python 面向对象进阶

CONTENTS

• 面向对象进阶语法内容：
  •  经典类与新式类
  •  静态方法：@staticmethod
  •  类方法： @classmethod
  •  属性方法：@property
  • 类的特殊成员方法
  • 反射
• 异常处理
• 动态模块导入

面向对象进阶语法

经典类与新式类的爱恨情仇

经典类与新式类形式上的区别：

# 经典类
class Dog:
    pass

# 新式类
class Cat(object):
    pass

从形式上看，新式类与经典类只是在创建时多了一个object的声明。但实际上，经典类与新式类有很多方面的不同：

1.  类的继承策略（体现在多继承）

• 横向继承（广度优先）
• 纵向继承（深度优先） 

假设有A, B, C, D四个类，B, C继承A, D继承B和C，如下图所示。横向继承，也就是广度优先的继承顺序D-B-C-A；纵向继承，也就是深度优先的继承顺序D-B-A。

在python2.x中，经典类利用的是深度优先的继承策略；新式类利用的是广度优先的继承策略。

而在python3.x中，经典类和新式类均利用的是广度优先的继承策略。

在python3.6中执行下述代码，可以看出多继承关于构造函数，方法的继承顺序，也可以调换B,C的继承顺序。简而言之，在多继承的过程中，只是按继承顺序继承第一个有相应的构造函数或者方法，搜索的顺序遵循广度优先的继承策略。

class A(object):
    def __init__(self):
        self.n = "a"
        print("A class")
    def fun(self):
        print("in the fun A")

class B(A):
    # def __init__(self):
    #     self.n = "b"
    # def fun(self):
    #     print("in the fun B")
    pass

class C(A):
    # def __init__(self):
    #     self.n = "c"
    # def fun(self):
    #     print("in the fun C")
    pass
class D(B,C):
    pass
d = D()
print(d.n)
d.fun()

 2.  新式类增添了一些新的类的特殊成员方法（详见类的特殊成员方法）。

静态方法

 通过@staticmethod 装饰器可以把类中的一个方法变为静态方法。静态方法和原来的方法有什么不同呢?普通的方法通过类的实例化便可以直接访问，并且在方法里可以通过self.调用实例变量或类变量，但静态方法是不可以访问实例变量或类变量，也就是说，静态方法实际上已经和类没有什么关系，只是名义上还需要用类的实例来调用。对于下述代码，eat方法中的self并不能直接自动传入d的实例化，若还想实现self.name传参，需要手动将实例化d传入，即d.eat(d)。

class Dog(object):
    # 类方法使用
    # name = "huazai"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None
    # 此时可以调用，因为是类的方法，可以通过实例调用
    # def eat(self, food):
    #     print("%s is eating %s" %(self.name, food))

    # 加静态方法后
    @staticmethod    # 静态方法
    def eat(self):
        print("%s is eating %s"% (self.name,'dd'))
d = Dog("erha")
d.eat(d)

类方法

 通过@classmethod 装饰器可以把类中的一个方法变为类方法。类方法的不同在于，其只能访问类变量，不能访问实例变量。

 执行下述两段代码，第一段代码中直接调用加了类方法的eat，会出现AttributeError，显示Dog中没有name这个属性，也就是说，此时的类方法self已经不能再访问实例变量self.name。

class Dog(object):
    # 类方法使用
    # name = "labuladuo"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None
    # 加类方法后
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating %s"%(self.name, 'dd'))

d = Dog("erha")
d.eat()

第二段代码：在第三行声明类变量name后，便可以执行。

class Dog(object):
    # 类方法使用
    name = "labuladuo"    #类方法只能调用类变量，就是此处的name
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None
    # 加类方法后
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating %s"%(self.name, 'dd'))

d = Dog("erha")
d.eat()

 属性方法

通过@property 装饰器可以把类中的一个方法变为属性方法，也就是把方法变成属性。变成属性后，在调用时不用加括号。  下面是一个简单的例子，注意在调用属性方法eat时，如第18行所示。              

class Dog(object):
    # 类方法使用
    name = "labuladuo"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None

    # 加属性方法1
    @property
    def eat(self):
        print("%s is eating %s"%(self.name, 'dd'))

d = Dog("erha")
# 属性方法
# 按第一行代码执行，会出现 nonetype object is not callable的错误
# 按第二行代码运行就可以了， 说明该装饰器property是将方法变成一个静态属性
# d.eat()
d.eat

但是，如果按照调用属性的方式调用一个方法，会存在一个问题：即没有办法给这个属性方法传入或删除参数。

解决的办法是：利用两个装饰器@eat.setter，@eat.deleter对同名参数进行装饰，如下述代码：

class Dog(object):
    # 类方法使用
    name = "labuladuo"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None    # 私有属性 __表示私有
    # 加属性方法2   想传参数
    @property
    def eat(self):
        print("%s is eating %s"%(self.name,self.__food))
    @eat.setter
    def eat(self,food):
        self.__food = food    # 通过属性来赋值，完善功能
        print("set to food" ,food)

    @eat.deleter
    def eat(self):
        del self.__food
        print("删除完成")

d = Dog("erha")
d.eat = "baozi"  # 在有@eat.setter装饰器修饰时，此时由于已经变为属性，可以直接赋值 否则会出 can't set attribute 的错误
d.eat 

del d.eat # 在没有加@eat.deleter时，是不能直接删的，虽然它是属性 会报can't delete attribute 的错误

 类的特殊成员方法

 1. __doc__  输出关于类的描述信息

class Dog(object):
    '''关于狗的一个类'''
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def bark(self):
        print("一只名叫%s的狗正在barking！"%self.name)
print(Dog.__doc__)

在写类时，一般会在类下写上关于这个类的描述信息，增加代码的可读性。执行上述代码，会打印出“关于狗的一个类”的字样，即类的描述信息

2. __module__ 和 __class__

其中，__module__表示 当前操作对象在哪一个模块中

　　   __class__表示 当前操作对象的类名

class C:
    def __init__(self):
        self.name = 'Iris'

from lib.aa import C
obj = C()
print(obj.__module__)  # 输出 lib.aa，即：输出模块  C是从哪个模块导出的
print(obj.__class__)

3. __init__ 构造方法， 通过类创建对象时触发

4. __del__ 析构方法， 对象在内存中被释放时触发， 此方法一般无需定义

5. __call__ 类内声明，对象加括号触发执行，即 对象名() 或 类名()() 来触发执行 

class Dog(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def bark(self):
        print("a dog whose name is %s is barking!"%self.name)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("in the call func",*args, **kwargs)
    def __str__(self):
        return "<obj:%s, attribute:%s>" %(self.name, self.age)
d = Dog("pick","10")
d("1234")# 调用__call__

print(Dog.__dict__) #返回类里的所有属性，不包含实例
print(d.__dict__)   # 只有实例属性

print(d) # __str__ 的效果，在打印对象时，会返回return的结果

6. __dict__ 查看类或对象中的所有成员（实例代码见5）

• 类.__dict__  返回类里的所有属性，不包含实例
• 对象.__dict__ 只返回实例属性，也就是在__init__ 中声明的变量

7. __str__ 类内声明，打印对象时，返回的不再是内存地址，而是输出该方法的返回值（实例代码见5）

 　　执行代码，print(d)的结果为__str__函数中return的结果，如下图所示。

8. __getitem__、 __setitem__和 __delitem__

用于索引操作，如字典。换句话说，就是写一个类，类内声明，可以实现让用户通过字典的形式调用这个类，包含获取，设置和删除的功能。

# 写一个类，然后让用户通过字典的形式调用(获取，设置查询)
class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.data = {}
    def __getitem__(self, key):
        print('__getitem__', key)
        return self.data.get(key)
    def __setitem__(self, key, value):
        print('__setitem__', key, value)
        self.data[key] = value
    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__', key)

obj = Foo()

result = obj['k1']  # 自动触发执行 __getitem__
obj['k2'] = 'Iris'  # 自动触发执行 __setitem__
print(obj["k2"])   # 以字典的形式查询
del obj['k1']   # 自动触发执行__delitem__

9. __new__ __metaclass__

在8中的代码，在进行如下操作：

print(type(obj))
print(type(Foo))

返回的结果：对象obj的类型是Foo类，而类Foo的类型是type，类还有类 ！。

实际上，对象obj是通过类Foo创建的，但在Python中一切皆对象，Foo类本身也是对象，类的起源是 type，也就是类的类，type的实例化。

那么，类就有两种创建方式，还有一种通过type创建的方式：

第一种：普通方式（常用）

class Foo(object):
  
    def func(self):
        print 'hello Iris'

第二种：特殊方式（不常用）

def func(self):
    print ”hello Iris“
  
Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
#type第一个参数：类名
#type第二个参数：当前类的基类
#type第三个参数：类的成员

说好的介绍__new__和__metaclass__ ,怎么又扯到类的创建了？__new__是用来创建实例的，并且先于__init__，看下面这段代码。

class Foo(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        print("__init__执行")
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("__new__执行")
        return object.__new__(cls)   # 如果把这句注释掉，__init__便不会执行， 实例化也就不成功
obj = Foo("Iris","11")
obj.age

“ metaclass，直译为元类，简单的解释就是：

当定义了类以后，就可以根据这个类创建出实例，所以：先定义类，然后创建实例。

但是如果想创建出类呢？那就必须根据metaclass创建出类，所以：先定义metaclass，然后创建类。

连接起来就是：先定义metaclass，就可以创建类，最后创建实例。

所以，metaclass允许你创建类或者修改类。换句话说，可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。” 基本上不会有用到的情况。

反射

通过字符串映射或修改程序运行时的状态、属性、方法。

反射四大方法：

• hasattr     判断对象里是否有对应的方法
• getattr　  根据字符串获取对象里对应方法的地址
• setattr      如果没有该字符串属性或方法，则添加
• delattr      删除某个属性或方法

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = 'Iris'
 
    def func(self):
        print(" hello ")
 obj = Foo()
 
# #### 检查是否含有成员 ####
hasattr(obj, 'name')
hasattr(obj, 'func')
 
# #### 获取成员 ####
getattr(obj, 'name')
getattr(obj, 'func')
 
# #### 设置成员 ####
setattr(obj, 'age', 18)
setattr(obj, 'show', lambda num: num + 1)
 
# #### 删除成员 ####
delattr(obj, 'name')
delattr(obj, 'func')

异常处理

 在编程过程中，为了增加项目的友好型，程序中出现的bug信息一般不会直接显示给用户。这些bug需要通过代码进行捕捉，也就是异常处理。

data = {"name": "alex", "age": 28}
try:
    data["name1"]
except KeyError as e:
    print(e)
except Exception:
    print("在所有错误里")
else:
    print("一切正常")
finally:
    print("你管我，我就执行")

第4行代码会捕捉一些已知可能会发生的错误，e中包含着错误信息；第6行代码表示抓取所有错误（但是有些错误是捕捉不到的）；第10行代码finally不管有没有捕捉到异常都会执行。  

 有时也会使用断言assert指令，用于一些预先判断的场合。如果断言正确，程序正常运行；如果断言错误，程序报错。

如果a的值异常会对后面程序的运行产生很大的影响，即后面的代码不能出错，则可以运行前对a的值进行一次断言，当报错时会报AssertionError的错误，可以用异常处理去抓取。

...
assert a==1
3  ...

动态模块导入

 importlib模块

 该模块可以导入以字符串的形式导入模块。主要用于反射或延迟加载模块。

import importlib
#aa = __import__("lib.aa")  #与下述方法效果相同
aa = importlib.import_module("lib.aa")
obj = aa.C()
print(obj.name)