绑定给类的函数  函数也可以调用  但是自动传入的参数是类
    

    继承

    一 集成的介绍

    继承是创建新类的一种方式

    新建的类称为子类

    被继承的类称为父类、基类、超类

    继承的特点是:子类可以遗传父类的属性

    继承是来解决类与类之间冗余问题的

    类是解决对象之间冗余问题的

    class Parent1:  # 定义父类
        pass
    class Parent2:  # 定义父类
        pass
    class Sub1(Parent1):  # 单继承
        pass
    class Sub2(Parent1,Parent2):  # 多继承
        pass
    

    通过类的内置属性 __ bases __可以查看类继承的所有父类

    print(Sub1.__bases__)
    print(Sub2.__bases__)
    (<class '__main__.Parent1'>,)
    (<class '__main__.Parent1'>, <class '__main__.Parent2'>)
    

    注意:

    在python2中有新式类与经典类之分,在python3中全都是新式类

    但凡是继承了object类的子类以及该子类的子子孙孙类都是新式类

    反之就是经典类

    >>> ParentClass1.__bases__
    (<class ‘object'>,)
    >>> ParentClass2.__bases__
    (<class 'object'>,)
    

    因而在Python3中统一都是新式类,关于经典类与新式类的区别,我们稍后讨论

    提示:object类提供了一些常用内置方法的实现,如用来在打印对象时返回字符串的内置方法__str_
    

    二 继承与抽象

    要找出类与类之间的继承关系,需要先抽象,再继承。抽象即总结相似之处,总结对象之间的相似之处得到类,总结类与类之间的相似之处就可以得到父类,如图所示

    image-20210111222359503

    基于上图我们可以看出类与类之间的继承指的是什么’是’什么的关系(比如人类,猪类,猴类都是动物类)。子类可以继承/遗传父类所有的属性,因而继承可以用来解决类与类之间的代码重用性问题。比如我们按照定义Student类的方式再定义一个Teacher类

    class Teacher:
        school='清华大学'
    
        def __init__(self,name,sex,age):
            self.name=name
            self.sex=sex
            self.age=age
    
        def teach(self):
            print('%s is teaching' %self.name)
    

    类Teacher与Student之间存在重复的代码,老师与学生都是人类,所以我们可以得出如下继承关系,实现代码重用

    class People:
        school='清华大学'
    
        def __init__(self,name,sex,age):
            self.name=name
            self.sex=sex
            self.age=age
    
    class Student(People):
        def choose(self):
            print('%s is choosing a course' %self.name)
    
    class Teacher(People):
        def teach(self):
            print('%s is teaching' %self.name)
    

    Teacher类内并没有定义__init__方法,但是会从父类中找到__init__,因而仍然可以正常实例化,如下

    >>> teacher1=Teacher('lili','male',18)
    >>> teacher1.school,teacher1.name,teacher1.sex,teacher1.age
    ('清华大学', 'lili', 'male', 18)
    

    三 属性查找

    #示例1
    class Bar:
        def f1(self):
            print('Bar.f1')
    
        def f2(self):
            print('Bar.f2')
            self.f1()   # self.f1()  ←←  注意变形前后状态  变形在下面示例二↓
            # 属性查找先从对象  再当前类 然后再父类
            # 这一步相当于是 obj.f1()  要开始查找   但并不是就近查找是从头查找
    
    class Foo(Bar):
        def f1(self):
            print('Foo.f1')
    
    obj = Foo()
    obj.f2()
    
    #obj.f1()
    

    逻辑解析1

    image-20210112151724996

    #示例2
    class Bar:
        def __f1(self):  # 变形 _Bar__f1
            print('Bar.f1')
    
        def f2(self):
            print('Bar.f2')
            self.__f1()   # self._Bar__f1()  这次变形 不单单是视觉上的__f1()而是变成了 _Bar__f1()这就是为什么明明应该从开始查  看起来开始的类Foo明明有__f1却走到了父类里面查
            千万不要误解成和示例一查找逻辑改变 这次变成了就近查找其实不是的 还是按照一开始的逻辑查找
            没查找到的原因是因为变形不单单是视觉上变形的那么简单
    
    class Foo(Bar):
        def __f1(self):  # 变形  _Foo__f1
            print('Foo.f1')
    
    
    obj = Foo()
    obj.f2()
    
    
    obj.__f1()
    # 会报错 属性被隐藏后外部访问不到  能查找到形式只能是obj._Foo__f1  或者 obj._Bar__f1
    
    obj._Bar__f1()
    print(obj._Bar__f1) #bound method 绑定的函数内存地址加括号就会运行
    
    
    
    

    逻辑解析2

    image-20210112162018114

    四 继承的实现原理

    4.1 菱形问题

    菱形继承 /死亡钻石:一个子类继承的多条分支最终汇聚一个非object的类上

    大多数面向对象语言都不支持多继承,而在Python中,一个子类是可以同时继承多个父类的,这固然可以带来一个子类可以对多个不同父类加以重用的好处,但也有可能引发著名的 Diamond problem菱形问题(或称钻石问题,有时候也被称为“死亡钻石”),菱形其实就是对下面这种继承结构的形象比喻

    img

    A类在顶部,B类和C类分别位于其下方,D类在底部将两者连接在一起形成菱形。
    

    这种继承结构下导致的问题称之为菱形问题:如果A中有一个方法,B和/或C都重写了该方法,而D没有重写它,那么D继承的是哪个版本的方法:B的还是C的?如下所示

    class A(object):
        def test(self):
            print('from A')
    
    
    class B(A):
        def test(self):
            print('from B')
    
    
    class C(A):
        def test(self):
            print('from C')
    
    
    class D(B,C):
        pass
    
    
    obj = D()
    obj.test() # 结果为:from B
    

    要想搞明白obj.test()是如何找到方法test的,需要了解python的继承实现原理

    4.2 继承原理

    python到底是如何实现继承的呢? 对于你定义的每一个类,Python都会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表,该MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表,如下

    >>> D.mro() # 新式类内置了mro方法可以查看线性列表的内容,经典类没有该内置该方法
    [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
    

    python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。 而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:

    1.子类会先于父类被检查
    2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
    3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类
    

    所以obj.test()的查找顺序是,先从对象obj本身的属性里找方法test,没有找到,则参照属性查找的发起者(即obj)所处类D的MRO列表来依次检索,首先在类D中未找到,然后再B中找到方法test

    ps:

    1.由对象发起的属性查找,会从对象自身的属性里检索,没有则会按照对象的类.mro()规定的顺序依次找下去,
    2.由类发起的属性查找,会按照当前类.mro()规定的顺序依次找下去,
    

    4.3 深度优先和广度优先

    参照下述代码,多继承结构为非菱形结构,此时,会按照先找B这一条分支,然后再找C这一条分支,最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性

    img

    class E:
        def test(self):
            print('from E')
    
    
    class F:
        def test(self):
            print('from F')
    
    
    class B(E):
        def test(self):
            print('from B')
    
    
    class C(F):
        def test(self):
            print('from C')
    
    
    class D:
        def test(self):
            print('from D')
    
    
    class A(B, C, D):
        # def test(self):
        #     print('from A')
        pass
    
    
    print(A.mro())
    '''
    [<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class 'object'>]
    '''
    
    obj = A()
    obj.test() # 结果为:from B
    # 可依次注释上述类中的方法test来进行验证
    

    如果继承关系为菱形结构,那么经典类与新式类会有不同MRO,分别对应属性的两种查找方式:深度优先和广度优先

    img

    class G: # 在python2中,未继承object的类及其子类,都是经典类
        def test(self):
            print('from G')
    
    class E(G):
        def test(self):
            print('from E')
    
    class F(G):
        def test(self):
            print('from F')
    
    class B(E):
        def test(self):
            print('from B')
    
    class C(F):
        def test(self):
            print('from C')
    
    class D(G):
        def test(self):
            print('from D')
    
    class A(B,C,D):
        # def test(self):
        #     print('from A')
        pass
    
    obj = A()
    obj.test() # 如上图,查找顺序为:obj->A->B->E->G->C->F->D->object
    # 可依次注释上述类中的方法test来进行验证,注意请在python2.x中进行测试
    

    img

    class G(object):
        def test(self):
            print('from G')
    
    class E(G):
        def test(self):
            print('from E')
    
    class F(G):
        def test(self):
            print('from F')
    
    class B(E):
        def test(self):
            print('from B')
    
    class C(F):
        def test(self):
            print('from C')
    
    class D(G):
        def test(self):
            print('from D')
    
    class A(B,C,D):
        # def test(self):
        #     print('from A')
        pass
    
    obj = A()
    obj.test() # 如上图,查找顺序为:obj->A->B->E->C->F->D->G->object
    # 可依次注释上述类中的方法test来进行验证
    

    4.4 python Mixins机制

    一个子类可以同时继承多个父类,这样的设计常被人诟病,一来它有可能导致可恶的菱形问题,二来在人的世界观里继承应该是个”is-a”关系。 比如轿车类之所以可以继承交通工具类,是因为基于人的世界观,我们可以说:轿车是一个(“is-a”)交通工具,而在人的世界观里,一个物品不可能是多种不同的东西,因此多重继承在人的世界观里是说不通的,它仅仅只是代码层面的逻辑。不过有没有这种情况,一个类的确是需要继承多个类呢?

    答案是有,我们还是拿交通工具来举例子:

    民航飞机、直升飞机、轿车都是一个(is-a)交通工具,前两者都有一个功能是飞行fly,但是轿车没有,所以如下所示我们把飞行功能放到交通工具这个父类中是不合理的

    class Vehicle:  # 交通工具
        def fly(self):
            '''
            飞行功能相应的代码        
            '''
            print("I am flying")
    
    
    class CivilAircraft(Vehicle):  # 民航飞机
        pass
    
    
    class Helicopter(Vehicle):  # 直升飞机
        pass
    
    
    class Car(Vehicle):  # 汽车并不会飞,但按照上述继承关系,汽车也能飞了
        pass
    

    但是如果民航飞机和直升机都各自写自己的飞行fly方法,又违背了代码尽可能重用的原则(如果以后飞行工具越来越多,那会重复代码将会越来越多)。

    怎么办???为了尽可能地重用代码,那就只好在定义出一个飞行器的类,然后让民航飞机和直升飞机同时继承交通工具以及飞行器两个父类,这样就出现了多重继承。这时又违背了继承必须是”is-a”关系。这个难题该怎么解决?

    不同的语言给出了不同的方法,让我们先来了解Java的处理方法。Java提供了接口interface功能,来实现多重继承:

    // 抽象基类:交通工具类
    public abstract class Vehicle {
    }
    
    // 接口:飞行器
    public interface Flyable {
        public void fly();
    }
    
    // 类:实现了飞行器接口的类,在该类中实现具体的fly方法,这样下面民航飞机与直升飞机在实现fly时直接重用即可
    public class FlyableImpl implements Flyable {
        public void fly() {
            System.out.println("I am flying");
        }
    }
    
    
    
    // 民航飞机,继承自交通工具类,并实现了飞行器接口
    public class CivilAircraft extends Vehicle implements Flyable {
        private Flyable flyable;
    
        public CivilAircraft() {
            flyable = new FlyableImpl();
        }
    
        public void fly() {
            flyable.fly();
        }
    }
    
    // 直升飞机,继承自交通工具类,并实现了飞行器接口
    public class Helicopter extends Vehicle implements Flyable {
        private Flyable flyable;
    
        public Helicopter() {
            flyable = new FlyableImpl();
        }
    
        public void fly() {
            flyable.fly();
        }
    }
    
    // 汽车,继承自交通工具类,
    public class Car extends Vehicle {
    }
    

    现在我们的飞机同时具有了交通工具及飞行器两种属性,而且我们不需要重写飞行器中的飞行方法,同时我们没有破坏单一继承的原则。飞机就是一种交通工具,可飞行的能力是飞机的属性,通过继承接口来获取。

    回到主题,Python语言可没有接口功能,但Python提供了Mixins机制,简单来说Mixins机制指的是子类混合(mixin)不同类的功能,而这些类采用统一的命名规范(例如Mixin后缀),以此标识这些类只是用来混合功能的,并不是用来标识子类的从属"is-a"关系的,所以Mixins机制本质仍是多继承,但同样遵守”is-a”关系,如下

    class Vehicle:  # 交通工具
        pass
    
    
    class FlyableMixin:
        def fly(self):
            '''
            飞行功能相应的代码        
            '''
            print("I am flying")
    
    
    class CivilAircraft(FlyableMixin, Vehicle):  # 民航飞机
        pass
    
    
    class Helicopter(FlyableMixin, Vehicle):  # 直升飞机
        pass
    
    
    class Car(Vehicle):  # 汽车
        pass
    
    # ps: 采用某种规范(如命名规范)来解决具体的问题是python惯用的套路
    

    可以看到,上面的CivilAircraft、Helicopter类实现了多继承,不过它继承的第一个类我们起名为FlyableMixin,而不是Flyable,这个并不影响功能,但是会告诉后来读代码的人,这个类是一个Mixin类,表示混入(mix-in),这种命名方式就是用来明确地告诉别人(python语言惯用的手法),这个类是作为功能添加到子类中,而不是作为父类,它的作用同Java中的接口。所以从含义上理解,CivilAircraft、Helicopter类都只是一个Vehicle,而不是一个飞行器。

    使用Mixin类实现多重继承要非常小心

    • 首先它必须表示某一种功能,而不是某个物品,python 对于mixin类的命名方式一般以 Mixin, able, ible 为后缀
    • 其次它必须责任单一,如果有多个功能,那就写多个Mixin类,一个类可以继承多个Mixin,为了保证遵循继承的“is-a”原则,只能继承一个标识其归属含义的父类
    • 然后,它不依赖于子类的实现
    • 最后,子类即便没有继承这个Mixin类,也照样可以工作,就是缺少了某个功能。(比如飞机照样可以载客,就是不能飞了)

    Mixins是从多个类中重用代码的好方法,但是需要付出相应的代价,我们定义的Minx类越多,子类的代码可读性就会越差,并且更恶心的是,在继承的层级变多时,代码阅读者在定位某一个方法到底在何处调用时会晕头转向,如下

    class Displayer:
        def display(self, message):
            print(message)
    
    
    class LoggerMixin:
        def log(self, message, filename='logfile.txt'):
            with open(filename, 'a') as fh:
                fh.write(message)
    
        def display(self, message):
            super().display(message) # super的用法请参考下一小节
            self.log(message)
    
    
    class MySubClass(LoggerMixin, Displayer):
        def log(self, message):
            super().log(message, filename='subclasslog.txt') 
    
    
    obj = MySubClass()
    obj.display("This string will be shown and logged in subclasslog.txt")
    
    
    # 属性查找的发起者是obj,所以会参照类MySubClass的MRO来检索属性
    #[<class '__main__.MySubClass'>, <class '__main__.LoggerMixin'>, <class '__main__.Displayer'>, <class 'object'>]
    
    # 1、首先会去对象obj的类MySubClass找方法display,没有则去类LoggerMixin中找,找到开始执行代码
    # 2、执行LoggerMixin的第一行代码:执行super().display(message),参照MySubClass.mro(),super会去下一个类即类Displayer中找,找到display,开始执行代码,打印消息"This string will be shown and logged in subclasslog.txt"
    # 3、执行LoggerMixin的第二行代码:self.log(message),self是对象obj,即obj.log(message),属性查找的发起者为obj,所以会按照其类MySubClass.mro(),即MySubClass->LoggerMixin->Displayer->object的顺序查找,在MySubClass中找到方法log,开始执行super().log(message, filename='subclasslog.txt'),super会按照MySubClass.mro()查找下一个类,在类LoggerMixin中找到log方法开始执行,最终将日志写入文件subclasslog.txt
    

    五 派生与方法重用

    class Feather:
        school = '虹桥校区'
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
        def chak(self):
            print(self.school,self.__dict__)
    
    
    class Student(Feather):
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
        def choice(self):
            print('%s 选课成功' %self.name)
    
    stu1 = Student('william',19,'male')
    stu1.chak()
    
    class Teacher(Feather):  # 老师的信息有和学生共同的  但是也有不同的
        def __init__(self,name,age,gender,level):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
            self.level =level
    
        def score(self):
            print('%s正在打分' %self.name)
    
    tea1 = Teacher('egon',19,'male',10)
    tea1.chak()
    

    在子类派生的新方法中如何重用父类的功能--------方式1

    方式一:指名道姓地运行某一个类的函数 与继承无关

    class Feather:
        school = '虹桥校区'
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
        def chak(self):
            print(self.school,self.__dict__)
    
    class Student(Feather):
        def choice(self):
            print('%s 选课成功' %self.name)
    
    stu1 = Student('william',19,'male')
    stu1.chak()
    
    class Teacher(Feather):
        def __init__(self,name,age,gender,level):  #将共同的从父类中引用过来
            Feather.__init__(self,name,age,gender)
            self.level = level
    
        def score(self):
            print('%s正在打分' %self.name)
    
    tea1 = Teacher('egon',19,'male',10)
    tea1.chak()
    

    方式二:super()

    super返回一个特殊的对象,该对象会参考发起属性查找的那一个类的Mro列表,去当前类的父类找属性,严格依赖继承。其中这里的广度优先和深度优先会体现在mro列表

    class Feather:
        school = '虹桥校区'
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
        def chak(self):
            print(self.school,self.__dict__)
    
    class Teacher(Feather):
        def __init__(self,name,age,gender,level):
            # Feather.__init__(self,name,age,gender)
            super(Teacher, self).__init__(name,age,gender) 
            self.level = level
    
        def score(self):
            print('%s正在打分' %self.name)
    
    tea1 = Teacher('egon',19,'male',10)
    tea1.chak()
    
    # super() 返回一个特殊的对象,该对象会参考发起属性查找的那一个类的Mro里诶表,去当前类的
    # 类查找属性,严格依赖继承
    class A :  # [A,object]
        def test1(self):
            print('from A')
            super().test()  # 发起者这一步父类按mro顺序是到B了
    
    class B:  # [B,object]
        def test(self):
            print('from B')
    
    class C(A,B): #[C,A,B,object]
        pass
    obj = C()
    obj.test()
    
    
    
    print(A.__mro__)
    

    这两种方式的区别是:方式一跟继承没有关系,而方式二的super()是依赖于继承的,并且即使没有直接继承关系,super()仍然会按照mro继续往后查找

    六 组合

    在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合。组合与继承都是用来解决代码重用性问题。不同的是:继承是一种'是'的关系,比如老师是人、学生是人,当类之间有很多相同的之处,应该使用继承;而组合则是一种'有'的关系,比如老师有生日,学生有课程,当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,应该使用组合,如下示例

    # 组合: 一个对象的属性值是指向另外一个类的对象
    
    class People:
        school = '虹桥校区'
    
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
    class Student(People):
        def choice(self):
            print('%s选课成功'%self.name)
    
    class Teacher(People):
        def __init__(self,name,age,gender,level):
            super(Teacher, self).__init__(name,age,gender)
            self.level = level
    
        def score(self):
            print('%s正在为学生打分' %self.name)
    
    class Course:
        def __init__(self,name,price,period):
            self.name = name
            self.price = price
            self.period = period
    
        def tell(self):
            print('课程信息<%s:%s:%s>'%(self.name,self.price,self.period))
    
    python = Course('python全栈开发',19800,'6mons')
    linux = Course('linux',19000,'5mons')
    
    tea1 = Teacher('egon',18,'male',10)
    
    stu1 = Student('william',19,'male')
    
    # stu1.course =[]
    # stu1.course.append(python,linux)
    stu1.course=python
    
    
    #
    # for course_obj in stu1.course:
    #     course_obj.tell()
    
    class Course:
        def __init__(self,name,period,price):
            self.name=name
            self.period=period
            self.price=price
        def tell_info(self):
            print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))
    
    class Date:
        def __init__(self,year,mon,day):
            self.year=year
            self.mon=mon
            self.day=day
        def tell_birth(self):
           print('<%s-%s-%s>' %(self.year,self.mon,self.day))
    
    class People:
        school='清华大学'
        def __init__(self,name,sex,age):
            self.name=name
            self.sex=sex
            self.age=age
    
    #Teacher类基于继承来重用People的代码,基于组合来重用Date类和Course类的代码
    class Teacher(People): #老师是人
        def __init__(self,name,sex,age,title,year,mon,day):
            super().__init__(name,age,sex)
            self.birth=Date(year,mon,day) #老师有生日
            self.courses=[] #老师有课程,可以在实例化后,往该列表中添加Course类的对象
        def teach(self):
            print('%s is teaching' %self.name)
    
    
    python=Course('python','3mons',3000.0)
    linux=Course('linux','5mons',5000.0)
    teacher1=Teacher('lili','female',28,'博士生导师',1990,3,23)
    
    # teacher1有两门课程
    teacher1.courses.append(python)
    teacher1.courses.append(linux)
    
    # 重用Date类的功能
    teacher1.birth.tell_birth()
    
    # 重用Course类的功能
    for obj in teacher1.courses: 
        obj.tell_info()
    

    此时对象teacher1集对象独有的属性、Teacher类中的内容、Course类中的内容于一身(都可以访问到),是一个高度整合的产物

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