Day7 - Python基础7 面向对象
本节内容：
1：概述
2：类、对象和方法的创建
3：面向对象三大特性，封装、继承和多态。
4：面向对象中高级篇：类成员：字段、方法、属性
5：类成员的修饰符
6：类的特殊成员
1.概述
- 面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
- 函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可
- 面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”
2.类、对象和方法
在Python中，定义类是通过class关键字，class后面紧接着是类名，类名通常是大写开头的单词，紧接着是('要继承的类名')，表示该类是从哪个类继承下来的，通常如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类，也可以不写。
class MyClass(): # 创建类
def func(self): # 定义方法
pass
obj1=MyClass() # 根据MyClass创建对象
类中定义方法的时候，和以前定义函数一样，都是用来实现某种功能的，不过定义方法的时候必须传至少一个参数（self），代表创建的对象，而函数则不需要，下面来看一下self具体指的什么。
class MyClass():
def func(self,str):
print(self,str)
def func1(self,str):
pass
obj1=MyClass() # self 哪个对象调用的，self就是那个对象 obi <====> self
print(obj1) # <__main__.MyClass object at 0x000002C2119AD4A8>
obj1.func('jason') # <__main__.MyClass object at 0x000002C2119AD4A8>
3.面向对象三大特性，封装、继承和多态。
一、封装
面向对象有3大特性，首先我们来说第一个特性，封装，封装一般是通过在类中封装数据，通过对象或者self获取。和其他面向对象的语言类似，也是通过构造函数来进行数据封装。下面来看一下代码。
class A:
def __init__(self,name): # 构造函数，初始化数据，
self.name=name # 封装数据
def f1(self):
print(self.name) # 通过self获取封装的数据
a=A('json')
a.f1() #通过对象获取封装数据
还有一种封装的方式，使用私用的属性来封装数据，看一下具体的用法，
class A:
name='Jason'
__age=18 # 私有静态字段，
def __init__(self):
self.__like='soccer' # 私有普通字段
self.hobby='kkkk'
def f1(self):
print(self.__age) # 私有静态字段,私有普通字段只能被类中的方法调用
print(self.__like)
# A.__age # 外部获取不到私有静态字段,数据被封装起来
a=A() # soccer
a.f1() # 18
print(a.hobby)
二、继承
面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。
注：除了子类和父类的称谓，你可能看到过 派生类 和 基类 ，他们与子类和父类只是叫法不同而已。
那么问题又来了，多继承呢？
- 是否可以继承多个类
- 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？
1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类
2、Python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先
- 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先方式查找
- 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先方式查找
经典类和新式类，从字面上可以看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推荐的写法，从写法上区分的话，如果 当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。
class C(): def bar(self): print("C_bar") class D(): def bar(self): print("C_bar") class B(): pass class A(B,C): def f1(self): print("A") a = A() a.bar() ##C_bar 按深度优先
class D(object): def bar(self): print ('D.bar') class C(D): def bar(self): print ('C.bar') class B(D): pass # def bar(self): # print ('B.bar') class A(B, C): pass # def bar(self): # print('A.bar') a = A() # 执行bar方法时 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了 a.bar()
注意：在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
子类中执行父类的方法：两种
class B():
def foo(self):
print('foo')
class A(B):
def bar(self):
super(A,self).foo() ##子类执行父类的方法 第一种 super（子类，self）.父类中的方法(...)
B.foo(self) ##子类执行父类的方法 第二种 父类名.父类中的方法(self,....)
print('bar')
a = A()
a.bar()
#输出
# foo
# foo
# bar
这个时候你可以想不到说，我调用父类应用的场景是什么，这时候我就给你制造一个场景，比如说别人已经有一个web框架了，都是按流程下来的，你要是想对他做个扩展要怎么搞？
原来的程序就是这样的：
class RequestHandler:
def get(self,arg):
print('为所欲为')
你的调用过程：先创建一个RequestHander的对象，然后再执行
obj = RequestHandler()
obj.get()
需求：要对他进行扩展：在他执行打印：为所欲为 之前，我还要打印一句说：注意：您的所以操作都有记录
实现：
class RequestHandler: def get(self, arg): print('为所欲为') class BaseHandler(RequestHandler): def get(self, arg): print('注意：您的所以操作都有记录') super(BaseHandler,self).get("sss") obj = BaseHandler() obj.get("ss") #输出： #注意：您的所以操作都有记录 #为所欲为
三、多态
python本身就是支持多态的，所以在Python面向对象里面讨论多态并没有什么意义，这里也就不多讲了
4：面向对象中高级篇：类成员：字段、方法、属性
类成员：
# 字段 - 普通字段，保存在对象中，执行只能通过对象访问 - 静态字段，保存在类中， 执行 可以通过对象访问 也可以通过类访问
# 方法 - 普通方法，保存在类中，由对象来调用，self=》对象 - 静态方法，保存在类中，由类直接调用 - 类方法，保存在类中，由类直接调用，cls=》当前类 ######## 应用场景： 如果对象中需要保存一些值，执行某功能时，需要使用对象中的值 －＞ 普通方法 不需要任何对象中的值，静态方法 # 属性，特性 - 不伦不类
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
class Foo:
class Foo:
# 静态字段
country = "China"
def __init__(self, name):
# 普通字段
self.name = name
# 直接访问静态字段
a = Foo.country
print(a)
# 直接访问普通字段
obj = Foo("山西")
aa = obj.country
print(aa)
# 输出：
# China
# China
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；
class A: def show(self): # 普通方法，保存在类中，对象通过类对象使用 print('普通方法') @staticmethod # 静态方法，保存在类中 def f1(): # 没有 self 参数 print('静态方法') @classmethod # 类方法 相当于静态方法加了一个类名参数 def f2(cls): # 将当前类名当作参数传进去 print('类方法') a = A() a.show() a.f1() a.f2() # 普通方法 # 静态方法 # 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
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
class A: def __init__(self,name): self.name = name @property # 属性或者叫特性，将普通方法伪装成字段，但是不能传入第二个参数 def f3(self): print('属性') return self.name @f3.setter # 设置属性 def f3(self, value): print(value) self.name = value a = A("crik") cc=a.f3 print(cc) a.f3=56 # 属性 # crik # 56
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。
2.属性定义的方式：
1：直接在方法上 加装饰器 @property
2：静态字段方式，创建值为property对象的静态字段
class Foo:
def get_bar(self):
return 'nick'
# *必须两个参数
def set_bar(self, value):
return 'set value' + value
def del_bar(self):
return 'nick'
BAR ＝ property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...')
obj = Foo()
obj.BAR # 自动调用第一个参数中定义的方法：get_bar
obj.BAR = "jenny" # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“jenny”当作参数传入
del Foo.BAR # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法
obj.BAR.__doc__ # 自动获取第四个参数中设置的值：description...
5.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
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 ==> 错误 obj = C() obj.func() # 类内部可以访问 ==> 正确 obj_son = D() obj_son.show() # 派生类中可以访问 ==> 错误
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 C: def __init__(self): self.foo = "公有字段" def func(self): print self.foo # 类内部访问 class D(C): def show(self): print self.foo ＃ 派生类中访问 obj = C() obj.foo # 通过对象访问 obj.func() # 类内部访问 obj_son = D(); obj_son.show() # 派生类中访问
class C: def __init__(self): self.__foo = "私有字段" def func(self): print self.foo # 类内部访问 class D(C): def show(self): print self.foo ＃ 派生类中访问 obj = C() obj.__foo # 通过对象访问 ==> 错误 obj.func() # 类内部访问 ==> 正确 obj_son = D(); obj_son.show() # 派生类中访问 ==> 错误
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
6.类的特殊成员
1. __doc__
表示类的描述信息
class Foo: """ 描述类信息 """ def func(self): pass print Foo.__doc__ #输出：类的描述信息
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 = 'nick'
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
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('nick') # 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。
class Foo: def __del__(self): pass
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()()
# __call__ class Foo: def __init__(self): print("This is init") def __call__(self, *args, **kwargs): print("This is call") return "CC" obj = Foo() # 执行 __init__ obj() # 执行 __call__ result = Foo()() # 执行 __call__ print(result)
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('shangxi',10000) print obj1.__dict__ # 获取 对象obj1 的成员 # 输出：{'count': 10000, 'name': 'shangxi'} obj2 = Province('shangdong', 3888) print obj2.__dict__ # 获取 对象obj1 的成员 # 输出：{'count': 3888, 'name': 'shangdong'}
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 'nick' obj = Foo() print obj # 输出：nick
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: def __getitem__(self, item): print(item) def __setitem__(self, key, value): print(key, value) def __delitem__(self, key): print(key) obj = Foo() obj["nick"] # 自动触发执行 __getitem__ obj["nick"] = "jenny" # 自动触发执行 __setitem__ del obj["nick"] # 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
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__
#!/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
11. __new__ 和 __metaclass__
阅读以下代码：
class Foo(object):
def __init__(self):
pass
obj = Foo() # obj是通过Foo类实例化的对象
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。
print type(obj) # 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，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(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()
