• python类的学习笔记(一)


    python中一切皆对象,类型的本质就是类。

    在python中,用变量表示特征,用函数表示技能,因而具有相同特征和技能的一类事物就是‘类’,对象是则是这一类事物中具体的一个。

    声明函数的方法:

    def functionName(args):
    
      '函数文档字符串'
    
      函数体

    声明类的方法:

    '''
    class类名:
         '类的文档字符串'   
         类体   
    '''

    # 创建一个类 class Data: pass # 创建一个描述人的类 class Person: # 定义一个人类 role = 'person' # 角色属性都是人 def work(self): # 人都会走路,是一种方法,也叫动态属性 print("person is walking...")

    类的两种作用和:属性引用和实例化

    属性引用:

    class Person:   #定义一个人类
        role = 'person'  #人的角色属性都是人
        def walk(self):  #人都可以走路,也就是有一个走路方法
            print("person is walking...")
    
    
    print(Person.role)  #查看人的role属性
    print(Person.walk)  #引用人的走路方法,注意,这里不是在调用

    实列化:类名加括号就是实例化,会自动触发__init__函数的运行,可以用它来为每一个实例定制自己的特征

    class Person:  # 定义一个人类
        role = 'person'  # 人的角色属性都是人
    
        def __init__(self, name):
            self.name = name  # 每一个角色都有自己的昵称;
    
        def walk(self):  # 人都可以走路,也就是有一个走路方法
            print("person is walking...")
    
    
    p = Person('wy')   # 实例化对象
    print(p.name)    # 自定制的属性
    
    输出:wy

    实例化的过程就是  '类——>对象'  的过程

    语法:对象名 = 类名(参数)

    p = Person('wy')  #类名()就等于在执行Person.__init__()
    #执行完__init__()就会返回一个对象。这个对象类似一个字典,存着属于这个人本身的一些属性和方法。

    查看属性&调用方法

    print(p.name)     #查看属性直接 对象名.属性名
    print(p.walk())   #调用方法,对象名.方法名()

    关于self

    self:在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数,你也可以给他起个别的名字,但是正常人都不会这么做。

    类属性的补充:

    一:我们定义的类的属性到底存到哪里了?有两种方式查看
    dir(类名):查出的是一个名字列表
    类名.__dict__:  查出的是一个字典,key为属性名,value为属性值
    
    二:特殊的类属性
    类名.__name__# 类的名字(字符串)
    类名.__doc__# 类的文档字符串
    类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲)
    类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲)
    类名.__dict__# 类的字典属性
    类名.__module__# 类定义所在的模块
    类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)

    下面用一个例子来更清楚的了解类:

    # 定义一个类求圆的面积和周长
    
    from math import pi
    
    class Circle:
        '''
        定义了一个圆形类;
        提供计算面积(area)和周长(perimeter)的方法
        '''
        def __init__(self,radius):
            self.radius = radius
    
        def area(self):
             return pi * self.radius * self.radius
    
        def perimeter(self):
            return 2 * pi *self.radius
    
    
    circle =  Circle(10) #实例化一个圆,后面跟参数
    area1 = circle.area() #计算圆面积
    per1 = circle.perimeter() #计算圆周长
    print(area1,per1) #打印圆面积和周长

    类命名空间与对象、实例的命名空间

    创建一个类就会创建一个类的名称空间,用来存储类中定义的所有名字,这些名字称为类的属性

    而类有两种属性:静态属性和动态属性

    • 静态属性就是直接在类中定义的变量
    • 动态属性就是定义在类中的方法

    类的数据属性是共享给所有对象的,而类的动态属性是绑定到所有对象的。

    创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间,存放对象/实例的名字,称为对象/实例的属性

    属性的查找顺序

    在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常。

    类的三大特性:继承、封装、多态

    在python中新建的类可以继承一个或多个父类,父类有称基类或超类,新建的类称为派生类或子类

     

    继承

    单继承和多继承:

    class Father1: # 定义父类
         pass
    class Father2: # 定义父类
         pass
    
    
    class Son1(Father1):  # 单继承,基类是Father,派生类是Son1
        pass
    class Son2(Father1,Father2): # 多继承,用逗号分隔
        pass

    查看继承的类用:

      __base__  查看从左到右继承的第一个子类,__bases__则是查看所有继承的父类

      如果没有基类,python中会默认继承object类。

    继承的重用性

    在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时
    
    我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。
    
    通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用
    class Animal:
        def __init__(self,name,life_value):
            self.name = name
            self.life_value = life_value
    
        def eat(self):
            return '%s吃饭'%(self.name)
    
    class Dog(Animal):
        '''
        狗类,继承Animal类
        '''
        def __init__(self,name,life_value,bite):
            super().__init__(name,life_value)
            self.bite = bite
        def eat(self):
            return '%s吃shi'%(self.name)
    
    class Person(Animal):
        '''
        人,继承Animal
        '''
        def __init__(self,name,life_value,bite):
            super().__init__(name,life_value)
            self.bite = bite
    
    
    Ani = Animal('wy',100)
    
    d = Dog('dog',100,10)
    p = Person('wy',120,15)
    
    print(d.eat())
    print(p.eat())

    # dog自身和父类都有eat的方法,调用自身
    # person没有定义eat方法,往父类去找

    抽象类与接口类

    接口类:

      继承有两种用途:

      一:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)

      二:声明某个子类兼容于某个基类,定义一个接口类interface,接口类中定义一些接口(就是函数名),且并未实现接口的功能,子类继承接口,并且实现接口中的功能

    class Alipay:
        '''
        支付宝支付
        '''
        def pay(self,money):
            print('支付宝支付了%s元'%money)
    
    class Applepay:
        '''
        apple pay支付
        '''
        def pay(self,money):
            print('apple pay支付了%s元'%money)
    
    
    def pay(payment,money):
        '''
        支付函数,总体负责支付
        对应支付的对象和要支付的金额
        '''
        payment.pay(money)
    
    
    p = Alipay()
    a = Applepay()
    pay(p,200)
    pay(a,200)

    抽象类:

    什么是抽象类

        与java一样,python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现,抽象类是一个特殊的类,它的特殊之处在于只能被继承,不能被实例化

    为什么要有抽象类

        如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的,那么抽象类是从一堆中抽取相同的内容而来的,内容包括数据属性和函数属性。

      比如我们有香蕉的类,有苹果的类,有桃子的类,从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类,你吃水果时,要么是吃一个具体的香蕉,要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。

        从设计角度去看,如果类是从现实对象抽象而来的,那么抽象类就是基于类抽象而来的。

      从实现角度来看,抽象类与普通类的不同之处在于:抽象类中有抽象方法,该类不能被实例化,只能被继承,且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似,但其实是不同的。

    在python中实现抽象类:

    #一切皆文件
    import abc #利用abc模块实现抽象类
    
    class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
        all_type='file'
        @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能
        def read(self):
            '子类必须定义读功能'
            pass
    
        @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能
        def write(self):
            '子类必须定义写功能'
            pass
    
    # class Txt(All_file):
    #     pass
    #
    # t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法
    
    class Txt(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法
        def read(self):
            print('文本数据的读取方法')
    
        def write(self):
            print('文本数据的读取方法')
    
    class Sata(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法
        def read(self):
            print('硬盘数据的读取方法')
    
        def write(self):
            print('硬盘数据的读取方法')
    
    class Process(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法
        def read(self):
            print('进程数据的读取方法')
    
        def write(self):
            print('进程数据的读取方法')
    
    wenbenwenjian=Txt()
    
    yingpanwenjian=Sata()
    
    jinchengwenjian=Process()
    
    #这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
    wenbenwenjian.read()
    yingpanwenjian.write()
    jinchengwenjian.read()
    
    print(wenbenwenjian.all_type)
    print(yingpanwenjian.all_type)
    print(jinchengwenjian.all_type)

    继承的作用:

    减少代码的重用
    提高代码可读性
    规范编程模式

    几个名词

    抽象:抽象即抽取类似或者说比较像的部分。是一个从具题到抽象的过程。
    继承:子类继承了父类的方法和属性
    派生:子类在父类方法和属性的基础上产生了新的方法和属性

    抽象类与接口类

    1.多继承问题
    在继承抽象类的过程中,我们应该尽量避免多继承;
    而在继承接口的时候,我们反而鼓励你来多继承接口
    

    2.方法的实现 在抽象类中,我们可以对一些抽象方法做出基础实现; 而在接口类中,任何方法都只是一种规范,具体的功能需要子类实现

    钻石继承

    新式类:广度优先
    经典类:深度优先

    多态

    多态指的是一类事物有多种形态动物有多种形态:人,狗,猪

     

    import abc
    class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
        @abc.abstractmethod
        def talk(self):
            pass
    
    class People(Animal): #动物的形态之一:人
        def talk(self):
            print('say hello')
    
    class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
        def talk(self):
            print('say wangwang')
    
    class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
        def talk(self):
            print('say aoao')

    一 什么是多态动态绑定(在继承的背景下使用时,有时也称为多态性)

    多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例

    peo=People()
    dog=Dog()
    pig=Pig()
    
    #peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法
    #于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用
    peo.talk()
    dog.talk()
    pig.talk()
    
    #更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用
    def func(obj):
        obj.talk()

    鸭子类型:  如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子,那么它就是鸭子

    #二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用
    class TxtFile:
        def read(self):
            pass
    
        def write(self):
            pass
    
    class DiskFile:
        def read(self):
            pass
    
        def write(self):
            pass

     

     

    封装

     

    什么是封装:

      隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。

    为什么要封装:

      1. 将变化隔离; 

      2. 便于使用;

      3. 提高复用性; 

      4. 提高安全性;

     

    【封装原则】

          1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来;

          2. 把属性都隐藏,提供公共方法对其访问。

     

    怎么用?

    在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来(设置成私有的)

    #其实这仅仅这是一种变形操作
    #类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成:_类名__x的形式:
    
    class A:
        __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
        def __init__(self):
            self.__X=10 #变形为self._A__X
        def __foo(self): #变形为_A__foo
            print('from A')
        def bar(self):
            self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.
    
    #A._A__N是可以访问到的,即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问,仅仅只是一种语法意义上的变形

    这种自动变形的特点:

    1.类中定义的__x只能在内部使用,如self.__x,引用的就是变形的结果

    2.这种变形其实正是针对外部的变形,在外部是无法通过__x这个名字访问到的。

    3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x,因为子类中变形成了:_子类名__x,而父类中变形成了:_父类名__x,即双下滑线开头的属性在继承给子类时,子类是无法覆盖的。

    在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以将方法定义为私有的

    #正常情况
    >>> class A:
    ...     def fa(self):
    ...         print('from A')
    ...     def test(self):
    ...         self.fa()
    ... 
    >>> class B(A):
    ...     def fa(self):
    ...         print('from B')
    ... 
    >>> b=B()
    >>> b.test()
    from B
     
    
    #把fa定义成私有的,即__fa
    >>> class A:
    ...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa
    ...         print('from A')
    ...     def test(self):
    ...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa
    ... 
    >>> class B(A):
    ...     def __fa(self):
    ...         print('from B')
    ... 
    >>> b=B()
    >>> b.test()
    from A

    property属性

    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

    import math
    class Circle:
        def __init__(self,radius): #圆的半径radius
            self.radius=radius
    
        @property
        def area(self):
            return math.pi * self.radius**2 #计算面积
    
        @property
        def perimeter(self):
            return 2*math.pi*self.radius #计算周长
    
    c=Circle(10)
    print(c.radius)
    print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值
    print(c.perimeter) #同上
    '''
    输出结果:
    314.1592653589793
    62.83185307179586
    '''

    python并没有在语法上把它们三个内建到自己的class机制中,在C++里一般会将所有的所有的数据都设置为私有的,然后提供set和get方法(接口)去设置和获取,在python中通过property方法可以实现

    class Foo:
        def __init__(self,val):
            self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来
    
        @property
        def name(self):
            return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)
    
        @name.setter
        def name(self,value):
            if not isinstance(value,str):  #在设定值之前进行类型检查
                raise TypeError('%s must be str' %value)
            self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME
    
        @name.deleter
        def name(self):
            raise TypeError('Can not delete')
    
    f=Foo('egon')
    print(f.name)
    # f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str'
    del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

    一个静态属性property本质就是实现了get,set,delete三种方法

    class Foo:
        @property
        def AAA(self):
            print('get的时候运行我啊')
    
        @AAA.setter
        def AAA(self,value):
            print('set的时候运行我啊')
    
        @AAA.deleter
        def AAA(self):
            print('delete的时候运行我啊')
    
    #只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter
    f1=Foo()
    f1.AAA
    f1.AAA='aaa'
    del f1.AAA
    class Goods:
    
        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.deleter
        def price(self):
            del self.original_price
    
    
    obj = Goods()
    obj.price         # 获取商品价格
    obj.price = 200   # 修改商品原价
    print(obj.price)
    del obj.price     # 删除商品原价

    classmethod : 在方法中调用类方法,self 是对象方法,这里要写 cls

    class Classmethod_Demo():
        role = 'dog'
    
        @classmethod
        def func(cls):
            print(cls.role)
    
    Classmethod_Demo.func()

    staticmethod : 静态方法

    class Staticmethod_Demo():
        role = 'dog'
    
        @staticmethod
        def func():
            print("当普通方法用")
    
    Staticmethod_Demo.func()
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