022 面向对象 二

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面向对象的三大特性

• 封装
• 继承
• 多态

封装

• 封装就是对对象的成员进行访问限制
• 封装的三个级别
  1. 私有 (private)
  2. 受保护 (protected)
  3. 公开 (public)
• 判别对象的位置
  • 对象内部
  • 对象外部
  • 子类中

private

• 私有成员是最高级别的封装，只能在当前类或对象中访问
• 给成员添加前置双下划线即可，如 __age

class Person:
    name = "YorkFish"  # name 是共有的成员
    __age = 18  # __age 是私有成员

• Python 的私有不是真私有，是一种称为 name mangling 的改名策略
• 可以使用 对象._classname__attributename 访问，如下

p = Person()
print(p._Person__age)

protected

• 受保护的封装是将对象成员进行一定级别的封装
  • 在类中或者子类中都可以进行访问
  • 在外部不可以
• 封装方法：给成员添加前置单下划线即可，如 _sum

public

• 公共的封装实际对成员没有任何操作，任何地方都可以访问

继承

概念与作用

• 概念：使一个类可以获得另一个类中的成员属性和成员方法
• 作用
  • 减少代码量
  • 增加代码复用
  • 可以设置类与类直接的关系

继承与被继承

• 概念
  • 用于继承的类叫子类，也叫派生类
  • 被继承的类叫父类，也叫基类、超类
  • 继承与被继承一定存在一个 is-a 关系

特征

• 所有的类都继承自 object 类，即所有的类都是 object 类的子类
• 子类一旦继承父类，就可以使用父类中除私有成员外的所有内容
• 子类继承父类后并没有将父类成员完全复制到子类中，而是通过引用关系访问调用
• 子类中可以定义独有的成员属性和方法
• 子类中定义的成员和父类成员如果相同，则优先使用子类成员
• 子类如果想扩充父类的方法
  • 可以在定义新方法的同时访问父类成员来进行代码重用
  • 可以使用 父类名.父类成员 的格式来调用父类成员
  • 也可以使用 super().父类成员 的格式来调用

查找顺序

• 优先查找自己的变量

  • 如果本类有定义，则不再继续向上查找；如果没有，则查找父类
  • 如果本类中的“构造函数”没有定义，则自动查找调用父类的“构造函数”

• ps

  • 严格来说，def __init__(): 并非真正意义上的“构造函数”
  • 它是一类特殊的函数，在类进行实例化之前进行调用
  • 如果定义了“构造函数”，则实例化时使用“构造函数”，不查找父类“构造函数”
  • 如果没定义，则自动查找父类“构造函数”
  • 如果子类没定义，且父类的“构造函数”带参数，则构造对象时的参数应该按父类参数构造

super

• super 不是关键字，而是一个类
• super 的作用是获取 MRO(MethodResolustionOrder) 列表中的第一个类
• super 与父类之间没任何实质性关系，但通过 super 可以调用到父类
• super 能继承并调用父类的方法

单继承与多继承

• 单继承：每个类只能继承一个类
  • 优点：传承有序，逻辑清晰，语法简单，隐患少
  • 缺点：功能不能无限扩展，只能在当前唯一的继承链中扩展
• 多继承：每个类允许继承多个类
  • 优点：类的功能扩展方便
  • 缺点：继承关系混乱

菱形继承

• 也称钻石继承
• 多个子类继承自同一个父类，这些子类由被同一个类继承，于是继承关系图形成一个菱形图谱
• 关于多继承的 MRO
  • MRO 就是多继承中用于保存继承顺序的一个列表
  • Python 本身采用 C3 算法来计算多继承的菱形继承的顺序
• MRO 列表的计算原则：
  • 子类永远在父类前面
  • 如果多个父类，则根据继承语法中括号内类的书写顺序存放
  • 如果多个类继承了同一个父类，“孙子类”中只会选取继承语法括号中第一个父类的父类

构造函数

• 在对象进行实例化的时候，系统自动调用的一个函数叫构造函数
• 通常，此函数用来对实例对象进行初始化
• 构造函数一定要有，如果没有，则自动向上查找，按照 MRO 顺序，直到找到为止

多态

概念

• 同一个对象在不同情况下有不同的状态
• 多态不是语法，是一种设计思想

多态与多态性

术语	释义
多态	同一事物的多种形态
多态性	一种调用方式，不同的执行效果

Mixin 设计模式

• 主要采用多继承方式对类的功能进行扩展
• 使用多继承语法来实现 Minxin
• 使用 Mixin 实现多继承的时候需非常小心
  • 首先，它必须表示某一单一功能，而不是某个物品
  • 其次，职责必须单一，如果有多个功能，则写多个 Mixin
  • Mixin 不能依赖于子类的实现
  • 子类及时没有继承这个 Mixin 类也能照样工作，只是缺少了某个功能

Mixin 的优点

• 使用 Mixin 可以在不对类进行任何修改的情况下，扩充功能
• 可以方便地组织和维护不同功能组件的划分
• 可以根据需要任意调整功能类的组合
• 可以避免创建很多新的类，导致类的继承混乱