python面向对象编程3（私有属性和方法、类方法、静态方法和魔法方法）

python面向对象编程

一、私有属性和方法

       在实际开发中，对象的某些属性或者方法可能只希望在对象的内部使用，而不希望在外部被访问到（安全性），这时就可以定义私有属性和私有方法。

       在定义属性或方法时，在属性名或者方法名前增加两个下划线__，定义的就是私有属性或方法。

class Person:

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.__money = 2000  # 使用__修饰的属性，是私有属性

    def __shopping(self, cost):
        self.__money -= cost  # __money只能在对象内部使用
        print('还剩下 %d元' % self.__money)

    def test(self):
        self.__shopping(200)  # __shopping私有方法只能在对象内部使用


p = Person('Jack', 18)

　　一般情况下，定义成私有属性和方法后，外部不能够直接访问。

print(p.__money)
# AttributeError: 'Person' object has no attribute '__money'

print(p.__shopping(100))
# AttributeError: 'Person' object has no attribute '__shopping'

　　特殊情况下，外部要访问私有变量或方法，可以采用方式：

#使用  对象._类名__私有变量名获取
print(p._Person__money)
#使用  对象._类名__私有方法名获取
p._Person__shopping()
#定义get方法来获取
      def get_money(self):
          return self.__money
print(p.get_money())
#定义set方法修改私有变量，传参
      def set_money(self,m):
          self.__money=m
p.set_money(100)

　　

二、实例方法、类方法和静态方法

       1、实例方法

       第一个参数必须是实例对象，该参数名一般约定为“self”，通过它来传递实例的属性和方法（也可以传类的属性和方法）。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        
    def eat(self,food):
        print(self.name+'正在吃'+food)
        
p1=Person('Jack')
#实例对象调用方法时，会自动把实例对象传递给self
p1.eat('西瓜！')    
#类对象调用方法时，不会自动给self传参，需手工指定self即p1
Person.eat(p1,'西瓜！')  

　　

       2、类方法

       使用装饰器@classmethod。第一个参数必须是当前类对象，该参数名一般约定为“cls”，通过它来传递类的属性和方法（不能传实例的属性和方法）。

class Person:
    type='human'
    
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        
    @classmethod    
    def test(cls):         #这里的cls=Person  不需要手工传参
        print(cls.type)

Person.test()    #类调用

p1=Person('Jack')        

p1.test()      #实例调用(不建议使用)

　　

       3、静态方法

       使用装饰器@staticmethod。参数随意，没有“self”和“cls”参数，但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        
    @staticmethod    
    def demo():
        print('hello,world!')
        
p1=Person('Jack')
p1.demo()    #实例调用
Person.demo()  #类调用

       4、类方法使用场景

       原则上，类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。假设有个方法，且这个方法在逻辑上采用类本身作为对象来调用更合理，那么这个方法就可以定义为类方法。另外，如果需要继承，也可以定义为类方法。

如下场景：

假设我有一个学生类和一个班级类，想要实现的功能为：

        执行班级人数增加的操作、获得班级的总人数；

        学生类继承自班级类，每实例化一个学生，班级人数都能增加；

        最后，我想定义一些学生，获得班级中的总人数。

思考：这个问题用类方法做比较合适，为什么？因为我实例化的是学生，但是如果我从学生这一个实例中获得班级总人数，在逻辑上显然是不合理的。同时，如果想要获得班级总人数，如果生成一个班级的实例也是没有必要的。

class ClassTest(object):
    __num = 0

    @classmethod
    def addNum(cls):
        cls.__num += 1

    @classmethod
    def getNum(cls):
        return cls.__num

    # 用到魔术方法__new__，主要是为了在创建实例的时候调用累加方法。
    def __new__(self):
        ClassTest.addNum()
        return object.__new__(self)
        # return super(ClassTest, self).__new__(self)


class Student(ClassTest):
    def __init__(self):
        self.name = ''


a = Student()
b = Student()
print(ClassTest.getNum())

　　

       5、静态方法使用场景

       静态方法是类中的函数，不需要实例。静态方法主要是用来存放逻辑性的代码，逻辑上属于类，但是和类本身没有关系，也就是说在静态方法中，不会涉及到类中的属性和方法的操作。可以理解为，静态方法是个独立的、单纯的函数，它仅仅托管于某个类的名称空间中，便于使用和维护。

       譬如，我想定义一个关于时间操作的类，其中有一个获取当前时间的函数。

import time


class TimeTest(object):
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second

    @staticmethod
    def showTime():
        return time.strftime("%H:%M:%S", time.localtime())


print(TimeTest.showTime())  # 使用类名调用静态方法
t = TimeTest(2, 10, 10)
nowTime = t.showTime()  # 使用实例对象调用静态方法
print(nowTime)

　　如上，使用了静态方法（函数），然而方法体中并没使用（也不能使用）类或实例的属性（或方法）。若要获得当前时间的字符串时，并不一定需要实例化对象，此时对于静态方法而言，所在类更像是一种名称空间。其实，我们也可以在类外面写一个同样的函数来做这些事，但是这样做就打乱了逻辑关系，也会导致以后代码维护困难。

       6、总结

三、魔法方法

       Python里有一种方法，叫做魔法方法。python的类里提供的，两个下划线开始，两个下划线结束的方法，就是魔法方法，魔法方法在恰当的时候就会被激活，自动执行。魔法方法有两个特点：

• 两侧各有两个下划线；

• 名字已经由python官方定义好，我们不能乱写。

       1、__init__方法

        在开发中，如果希望在创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对__init__方法进行重写。

class Person:
     def __init__(self,name):   #重写了__init__魔法方法
         print('__init__方法被调用')
         self.name=name
         
     def eat(self):
         pass
         
 p1=Person('Jack')   #__init__方法被调用

　　说明：

       a、__init__()方法，在创建一个对象时默认被调用，不需要手动调用。

       b、__init__()方法里的self参数，不需要手工传参，python解释器会把创建好的对象引用直接赋给self

       c、在类的内部，可以使用self来调用属性和调用方法；在类的外部，需要使用对象名来调用属性和调用方法。

       d、如果有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有独立的地址。

       e、方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间，方法被调用时会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法。

       2、__del__方法

       有两种情况会调用__del__方法：一种是当删除对象时，python解释器会默认调用这个方法；另一种是当程序运行结束也会调用此方法。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        
    def __del__(self):
        print('__del__方法被调用了')
        
p1=Person('Jack')
del p1            #   __del__方法被调用了 

　　

       3、__str__方法

       __str__方法返回对象的描述信息，使用print（)函数打印对象时，其实调用的就是这个对象的__str__方法或者__repr__方法。如果两个方法都重写了，调用__str__方法。

 

       __str__方法在另外一种情况下也会调用，把对象转换成字符串时也会调用

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        
    def __str__(self):
        return self.name
        
    #def __repr__(self):
    #    return self.name

p1=Person('Jack')
print(p1)       #  Jack   打印对象
print(str(p1))   # Jack    把对象转换成字符串

　　

       4、__call__方法

       对象后面加括号，触发执行。

class Person:
    def __init__(self):
        pass
        
    def __call__(self,*args,**kwargs):
        print('__call__')
        
p1=Person()
p1()   #  __call__

　　总结：

       a、当创建一个对象时，会自动调用__init__方法，当删除一个对象时，会自动调用__del__方法。

       b、使用__str__和__repr__方法，都会修改一个对象转换成为字符串的结果。一般来说，__str__方法的结果更加在意可读性，而__repr__方法的结果更加在意正确性（例如datetime模块里的datetime类）

       5、__int__方法

       将对象转换成int类型会自动调用。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def __int__(self):
        return 'hello'
        
p1=Person('Jack')
print(int(p1))   #hello

　　

       6、运算相关的魔术方法

       比较两个对象是否是同一个对象，比较的是内存地址

           is：身份运算符，可以用来判断两个对象是否是同一个对象。

           == ：比较值

       __eq__方法

       判断两个对象的值是否相等，本质是调用__eq__方法

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def __eq__(self, other):
        return self.name==other.name
        
    def __le__(self,other):
        return self.age<=other.age
        
    def __add__(self, other):
        return self.age+other.age
    
p1=Person("zhangsan",18)
p2=Person("zhangsan",18)
print(p1 is p2)    #False  调用__new__方法，开辟不同的地址空间
print(p1 == p2)    #False   没调用__eq__方法
print(p1 == p2)    #True   调用__eq__方法后
print(p1 <= p2)    #True   调用__le__方法后
print(p1 + p2)     #36     调用__add__方法后

　　其他一些运算方法