• Python学习10


    面向对象高级编程

    使用__slots__

    如果我们想要限制实例的属性怎么办?比如,只允许对Student实例添加nameage属性。

    为了达到限制的目的,Python允许在定义class的时候,定义一个特殊的__slots__变量,来限制该class实例能添加的属性

    class Student(object):
        __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称
    

    然后,我们试试:

    >>> s = Student() # 创建新的实例
    >>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
    >>> s.age = 25 # 绑定属性'age'
    >>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
    

    由于'score'没有被放到__slots__中,所以不能绑定score属性,试图绑定score将得到AttributeError的错误。

    使用__slots__要注意,__slots__定义的属性仅对当前类实例起作用,对继承的子类是不起作用的:

    >>> class GraduateStudent(Student):
    ...     pass
    ...
    >>> g = GraduateStudent()
    >>> g.score = 9999
    

    除非在子类中也定义__slots__,这样,子类实例允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__

    使用@property

    @property的实现比较复杂,我们先考察如何使用。把一个getter方法变成属性,只需要加上@property就可以了,此时,@property本身又创建了另一个装饰器@score.setter,负责把一个setter方法变成属性赋值,于是,我们就拥有一个可控的属性操作:

    >>> s = Student()
    >>> s.score = 60 # OK,实际转化为s.set_score(60)
    >>> s.score # OK,实际转化为s.get_score()
    60
    >>> s.score = 9999
    Traceback (most recent call last):
      ...
    ValueError: score must between 0 ~ 100!
    

    注意到这个神奇的@property,我们在对实例属性操作的时候,就知道该属性很可能不是直接暴露的,而是通过getter和setter方法来实现的。

    还可以定义只读属性,只定义getter方法,不定义setter方法就是一个只读属性:

    class Student(object):
    
        @property
        def birth(self):
            return self._birth
    
        @birth.setter
        def birth(self, value):
            self._birth = value
    
        @property
        def age(self):
            return 2015 - self._birth
    

    上面的birth是可读写属性,而age就是一个只读属性,因为age可以根据birth和当前时间计算出来。

    多重继承

    继承是面向对象编程的一个重要的方式,因为通过继承,子类就可以扩展父类的功能。若需要多层的继承,则可以通过多重继承的方法,通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。

    MixIn

    在设计类的继承关系时,通常,主线都是单一继承下来的,例如,Ostrich继承自Bird。但是,如果需要“混入”额外的功能,通过多重继承就可以实现,比如,让Ostrich除了继承自Bird外,再同时继承Runnable。这种设计通常称之为MixIn。

    为了更好地看出继承关系,我们把RunnableFlyable改为RunnableMixInFlyableMixIn。类似的,你还可以定义出肉食动物CarnivorousMixIn和植食动物HerbivoresMixIn,让某个动物同时拥有好几个MixIn:

    class Dog(Mammal, RunnableMixIn, CarnivorousMixIn):
        pass
    

    MixIn的目的就是给一个类增加多个功能,这样,在设计类的时候,我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能,而不是设计多层次的复杂的继承关系。

    Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子,Python自带了TCPServerUDPServer这两类网络服务,而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型,这两种模型由ForkingMixInThreadingMixIn提供。通过组合,我们就可以创造出合适的服务来。

    由于Python允许使用多重继承,因此,MixIn就是一种常见的设计。

    只允许单一继承的语言(如Java)不能使用MixIn的设计。

    定制类

    看到类似__slots__这种形如__xxx__的变量或者函数名就要注意,这些在Python中是有特殊用途的。

    __slots__我们已经知道怎么用了,__len__()方法我们也知道是为了能让class作用于len()函数。

    除此之外,Python的class中还有许多这样有特殊用途的函数,可以帮助我们定制类。

    __str__

    使用__str__打印出来的实例不但好看,还可以很清楚的看出实例内部重要的数据

    只需要定义好__str__()方法,返回一个好看的字符串就可以了:

    >>> class Student(object):
    ...     def __init__(self, name):
    ...         self.name = name
    ...     def __str__(self):
    ...         return 'Student object (name: %s)' % self.name
    ...
    >>> print(Student('Michael'))
    Student object (name: Michael)

    __iter__

    如果一个类想被用于for ... in循环,类似list或tuple那样,就必须实现一个__iter__()方法,该方法返回一个迭代对象,然后,Python的for循环就会不断调用该迭代对象的__next__()方法拿到循环的下一个值,直到遇到StopIteration错误时退出循环。

    我们以斐波那契数列为例,写一个Fib类,可以作用于for循环:

    class Fib(object):
        def __init__(self):
            self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a,b
    
        def __iter__(self):
            return self # 实例本身就是迭代对象,故返回自己
    
        def __next__(self):
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
            if self.a > 100000: # 退出循环的条件
                raise StopIteration()
            return self.a # 返回下一个值
    

    现在,试试把Fib实例作用于for循环:

    >>> for n in Fib():
    ...     print(n)
    ...
    1
    1
    2
    3
    5
    ...
    46368
    75025

    Python的class允许定义许多定制方法,可以让我们非常方便地生成特定的类。

    使用枚举类

    Enum类的用法,定义类,继承Eunm父类,就自动获得了name和value
    首先要先从enum模块中导入Enum类,通过下面的语句:
    from enum import Enum

    type()用法:
    def fn(self, name=‘world’): # 先定义函数
    print(‘Hello, %s.’ % name)

    Hello = type(‘Hello’, (object,), dict(hello=fn)) # 创建Hello class
    class的名称–Hello;
    继承的父类集合,注意Python支持多重继承,如果只有一个父类,别忘了tuple的单元素写法–object,;
    class的方法名称与函数绑定,这里我们把函数fn绑定到方法名hello上–hello=fn。



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