• python面向对象【进阶篇】


    静态方法

    通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法,什么是静态方法呢?其实不难理解,普通的方法,可以在实例化后直接调用,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的,一个不能访问实例变量和类变量的方法,其实相当于跟类本身已经没什么关系了,它与类唯一的关联就是需要通过类名来调用这个方法

    class Dog(object):
     
        def __init__(self,name):
            self.name = name
     
        @staticmethod #把eat方法变为静态方法
        def eat(self):
            print("%s is eating" % self.name)
     
     
     
    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat()

    #输出
    TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

    说明:上面的调用会出以下错误,说是eat需要一个self参数,但调用时却没有传递,没错,当eat变成静态方法后,再通过实例调用时就不会自动把实例本身当作一个参数传给self了。

    想让上面的代码可以正常工作有两种办法

    1. 调用时主动传递实例本身给eat方法,即d.eat(d) 

    2. 在eat方法中去掉self参数,但这也意味着,在eat中不能通过self.调用实例中的其它变量了

    class Dog(object):
     
        def __init__(self,name):
            self.name = name
     
        @staticmethod
        def eat():
            print(" is eating")
      
    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat()
    

    类方法  

    类方法通过@classmethod装饰器实现,类方法和普通方法的区别是, 类方法只能访问类变量,不能访问实例变量

    class Dog(object):
        def __init__(self,name):
            self.name = name
     
        @classmethod
        def eat(self):
            print("%s is eating" % self.name)
     
     
     
    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat()

    #输出
    AttributeError: type object 'Dog' has no attribute 'name'

    说明:执行报错如下,说Dog没有name属性,因为name是个实例变量,类方法是不能访问实例变量的

    此时可以定义一个类变量,也叫name,看下执行效果  

    class Dog(object):
        name = "我是类变量"
        def __init__(self,name):
            self.name = name
     
        @classmethod
        def eat(self):
            print("%s is eating" % self.name)
     
     
     
    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat()
     
     
    #执行结果
     
    我是类变量 is eating
    

    属性方法 

    属性方法的作用就是通过@property把一个方法变成一个静态属性

    class Dog(object):
     
        def __init__(self,name):
            self.name = name
     
        @property
        def eat(self):
            print(" %s is eating" %self.name)
     
     
    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat()

    # 输出
    TypeError: 'NoneType' object is not callable

    说明:调用会出以下错误, 说NoneType is not callable, 因为eat此时已经变成一个静态属性了, 不是方法了, 想调用已经不需要加()号了,直接d.eat就可以了  

    正常调用如下

    d = Dog("ChenRonghua")
    d.eat
     
    输出
     ChenRonghua is eating
    

    好吧,把一个方法变成静态属性有什么卵用呢?既然想要静态变量,那直接定义成一个静态变量不就得了么?well, 以后你会需到很多场景是不能简单通过 定义 静态属性来实现的, 比如 ,你想知道一个航班当前的状态,是到达了、延迟了、取消了、还是已经飞走了, 想知道这种状态你必须经历以下几步:

    1. 连接航空公司API查询

    2. 对查询结果进行解析 

    3. 返回结果给你的用户

    因此这个status属性的值是一系列动作后才得到的结果,所以你每次调用时,其实它都要经过一系列的动作才返回你结果,但这些动作过程不需要用户关心, 用户只需要调用这个属性就可以,明白 了么?

     1 class Flight(object):
     2     def __init__(self,name):
     3         self.flight_name = name
     4 
     5 
     6     def checking_status(self):
     7         print("checking flight %s status " % self.flight_name)
     8         return  1
     9 
    10     @property
    11     def flight_status(self):
    12         status = self.checking_status()
    13         if status == 0 :
    14             print("flight got canceled...")
    15         elif status == 1 :
    16             print("flight is arrived...")
    17         elif status == 2:
    18             print("flight has departured already...")
    19         else:
    20             print("cannot confirm the flight status...,please check later")
    21 
    22 
    23 f = Flight("CA980")
    24 f.flight_status
    View Code

    cool , 那现在我只能查询航班状态, 既然这个flight_status已经是个属性了, 那我能否给它赋值呢?试试吧

    f = Flight("CA980")
    f.flight_status
    f.flight_status =  2
    
    # 输出
        f.flight_status =  2
    AttributeError: can't set attribute
    

    通过@proerty.setter装饰器再装饰一下,此时 你需要写一个新方法, 对这个flight_status进行更改。  

     1 class Flight(object):
     2     def __init__(self,name):
     3         self.flight_name = name
     4 
     5 
     6     def checking_status(self):
     7         print("checking flight %s status " % self.flight_name)
     8         return  1
     9 
    10 
    11     @property
    12     def flight_status(self):
    13         status = self.checking_status()
    14         if status == 0 :
    15             print("flight got canceled...")
    16         elif status == 1 :
    17             print("flight is arrived...")
    18         elif status == 2:
    19             print("flight has departured already...")
    20         else:
    21             print("cannot confirm the flight status...,please check later")
    22     
    23     @flight_status.setter #修改
    24     def flight_status(self,status):
    25         status_dic = {
    26             0 : "canceled",
    27             1 :"arrived",
    28             2 : "departured"
    29         }
    30         print("33[31;1mHas changed the flight status to 33[0m",status_dic.get(status) )
    31 
    32     @flight_status.deleter  #删除
    33     def flight_status(self):
    34         print("status got removed...")
    35 
    36 f = Flight("CA980")
    37 f.flight_status
    38 f.flight_status =  2 #触发@flight_status.setter 
    39 del f.flight_status #触发@flight_status.deleter 
    View Code

    注意以上代码里还写了一个@flight_status.deleter, 是允许可以将这个属性删除 

    类的成员

    类的成员可以分为三大类:字段、方法和属性

    注:所有成员中,只有普通字段的内容保存对象中,即:根据此类创建了多少对象,在内存中就有多少个普通字段。而其他的成员,则都是保存在类中,即:无论对象的多少,在内存中只创建一份。

    一、字段

    字段包括:普通字段和静态字段,他们在定义和使用中有所区别,而最本质的区别是内存中保存的位置不同,

    • 普通字段属于对象
    • 静态字段属于
    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
    

    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类似如下图:

    由上图可是:

    • 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

    二、方法

    方法包括:普通方法、静态方法和类方法,三种方法在内存中都归属于类,区别在于调用方式不同。

    • 普通方法:由对象调用;至少一个self参数;执行普通方法时,自动将调用该方法的对象赋值给self
    • 类方法:由调用; 至少一个cls参数;执行类方法时,自动将调用该方法的复制给cls
    • 静态方法:由调用;无默认参数;
    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。

    三、属性  

    如果你已经了解Python类中的方法,那么属性就非常简单了,因为Python中的属性其实是普通方法的变种。

    对于属性,有以下三个知识点:

    • 属性的基本使用
    • 属性的两种定义方式

    1、属性的基本使用

     1 # ############### 定义 ###############
     2 class Foo:
     3 
     4     def func(self):
     5         pass
     6 
     7     # 定义属性
     8     @property
     9     def prop(self):
    10         pass
    11 # ############### 调用 ###############
    12 foo_obj = Foo()
    13 
    14 foo_obj.func()
    15 foo_obj.prop   #调用属性
    属性的定义和使用

    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。

    实例:对于主机列表页面,每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上,而是通过分页的功能局部显示,所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据(即:limit m,n),这个分页的功能包括:

      • 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
      • 根据m 和 n 去数据库中请求数据 
    # ############### 定义 ###############
    class Pager:
        
        def __init__(self, current_page):
            # 用户当前请求的页码(第一页、第二页...)
            self.current_page = current_page
            # 每页默认显示10条数据
            self.per_items = 10 
    
    
        @property
        def start(self):
            val = (self.current_page - 1) * self.per_items
            return val
    
        @property
        def end(self):
            val = self.current_page * self.per_items
            return val
    
    # ############### 调用 ###############
    
    p = Pager(1)
    p.start 就是起始值,即:m
    p.end   就是结束值,即:n
    View Code

    从上述可见,Python的属性的功能是:属性内部进行一系列的逻辑计算,最终将计算结果返回。

    2、属性的两种定义方式

    属性的定义有两种方式:

    • 装饰器 即:在方法上应用装饰器
    • 静态字段 即: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)--> 深度优先

    # ############### 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
    View Code

    新式类,具有三种@property装饰器  --> 广度优先

    # ############### 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
    View Code

    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

      新式类两种定义方式:1) class BB(object); 2)在类的前面写上这么一句:__metaclass__ == type,然后定义类的时候,就不需要在名字后面写(object)了。 

    class BB(object):
        pass
    1 __metaclass__ = type
    2 class CC:
    3     pass
    第二种定义方式

    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

    所以,定义属性共有两种方式,分别是【装饰器】和【静态字段】,而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。

    类成员的修饰符

    类的所有成员在上一步骤中已经做了详细的介绍,对于每一个类的成员而言都有两种形式:

    • 公有成员,在任何地方都能访问
    • 私有成员,只有在类的内部才能方法

    私有成员和公有成员的定义不同:私有成员命名时,前两个字符是下划线。(特殊成员除外,例如:__init__、__call__、__dict__等)

    class C:
     
        def __init__(self):
            self.name = '公有字段'
            self.__foo = "私有字段"
    

    私有成员和公有成员的访问限制不同

    静态字段

    • 公有静态字段:类可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
    • 私有静态字段:仅类内部可以访问;
    class C:
    
        name = "公有静态字段"
    
        def func(self):
            print C.name
    
    class D(C):
    
        def show(self):
            print C.name
    
    
    C.name         # 类访问
    
    obj = C()
    obj.func()     # 类内部可以访问
    
    obj_son = D()
    obj_son.show() # 派生类中可以访问
    公有静态字段
     1 class C:
     2 
     3     __name = "公有静态字段"
     4 
     5     def func(self):
     6         print C.__name
     7 
     8 class D(C):
     9 
    10     def show(self):
    11         print C.__name
    12 
    13 
    14 C.__name       # 类访问            ==> 错误
    15 
    16 obj = C()
    17 obj.func()     # 类内部可以访问     ==> 正确
    18 
    19 obj_son = D()
    20 obj_son.show() # 派生类中可以访问   ==> 错误
    私有静态字段

    普通字段

    • 公有普通字段:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
    • 私有普通字段:仅类内部可以访问;

    ps:如果想要强制访问私有字段,可以通过 【对象._类名__私有字段明 】访问(如:obj._C__foo),不建议强制访问私有成员。

     1 class C:
     2     
     3     def __init__(self):
     4         self.foo = "公有字段"
     5 
     6     def func(self):
     7         print self.foo  # 类内部访问
     8 
     9 class D(C):
    10     
    11     def show(self):
    12         print self.foo # 派生类中访问
    13 
    14 obj = C()
    15 
    16 obj.foo     # 通过对象访问
    17 obj.func()  # 类内部访问
    18 
    19 obj_son = D();
    20 obj_son.show()  # 派生类中访问
    公有普通字段
     1 class C:
     2     
     3     def __init__(self):
     4         self.__foo = "私有字段"
     5 
     6     def func(self):
     7         print self.foo  # 类内部访问
     8 
     9 class D(C):
    10     
    11     def show(self):
    12         print self.foo # 派生类中访问
    13 
    14 obj = C()
    15 
    16 obj.__foo     # 通过对象访问    ==> 错误
    17 obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确
    18 
    19 obj_son = D();
    20 obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误
    私有普通字段

    方法、属性的访问于上述方式相似,即:私有成员只能在类内部使用

    ps:非要访问私有属性的话,可以通过 对象._类__属性名

    类的特殊成员

    上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符,从而了解到类中有字段、方法和属性三大类成员,并且成员名前如果有两个下划线,则表示该成员是私有成员,私有成员只能由类内部调用。无论人或事物往往都有不按套路出牌的情况,Python的类成员也是如此,存在着一些具有特殊含义的成员,详情如下:

    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
    View Code

    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
    index.py

    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
    View Code

    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
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    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__
    View Code

    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'}
    View Code

     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
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    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__ 

    class Foo(object):
        pass
    
    
    obj = Foo()
    
    for i in obj:
        print i
        
    # 报错:TypeError: 'Foo' object is not iterable
    第一步
    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    class Foo(object):
        
        def __iter__(self):
            pass
    
    obj = Foo()
    
    for i in obj:
        print i
    
    # 报错:TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
    第二步
    #!/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

    以上步骤可以看出,for循环迭代的其实是  iter([11,22,33,44]) ,所以执行流程可以变更为:

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
     
    obj = iter([11,22,33,44])
     
    for i in obj:
        print i
    
    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    obj = iter([11,22,33,44])
    
    while True:
        val = obj.next()
        print val
    For循环语法内部

    11. __new__ 和 __metaclass__

    创建类就可以有两种方式:

    a). 普通方式

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

    b).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 是由 type 类实例化产生

    那么问题来了,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。

    class MyType(type):
    
        def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
            super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)
    
        def __call__(self, *args, **kwargs):
            obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)
    
            self.__init__(obj)
    
    class Foo(object):
    
        __metaclass__ = MyType
    
        def __init__(self, name):
            self.name = name
    
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            return object.__new__(cls, *args, **kwargs)
    
    # 第一阶段:解释器从上到下执行代码创建Foo类
    # 第二阶段:通过Foo类创建obj对象
    obj = Foo()
    View Code
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