python 面向对象（进阶篇）

• 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
• 类 是一个模板，模板中包装了多个“函数”供使用（可以讲多函数中公用的变量封装到对象中）
• 对象，根据模板创建的实例（即：对象），实例用于调用被包装在类中的函数
• 面向对象三大特性：封装、继承和多态

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
• 静态字段属于类

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Province:

    # 静态字段
    country = '用户信息'

    def __init__(self, name, age):
        # 普通字段
        self.name = name
        self.age = age


obj = Province("rain", 21)
# 直接访问静态字段
print(Province.country)     # 用户信息

# 直接访问普通字段
print(obj.name)         # rain
print(obj.age)          # 21

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

字段：
    静态字段
    普通字段
    PS：静态字段代码加载时候，已经创建
        普通字段只有创建对象时，才会加载

由上图可见：

• 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：由类调用； 至少一个cls参数；执行类方法时，自动将调用该方法的类复制给cls；
• 静态方法：由类调用；无默认参数；

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def ord_func(self):
        # 调用普通方法时，必须由对象来调用
        print(self.name)
        print("普通方法")

    @staticmethod
    def static_func(name):
        # 跟python函数一样，可以接受多个参数
        print(name)
        print("静态方法")

    @classmethod
    def class_func(cls):
        # cls为类名， cls()表示创建对象
        obj1 = cls("sunny")
        obj1.static_func('rain')
        obj1.ord_func()
        print(obj1)
        print("类方法")

# 调用普通方法
obj = Foo("rain")
obj.ord_func()
# 普通方法

# 调用静态方法
Foo.static_func("hello py")
# hello py
# 静态方法

# 调用类方法
Foo.class_func()
# rain
# 静态方法
# sunny
# 普通方法
# <__main__.Foo object at 0x00000000006E4278>
# 类方法

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

在python中属性的使用是非常少的，但是在其他的语言中属性用的非常多，因为在python中属性是后来才有的，他的功能目前还不是很强大！

但是他要告诉人们我也是支持属性的，所以才有了这个属性！

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。

1、属性的基本使用

# 属性的定义和使用
class Foo:

    def func(self):
        return "普通方法"

    # 定义属性
    @property
    def prop(self):
        return "property"


# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()

print(foo_obj.func())
print(foo_obj.prop)     # 调用属性

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。

分页实例

• 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 

class Paging:

    def __init__(self, current_page):
        self.current_page = current_page
        self.per_page = 10

    @property
    def start_page(self):
        # val = self.current_page * self.per_page
        val = (self.current_page - 1) * self.per_page
        return val

    @property
    def end_page(self):
        val = self.current_page * self.per_page
        return val

obj = Paging(3)
print(obj.start_page)
print(obj.end_page)

class Paging:

    def __init__(self, current_page):
        self.current_page = current_page
        self.per_page = 10

    # @property
    def start_page(self):
        # val = self.current_page * self.per_page
        val = (self.current_page - 1) * self.per_page
        return val

    # @property
    def end_page(self):
        val = self.current_page * self.per_page
        return val

obj = Paging(3)
print(obj.start_page())    #
print(obj.end_page())    # 

 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

class Page:
    def __init__(self, all_count):
        self.all_count = all_count

    @property
    def all_pager(self):
        a1, a2 = divmod(self.all_count, 10)
        if a2 == 0:
            return a1
        else:
            return a1 + 1

    @all_pager.setter
    def all_pager(self, value):
        print("setter %s " % value)

    @all_pager.deleter
    def all_pager(self):
        print("deleter %s" % self.all_pager)

obj = Page(102)
# print(obj.all_pager())
print(obj.all_pager)
obj.all_pager = 111
del obj.all_pager

# ####print结果######
# 11
# setter 111 
# deleter 11

class Foo:

    def __init__(self):
        pass

    def get_foo(self):
        return "get_foo"

    def set_foo(self, value):
        print("sef_foo")

    def del_foo(self):
        print("def_foo")

    foo = property(fget=get_foo, fset=set_foo, fdel=del_foo)


f = Foo()
result = f.foo
print(result)
f.foo = 100
del f.foo

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

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

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）

1 2 3 4 5

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；

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。

class Foo:

    __cc = "静态私有字段"

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    def f1(self):
        print(self.__name)

    def f2(self):
        print(Foo.__cc)

    @staticmethod
    def f3():
        print(Foo.__cc)


obj = Foo('普通私有字段')
obj.f1()                # 普通私有字段
# print(obj.__name)

# ###############################################################################
Traceback (most recent call last):
  File "E:/PyCharm4.5.2/PyCharm 文件/day8/member.py", line 15, in <module>
    print(obj.__name)
AttributeError: 'Foo' object has no attribute '__name'
# ############################################################################

obj.f2()            # 静态私有字段
Foo.f3()            # 静态私有字段

class Foo:

    cc = "静态公有字段"

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def f1(self):
        print(self.name)

    def f2(self):
        print(self.name)
        print(Foo.cc)

    @staticmethod
    def f3():
        print(Foo.cc)

obj = Foo("普通公有字段")
print(obj.name)             # 普通公有字段
print(obj.cc)               # 静态公有字段
obj.f1()                    # 普通公有字段
obj.f2()                    # 普通公有字段 | 静态公有字段
obj.f3()                    # 静态公有字段

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（如：obj._C__foo）

类的特殊成员

1. __doc__

　　表示类的描述信息

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Foo:
    """
    类的特殊成员
    __doc__
    """
    # 构造方法
    def __init__(self, name ):
        self.name = name

obj1 = Foo("rain")
print(Foo.__doc__)
# print(obj.__doc__)
"""
类的特殊成员
__doc__
"""

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

class Foo:

    cc = "静态公有字段"

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def f1(self):
        print(self.name)

    def f2(self):
        print(self.name)
        print(Foo.cc)

    @staticmethod
    def f3():
        print(Foo.cc)

from day8.member import Foo as m_Foo
obj = m_Foo('rain')
print(obj.__module__)           # day8.member
print(obj.__class__)            # <class 'day8.member.Foo'>
——————————————————————————————————————————————————————————————
# 表示当前操作的对象在那个模块
print(obj1.__module__)
# 自己本身调用
"""
__main__
"""

3. __init__

　　构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Foo:
    """
    类的特殊成员
    __doc__
    """
    # 构造方法
    def __init__(self, name ):
        self.name = name


obj1 = Foo("rain")      # 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。

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Foo:
    """
    类的特殊成员
    __doc__
    """
    # 构造方法
    def __init__(self, name ):
        self.name = name

    # 析构方法
    def __del__(self):        
        print("__del__")

obj1 = Foo("rain")      # 自动执行类中的 __init__ 方法
del obj1            # __del__

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：

#!/bin/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

class Foo:

    user = '用户信息'

    # 构造方法
    def __init__(self, name, age, favor):
        self.name = name
        self.age = age
        self.favor = favor

    # 析构方法
    def __del__(self):
        # print("__del__")
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("__call__")

# 获取类的成员，即：静态字段、方法、
print(Foo.__dict__)
# {'__doc__': None, 'user': '用户信息', '__module__': '__main__',
#  '__del__': <function Foo.__del__ at 0x0000000000D1F8C8>,
# '__init__': <function Foo.__init__ at 0x0000000000D1F840>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Foo' objects>,
# '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Foo' objects>,'__call__': <function Foo.__call__ at 0x0000000000D1F950>}


# 获取 对象obj 的成员
obj = Foo('rain', 21, 'basketball')
print(obj.__dict__)
# {'favor': 'basketball', 'name': 'rain', 'age': 21}

# 获取对象obj1 的成员
obj1 = Foo('sunny', 22, 'football')
print(obj1.__dict__)
# {'age': 22, 'favor': 'football', 'name': 'sunny'}

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:

    user = '用户信息'

    # 构造方法
    def __init__(self, name, age, favor):
        self.name = name
        self.age = age
        self.favor = favor

    def __str__(self):
        print(self.name)
        print(self.age)
        print(self.favor)
        return "__str__特殊类成员"


obj = Foo("rain", 21, 'basketball')
print(obj)
# rain
# 21
# basketball
# __str__特殊类成员

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

class Foo:

    user = '用户信息'

    # 构造方法
    def __init__(self, name, age, favor):
        self.name = name
        self.age = age
        self.favor = favor

    def __getitem__(self, key):
        print("__getitem__", key)
        return

    def __setitem__(self, key, value):
        print("__setitem__", key, "=", value)

    def __delitem__(self, key):
        print("__delitem__", key)

    def __str__(self):
        print(self.name)
        print(self.age)
        print(self.favor)
        return "__str__特殊类成员"




obj = Foo("rain", 21, 'basketball')
ret = obj['name']           # 自动触发执行 __getitem__
obj['age'] = 22             # 自动触发执行 __setitem__
del obj['name']             # 自动触发执行 __delitem__
"""
__getitem__ name
__setitem__ age = 22
__delitem__ name
"""

__getslice__、__setslice__、__delslice__   3.x版本中已移除

class Foo(object):
    def __getitem__(self, item):
        print("get", item)
        return "列表"

    def __setitem__(self, key, value):
        print("set", key, value)

    def __delitem__(self, key):
        print("del", key)
        return "列表"

obj = Foo()
print(obj[0:1:0])
obj[0:1:1] = [11, 22]　　　　# 根据[0:3:4]来判断是否为slice
obj[0:2] = [11]
del obj[0:1]

# get slice(0, 1, 0)
# 列表
# set slice(0, 1, 1) [11, 22]
# set slice(0, 2, None) [11]
# del slice(0, 1, None)

9. __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:
    pass

obj = Foo()

for i in obj:
    print(i)

"""
Traceback (most recent call last):
  File "E:/PyCharm4.5.2/PyCharm 文件/day8/special_member.py", line 155, in <module>
    for i in obj:
TypeError: 'Foo' object is not iterable
"""

class Foo:
    def __iter__(self):
        pass

obj = Foo()

for i in obj:
    print(i)

"""
Traceback (most recent call last):
  File "E:/PyCharm4.5.2/PyCharm 文件/day8/special_member.py", line 156, in <module>
    for i in obj:
TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
"""

class Foo:
    def __init__(self, lists):
        self.lists = lists

    def __iter__(self):
        return iter(self.lists)

obj = Foo([11, 22, 33, 44, 55])

for i in obj:
    print(i)

"""
11
22
33
44
55
"""

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

10. __new__ 和 __metaclass__

class Foo:
    def __init__(self, lists):
        self.lists = lists

    def __iter__(self):
        return iter(self.lists)

obj = Foo([11, 22, 33, 44, 55])

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

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。

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：

a). 普通方式

class Foo:

    def func(self):
        print("hello rain")

obj = Foo()

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):
    print("hello rain")

Foo = type('Foo', (), {'func': func})
obj = Foo()     # 使用Foo类创建对象
obj.func()      # hello rain

# 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。　

面向对象相关知识及异常处理

 设计模式

可做参考：http://www.cnblogs.com/luotianshuai/articles/5007044.html