面向对象高级特性

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变为静态方法
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

d = Dog('wangcai')
d.eat()
结果会报错
Traceback (most recent call last):
  File "D:/lxj/123/py3_training/atm/shopping_mall/test1.py", line 103, in <module>
    d.eat()
TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

　　程序中调用eat()方法会报错，报错信息为缺少一个位置参数。把eat变为静态方法实际上跟类没什么关系，把这个方法和类的关联截断了，其实就是一个函数，只是需要通过类调用。那我们要如何调用呢？其实很简单，就是按照函数的传参把参数传进去

class Dog(object):

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

    @staticmethod 
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

d = Dog('wangcai')
d.eat(d)

结果：
wangcai is eating bone

　

class Dog(object):

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

    @staticmethod
    def eat():
        print("{} is eating {}".format('wangcai','bone'))

d = Dog('wangcai') 
d.eat()  #实例化后再调用

结果：
wangcai is eating bone
--------------------------------------------------------

class Dog(object):

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

    @staticmethod
    def eat():
        print("{} is eating {}".format('wangcai','bone'))

Dog.eat()  #实例化后再调用没什么意义。不实例化，直接调用

结果： wangcai is eating bone

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，为什么会这样呢？继续往下看

class Dog(object):

    def __init__(self):
        self.name = 'lx'

    @classmethod
    def eat(cls):
        print("{} is eating {}".format(cls.name,'bone'))

d = Dog("aaaaa")
d.eat()

结果会报错： AttributeError: type object 'Dog' has no attribute 'name'

class Dog(object):
    name = 'bbbb'
    def __init__(self):
        # self.name = 'lx'
        pass

    @classmethod
    def eat(cls):
        print("{} is eating {}".format(cls.name,'bone'))

d = Dog("aaaaa")
d.eat()

结果: bbbb is eating bone

类方法和静态方法的区别：两者都可以通过类来调用，类方法中的cls参数就是类本身，静态方法默认没用参数，相当于函数，只是通过类来调用，需要什么参数再传进去

class Dog(object):
    name = 'bbbb'
    def __init__(self):
        # self.name = 'lx'
        pass
    @staticmethod
    def run(cls):
        print("{} running....".format(cls.name))

    @classmethod
    def eat(cls):
        print(cls)
        print("{} is eating {}".format(cls.name,'bone'))

Dog.run(Dog)
Dog.eat()

结果：
bbbb running....
<class '__main__.Dog'>
bbbb is eating bone

　　

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):
    #name = 'bbbb'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    @property
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

d = Dog("aaaaa")
d.eat()
结果会报错：
TypeError: 'NoneType' object is not callable

我们发现调用会报错， 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

class Dog(object):
    #name = 'bbbb'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    @property
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

d = Dog("aaaaa")
d.eat

既然是属性，那就可以赋值，那么如何对属性赋值呢？可以使用@setter　　

class Dog(object):
    #name = 'bbbb'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    @property
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

    @eat.setter
    def eat(self,name):
        self.name = name
d = Dog("aaaaa")
d.eat = 'ccccc' #实际转化为d.eat('ccccc')
d.eat            #实际转化为d.eat()

结果：
ccccc is eating bone

既然是属性那应该可以删除。如果直接使用del d.eat删除，发现会报错：AttributeError: can't delete attribute.需使用@deleter方法

class Dog(object):
    #name = 'bbbb'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    @property
    def eat(self):
        print("{} is eating {}".format(self.name,'bone'))

    @eat.setter
    def eat(self,name):
        self.name = name
    @eat.deleter
    def eat(self):
        del self.name
        print("删完了")
d = Dog("aaaaa")
d.eat = 'ccccc' #实际转化为d.eat('ccccc')
d.eat            #实际转化为d.eat()
del d.eat        #实际转化为d.eat()
d.eat

结果：
ccccc is eating bone
删完了

　　

类的特殊成员方法

•  __doc__　　表示类的描述信息

class Dog(object):
    """
    描述狗这个对象
    """
    def __init__(self,name):
        self.name = name

print(Dog.__doc__)
结果：

    描述狗这个对象　

•  __module__ 和  __class__

__module__ 表示当前操作的对象所属类在哪个模块

　　__class__     表示当前操作的对象的类是什么

class Dog(object):
    """
    描述狗这个对象
    """
    def __init__(self,name):
        self.name = name

from test1 import Dog

d = Dog('bbbb')
print(d.__module__)
print(d.__class__)

结果：
test1
<class 'test1.Dog'>

•  __init__ 构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

• __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

　　

•   __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 Dog(object):
    """
    描述狗这个对象
    """
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("__call__")

d = Dog('aaaa')
d()

结果：__call__

• __dict__ 查看类或对象中的所有成员 

class Role(object):
    school = '树人'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
        self.age = 27


d = Role('lxj')
print("实例化对象成员字典：",d.__dict__)
print("类的成员字典：",Role.__dict__)

结果：
实例化对象成员字典： {'name': 'lxj', 'age': 27}
类的成员字典： {'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Role' objects>, '__init__': <function Role.__init__ at 0x006B0270>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Role' objects>, '__doc__': None, 'school': '树人', '__module__': '__main__'}

• __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,不影响实例的调用。

class Role(object):
    
    def __init__(self,name):
        self.name = name
        self.age = 27
    def __str__(self):
        return "str..."


d = Role('lxj')
print(d)

结果：
str...

• __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(object):
    def __init__(self):
        self.data = { }
    def __getitem__(self, key):
        print('__getitem__', key)
        return self.data.get(key)
    def __setitem__(self, key, value):
        print('__setitem__', key, value)
        self.data[key] = value

    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__', key)
        del self.data[key]

obj = Foo()


obj['k2'] = 'alex'  # 自动触发执行 __setitem__

result = obj['k2'] #自动触发执行 __getitem__
print("result is :{}".format(result))

del obj['k2']               #自动触发执行 __delitem__

结果：
__setitem__ k2 alex
__getitem__ k2
result is :alex
__delitem__ k2

• __slots__

class Student(object):
    pass

s = Student()
s.name = "Michael"   #给实例绑定属性
print(s.name)
结果：
Michael

from types import MethodType

def set_age(self,age):
    self.age = age

class Student(object):
    pass

s = Student()
s.set_age = MethodType(set_age,s)   #给实例绑定一个方法，只对该实例有用
s.set_age(27)    #调用方法
print(s.age)
结果：
27

#给所有实例绑定方法可以用Student.set_age = set_age

#但是，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name和age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')
    pass

s = Student()
s.name = 'lxj'
s.age = 27
s.score = 99
结果:
Traceback (most recent call last):
  File "D:/python_work/elective_system/test.py", line 39, in <module>
    s.score = 99
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

• __repr__

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

    def __str__(self):
        return "({0.name},{0.age})".format(self)

    def __repr__(self):
        return 'Role({0.name},{0.age})'.format(self)


d = Role('lxj',21)
print("d is {!r}".format(d))   #显示repr
print("d is {!s}".format(d))   #显示str
结果：
d is Role(lxj,21)
d is (lxj,21)

#与__str的区别，__str__()返回用户看到的字符串，而__repr__()返回程序开发者看到的字符串，也就是说，__repr__()是为调试服务的。

#通常__str__()和__repr__()代码都是一样的，所以，有个偷懒的写法：
class Role(object):
    def __init__(self, name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return "({0.name},{0.age})".format(self)

    __repr__ = __str__


d = Role('lxj',21)
print("d is {!r}".format(d))   #显示repr
print("d is {!s}".format(d))   #显示str
结果：
d is (lxj,21)
d is (lxj,21)

• __getattr__

#首先来看个例子，当我们调用不存在的属性时，会报错

class Role(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

s = Role("lxj")
print(s.name)
print(s.age)

结果：
lxj
Traceback (most recent call last):
  File "D:/lxj/123/py3_training/atm/shopping_mall/test1.py", line 150, in <module>
    print(s.age)
AttributeError: 'Role' object has no attribute 'age'

#那如何避免这个错误呢？1、可以加上一个score属性外；2、Python还有另一个机制，那就是写一个__getattr__()方法，动态返回一个属性。修改如下：

class Role(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __getattr__(self, item):
        if item == 'age':
            return 23

s = Role("lxj")
print(s.name)
print(s.age)

结果：
lxj
23

#当调用不存在的属性时，比如age，Python解释器会试图调用__getattr__(self, 'score')来尝试获得属性，这样，我们就有机会返回score的值，也可以返回函数

#此时还有个问题，当我们调用其他不存在的属性，不会报错了，而是打印None
如：print(s.asd) -> None，我们有必要对上面的程序再优化下，当调用不存在的属性，继续报错
class Role(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __getattr__(self, item):
        if item == 'age':
            return 23
        raise AttributeError("{self.__class__.__name__} object has no attribute {item}".format(self = self,item = item))

s = Role("lxj")
print(s.name)
print(s.age)

print(s.asd)

结果：
Traceback (most recent call last):
lxj
  File "D:/lxj/123/py3_training/atm/shopping_mall/test1.py", line 157, in <module>
23
    print(s.asd)
  File "D:/lxj/123/py3_training/atm/shopping_mall/test1.py", line 151, in __getattr__
    raise AttributeError("{self.__class__.__name__} object has no attribute {item}".format(self = self,item = item))
AttributeError: Role object has no attribute asd

　　

这实际上可以把一个类的所有属性和方法调用全部动态化处理了，不需要任何特殊手段。

这种完全动态调用的特性有什么实际作用呢？作用就是，可以针对完全动态的情况作调用。　　

• __new__ __metaclass__

class Foo(object):
 
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
 
f = Foo("lxj")

上述代码中，f是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅f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：f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。

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

所以，f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。

类创建方式

1、普通方式

class Foo(object):
    def func(self):
        print("hello lxj")

2、特殊方式　

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

Foo = type('Foo',(object,),{'func':func})
#type第一个参数为类名
#type第二个参数为当前类的基类，为元组形式
#type第三个参数为类的成员，为字典形式

def func(self):
    print("hello {}".format(self.name))

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

Foo = type('Foo',(object,),{'func':func,'__init__':__init__})


a = Foo('lxj',27)
a.func()

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__（元类），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 Foo(object):
    #__metaclass__ = MyType

    def __init__(self,name):
        self.name = name
        print("Foo __init__")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__")
        return object.__new__(cls)   #继承父亲的__new__方法

Foo('lxj')
结果：
Foo __new__
Foo __init__

#此时我们可以得出结论__new__在__init__之前运行，现在我们注释掉return object.__new__(cls)

def __new__(cls, *args, **kwargs):
    print("Foo __new__")
    #return object.__new__(cls)
a = Foo('lxj')
print(a)
结果：
Foo __new__
None
#此时我们发现根本就没有实例化，我们可以得出结论new是用来创建实例的

class MyType(type):
    def __init__(self,what,bases=None,dict=None):
        print("MyType __init__")
        super().__init__(what,bases,dict)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("MyType __call__")
        obj = self.__new__(self,*args,**kwargs)

        self.__init__(obj,*args,**kwargs)



class Foo(object):
    __metaclass__ = MyType

    def __init__(self,name):
        self.name = name
        print("Foo __init__")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__")
        return object.__new__(cls)

a = Foo('lxj')

#在python3上应该这么写class Foo(object,metaclass=MyType),运行结果与python2一致
MyType __init__
MyType __call__
Foo __new__
Foo __init__

　　

 关于元类的使用：https://stackoverflow.com/questions/100003/what-is-a-metaclass-in-python?answertab=votes#tab-top

更多定制类用法