• Python之面向对象


    1.面向对象的三大特性

    1.封装:将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。类内用self调用,类外用obj调用

    2.继承:子类可以继承父类的内容。将多个类共有的方法提取到父类中,子类需继承父类而不必实现每个方法。继承了多个类后,其寻找方法有:深度优先,广度优先

    • 当类是经典类时,多继承情况下,会按照深度优先方式查找
    • 当类是新式类时,多继承情况下,会按照广度优先方式查找

    经典类和新式类,从字面上可以看出一个老一个新,新的必然包含了跟多的功能,也是之后推荐的写法,从写法上区分的话,如果 当前类或者父类继承了object类,那么该类便是新式类,否则便是经典类。

    class C1:        #经典类
        pass    
    
    class C2(C1):        #经典类
        pass
    
    class N1(object):        #新式类
        pass
    
    class N2(N1):            #新式类
        pass
    class D:
    
        def bar(self):
            print 'D.bar'
    
    
    class C(D):
    
        def bar(self):
            print 'C.bar'
    
    
    class B(D):
    
        def bar(self):
            print 'B.bar'
    
    
    class A(B, C):
    
        def bar(self):
            print 'A.bar'
    
    a = A()
    # 执行bar方法时
    # 首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去D类中找,如果D类中么有,则继续去C类中找,如果还是未找到,则报错
    # 所以,查找顺序:A --> B --> D --> C
    # 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
    a.bar()
    
    经典类多继承
    class D(object):
    
        def bar(self):
            print 'D.bar'
    
    
    class C(D):
    
        def bar(self):
            print 'C.bar'
    
    
    class B(D):
    
        def bar(self):
            print 'B.bar'
    
    
    class A(B, C):
    
        def bar(self):
            print 'A.bar'
    
    a = A()
    # 执行bar方法时
    # 首先去A类中查找,如果A类中没有,则继续去B类中找,如果B类中么有,则继续去C类中找,如果C类中么有,则继续去D类中找,如果还是未找到,则报错
    # 所以,查找顺序:A --> B --> C --> D
    # 在上述查找bar方法的过程中,一旦找到,则寻找过程立即中断,便不会再继续找了
    a.bar()
    
    新式类多继承

    3.多态:python支持鸭子类型

    类和对象在内存中是如何保存的:

    类及类的方法在内存中只有一份,而根据类创建的每一个对象及其的数据在内存中都需要存一份。

    如上图所示,根据类创建对象时,对象中除了封装 name 和 age 的值之外,还会保存一个类对象指针,该值指向当前对象的类。

    当通过 obj1 执行 【方法一】 时,过程如下:

    1. 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法
    2. 将对象 obj1 当作参数传给 方法的第一个参数 self 

    2.类的成员

    • 字段:普通字段,静态字段
    • 方法:普通方法,类方法,静态方法
    • 属性:普通属性

    所有成员中,只有普通字段内容保存在对象中,其他的成员都是保存在类。即不论对象多少,在内存中只创建一份。

    字段:

    • 普通字段:属于对象
    • 静态字段:属于类
    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
    
    字段的定义和使用

    由上述代码可以看出【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如下:

    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

    方法:

    • 普通方法:由对象调用,至少带一个self参数,执行普通方法时,自动将该方法的对象赋值给self
    • 类方法:由类调用,至少一个cls参数;执行类方法时,自动将该方法的类复制给cls。
    • 静态方法:由类调用,无默认参数

    三种方法在内存中都归属于类

    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。

    属性:普通方法的变种

    由属性的定义和调用要注意一下几点:

      • 定义时,在普通方法的基础上添加 @property 装饰器;
      • 定义时,属性仅有一个self参数
      • 调用时,无需括号
                   方法:foo_obj.func()
                   属性:foo_obj.prop

    注意:属性存在意义是:访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

            属性由方法变种而来,如果Python中没有属性,方法完全可以代替其功能。

    属性定义的两种方法:

    • 装饰器:在方法上应用装饰器
    • 静态字段:在类中定义值为property对象的静态字段

    装饰器方式:在类的普通方法上应用@property装饰器

    我们知道Python中的类有经典类和新式类,新式类的属性比经典类的属性丰富。( 如果类继object,那么该类是新式类 )

    经典类,具有一种@property装饰器(如上一步实例)

    # ############### 定义 ###############    
    class Goods:
    
        @property
        def price(self):
            return "wupeiqi"
    # ############### 调用 ###############
    obj = Goods()
    result = obj.price  # 自动执行 @property 修饰的 price 方法,并获取方法的返回值

    新式类,具有三种@property装饰器

    # ############### 定义 ###############
    class Goods(object):
    
        @property
        def price(self):
            print '@property'
    
        @price.setter
        def price(self, value):
            print '@price.setter'
    
        @price.deleter
        def price(self):
            print '@price.deleter'
    
    # ############### 调用 ###############
    obj = Goods()
    
    obj.price          # 自动执行 @property 修饰的 price 方法,并获取方法的返回值
    
    obj.price = 123    # 自动执行 @price.setter 修饰的 price 方法,并将  123 赋值给方法的参数
    
    del obj.price      # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

    注:经典类中的属性只有一种访问方式,其对应被 @property 修饰的方法
          新式类中的属性有三种访问方式,并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

    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

    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
    
    实例

    静态字段方式,创建值为property对象的静态字段

    当使用静态字段的方式创建属性时,经典类和新式类无区别

    property的构造方法中有个四个参数

    • 第一个参数是方法名,调用 对象.属性 时自动触发执行方法
    • 第二个参数是方法名,调用 对象.属性 = XXX 时自动触发执行方法
    • 第三个参数是方法名,调用 del 对象.属性 时自动触发执行方法
    • 第四个参数是字符串,调用 对象.属性.__doc__ ,此参数是该属性的描述信息

     由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式,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

    类的特殊成员:

    1. __doc__

    表示类的描述信息

    class Foo:
        """ 描述类信息,这是用于看片的神奇 """
    
        def func(self):
            pass
    
    print Foo.__doc__
    #输出:类的描述信息

    2. __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 = 'wupeiqi'
    
    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

    3. __init__

      构造方法,通过类创建对象时,自动触发执行。

    class Foo:
    
        def __init__(self, name):
            self.name = name
            self.age = 18
    
    
    obj = Foo('wupeiqi') # 自动执行类中的 __init__ 方法

    4. __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):
            pass

    5. __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()()

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

    6. __dict__

      类或对象中的所有成员

    上文中我们知道:类的普通字段属于对象;类中的静态字段和方法等属于类,即:

    class Province:
    
        country = 'China'
    
        def __init__(self, name, count):
            self.name = name
            self.count = count
    
        def func(self, *args, **kwargs):
            print 'func'
    
    # 获取类的成员,即:静态字段、方法、
    print Province.__dict__
    # 输出:{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}
    
    obj1 = Province('HeBei',10000)
    print obj1.__dict__
    # 获取 对象obj1 的成员
    # 输出:{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}
    
    obj2 = Province('HeNan', 3888)
    print obj2.__dict__
    # 获取 对象obj1 的成员
    # 输出:{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

     7. __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。

    class Foo:
    
        def __str__(self):
            return 'wupeiqi'
    
    
    obj = Foo()
    print obj
    # 输出:wupeiqi

    8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

    用于索引操作,如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
     
    class Foo(object):
     
        def __getitem__(self, key):
            print '__getitem__',key
     
        def __setitem__(self, key, value):
            print '__setitem__',key,value
     
        def __delitem__(self, key):
            print '__delitem__',key
     
     
    obj = Foo()
     
    result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__
    obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自动触发执行 __setitem__
    del obj['k1']           # 自动触发执行 __delitem__

    9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

     该三个方法用于分片操作,如:列表

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
     
    class Foo(object):
     
        def __getslice__(self, i, j):
            print '__getslice__',i,j
     
        def __setslice__(self, i, j, sequence):
            print '__setslice__',i,j
     
        def __delslice__(self, i, j):
            print '__delslice__',i,j
     
    obj = Foo()
     
    obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
    obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
    del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

    10. __iter__ 

    用于迭代器,之所以列表、字典、元组可以进行for循环,是因为类型内部定义了 __iter__ 

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    class Foo(object):
    
        def __init__(self, sq):
            self.sq = sq
    
        def __iter__(self):
            return iter(self.sq)
    
    obj = Foo([11,22,33,44])
    
    for i in obj:
        print i
    
    第三步

    11. __new__ 和 __metaclass__

    class Foo(object):
     
        def __init__(self):
            pass
     
    obj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

    上述代码中,obj 是通过 Foo 类实例化的对象,其实,不仅 obj 是一个对象,Foo类本身也是一个对象,因为在Python中一切事物都是对象

    如果按照一切事物都是对象的理论:obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建,那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

    print type(obj) # 输出:<class '__main__.Foo'>     表示,obj 对象由Foo类创建
    print type(Foo) # 输出:<type 'type'>              表示,Foo类对象由 type 类创建

    所以,obj对象是Foo类的一个实例Foo类对象是 type 类的一个实例,即:Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

    那么,创建类就可以有两种方式:

    普通方式:

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

    特殊方式(type类的构造函数)

    def func(self):
        print 'hello wupeiqi'
     
    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

    类默认是由 type 类实例化产生,type类中如何实现的创建类?类又是如何创建对象?

    答:类中有一个属性 __metaclass__,其用来表示该类由 谁 来实例化创建,所以,我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类,从而查看 类 创建的过程。

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