Python学习笔记（七）——面向对象

Python面向对象

 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...”

面向过程编程最易被初学者接受，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程中最常见的操作就是粘贴复制，即：将之前实现的代码块复制到现需功能处，此为1.0。

随着时间的推移，开始使用了函数式编程，增强代码的重用性和可读性，此为2.0。

而从现在开始，我们即将来学习编程方式的升级版——面向对象编程(Object Oriented Programming, OOP, 面向对象程序设计)，华丽丽的3.0。

PS:Java和C#来说只支持面向对象编程，而python比较灵活即支持面向对象编程也支持函数式编程。

 

创建类和对象

 面向对象编程是一种编程方式，此编程方式需要使用 “类” 和 “对象” 来实现，所以，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

  • 类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能；
  • 对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数；

  • class是关键字，表示类
  • 创建对象，类名称后加括号即可

ps：类中的函数第一个参数必须是self（详细见：类的三大特性之封装）
　　类中定义的函数叫做 “方法”。

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# 创建类
class foo:
    def bar(self):
        print "bar"
 
    def hello(self,name):
        print "I am %s" % name
 
# 根据类foo创建对象obj
obj = foo()
obj.bar()  # 执行bar方法
obj.hello('korala')  # 执行hello方法

运行结果：

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bar
I am korala

看了上面的例子是不是有点困惑啊？使用函数式编程和面向对象编程方式来执行一个“方法”时函数要比面向对象简便。

  • 面向对象：【创建对象】【通过对象执行方法】
  • 函数编程：【执行函数】

看了上述的对比函数的确要比面向对象简便，然而事情的真相是。。。不同的场景中其适合的编程方式也是不一样滴。 

总结：函数式的应用场景 --> 各个函数之间是独立且无共用的数据。

至于面向对象该如何应用呢？别急，接着往下看。

 

面向对象的三大特性

想知道面向对象应用在哪些场景，先来了解它的三大特性：

  • 封装
  • 继承
  • 多态

一、  封装

封装，顾名思义就是将内容封装到某个地方，以后再去调用被封装在某处的内容。

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

  • 将内容封装到某处
  • 从某处调用被封装的内容

第一步：将内容封装到某处

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# 创建类
class foo:
    def __int__(self, name, age):  # 称为构造方法，根据类创建对象时自动执行
        self.name = name
        self.age = age
 
# 根据类foo创建对象
# 自动执行foo类的 __init__ 方法
obj1 = foo('wxy', 20)  # 将wxy和20分别封装到 obj1 self 的name和age属性中
 
# 根据类foo创建对象
# 自动执行foo类的 __init__ 方法
obj2 = foo('korala', 18)  # 将korala和18分别封装到 obj2 self 的name和age属性中

self 是一个形式参数，当执行 obj1 = Foo('wxy',20) 时，self 等于 obj1；当执行 obj2 = Foo('korala', 18 ) 时，self 等于 obj2。

所以，内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中，每个对象中都有 name 和 age 属性，在内存里类似于下图来保存。

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种情况：

  • 通过对象直接调用
  • 通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名

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class foo:
    def __int__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
obj1 = foo('wxy', 20)
print obj1.name  # 直接调用obj1对象的name属性
print obj1.age  # 直接调用obj1对象的age属性
 
obj2 = foo('korala', 18)
print obj2.name  # 直接调用obj2对象的name属性
print obj2.age  # 直接调用obj2对象的age属性

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，需要通过self间接调用被封装的内容

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class foo:
    def __int__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def detail(self):
        print self.name
        print self.age
 
obj1 = foo('wxy', 20)
obj1.detail()  # python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，故此时方法内部的 self.name 是 wxy; self.age 是 20
 
obj2 = foo('korala', 18)
obj2.detail()  # python默认会将obj2传给self参数，即：obj2.detail(obj2)，故此时方法内部的 self.name 是 korala ; self.age 是 18

综上所述，对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

 

练习一：在终端输出如下信息
小明，10岁，男，上山去砍柴
小明，10岁，男，开车去东北
小明，10岁，男，最爱大保健
老李，90岁，男，上山去砍柴
老李，90岁，男，开车去东北
老李，90岁，男，最爱大保健
# 函数式编程

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def kanchai(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" % (name, age, gender)
 
def qudongbei(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,开车去东北" % (name, age, gender)
 
def dabaojian(name, age, gender):
    print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" % (name, age, gender)
 
kanchai('小明', 10, '男')
qudongbei('小明', 10, '男')
dabaojian('小明', 10, '男')
 
kanchai('老李', 90, '男')
qudongbei('老李', 90, '男')
dabaojian('老李', 90, '男')

# 面向对象

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class Foo:
    def __init__(self, name, age ,gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
 
    def kanchai(self):
        print "%s,%s岁,%s,上山去砍柴" %(self.name, self.age, self.gender)
 
    def qudongbei(self):
        print "%s,%s岁,%s,开车去东北" %(self.name, self.age, self.gender)
 
    def dabaojian(self):
        print "%s,%s岁,%s,最爱大保健" %(self.name, self.age, self.gender)
 
xiaoming = Foo('小明', 10, '男')
xiaoming.kanchai()
xiaoming.qudongbei()
xiaoming.dabaojian()
 
laoli = Foo('老李', 90, '男')
laoli.kanchai()
laoli.qudongbei()
laoli.dabaojian()

上述对比可以看出，如果使用函数式编程，需要在每次执行函数时传入相同的参数，如果参数多的话，就需要n次粘贴复制了；而对于面向对象只需要在创建对象时，将所有需要的参数封装到当前对象中，之后再次使用时，通过self间接去当前对象中取值即可。

 

练习二：游戏人生程序
1、创建三个游戏人物，分别是：
苍井井，女，18，初始战斗力1000
东尼木木，男，20，初始战斗力1800
波多多，女，19，初始战斗力2500


2、游戏场景，分别：
草丛战斗，消耗200战斗力
自我修炼，增长100战斗力
多人游戏，消耗500战斗力

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# #####################  定义实现功能的类  #####################
 
class Person:
    def __init__(self, na, gen, age, fig):
        self.name = na
        self.gender = gen
        self.age = age
        self.fight =fig
 
    def grassland(self):
        """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
 
        self.fight = self.fight - 200
 
    def practice(self):
        """注释：自我修炼，增长100战斗力"""
 
        self.fight = self.fight + 200
 
    def incest(self):
        """注释：多人游戏，消耗500战斗力"""
 
        self.fight = self.fight - 500
 
    def detail(self):
        """注释：当前对象的详细情况"""
 
        temp = "姓名:%s ; 性别:%s ; 年龄:%s ; 战斗力:%s"  % (self.name, self.gender, self.age, self.fight)
        print temp
 
 
# #####################  开始游戏  #####################
 
cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色
dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色
bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色
 
cang.incest() #苍井空参加一次多人游戏
dong.practice()#东尼木木自我修炼了一次
bo.grassland() #波多多参加一次草丛战斗
 
 
#输出当前所有人的详细情况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()
 
 
cang.incest() #苍井空又参加一次多人游戏
dong.incest() #东尼木木也参加了一个多人游戏
bo.practice() #波多多自我修炼了一次
 
#输出当前所有人的详细情况
cang.detail()
dong.detail()
bo.detail()

小结：

封装：1、将数据进行封装，便于使用时取出数据；

　　2、根据一个模板创建使用对象（相同属性）；

执行过程：
类对象指针 ——> 通过指针找到类，类中找方法，方法执行（对象中隐含着类中的指针 ==> 关联）

 

二、继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容。

例如：

　　猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能，如下所示：

# 伪代码

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class 猫：
    def 喵喵叫(self):
        print '喵喵叫'
 
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something
 
class 狗：
    def 汪汪叫(self):
        print '喵喵叫'
 
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something

上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想，如下实现：

　　动物：吃、喝、拉、撒

　　   猫：喵喵叫（猫继承动物的功能）

　　   狗：汪汪叫（狗继承动物的功能）

# 伪代码

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class 动物:
    def 吃(self):
        # do something
 
    def 喝(self):
        # do something
 
    def 拉(self):
        # do something
 
    def 撒(self):
        # do something
 
# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 猫(动物)：
    def 喵喵叫(self):
        print '喵喵叫'
         
# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 狗(动物)：
 
    def 汪汪叫(self):
        print '喵喵叫'

# 代码实例

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class Animal:
    def eat(self):
        print "%s 吃 " %self.name
 
    def drink(self):
        print "%s 喝 " %self.name
 
    def shit(self):
        print "%s 拉 " %self.name
 
    def pee(self):
        print "%s 撒 " %self.name
 
 
class Cat(Animal):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed = '猫'
 
    def cry(self):
        print '喵喵叫'
 
class Dog(Animal):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed = '狗'
 
    def cry(self):
        print '汪汪叫'
 
 
# ######### 执行 #########
 
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
 
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
 
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()
 
所以，对于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。
PS: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。

学习了继承的写法之后，我们用代码来是上述阿猫阿狗的功能：
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class Animal:
    def eat(self):
        print "%s 吃 " %self.name
 
    def drink(self):
        print "%s 喝 " %self.name
 
    def shit(self):
        print "%s 拉 " %self.name
 
    def pee(self):
        print "%s 撒 " %self.name
 
 
class Cat(Animal):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '猫'
 
    def cry(self):
        print '喵喵叫'
 
class Dog(Animal):
     
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed ＝ '狗'
         
    def cry(self):
        print '汪汪叫'
         
 
# ######### 执行 #########
 
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
 
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
 
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()

 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。

 # 经典类多继承

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class D:
    def bar(self):
        print 'D.bar'
 
class C(D):
    def bar(self):
        print 'C.bar'
 
class B(D):
    def bar(self):
        print 'B.bar'
 
class A(B, C):
    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D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 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()

# 新式类多继承

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class D(object):
    def bar(self):
        print 'D.bar'
 
class C(D):
    def bar(self):
        print 'C.bar'
 
class B(D):
    def bar(self):
        print 'B.bar'
 
class A(B, C):
    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()

经典类：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D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错。

新式类：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。

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。

小结：

继承：只跟类有关系；

父类、子类

基类、派生类


函数式 ==> 函数式面向对象（低级）经典类 ==> 函数式面向对象（添加新功能）新式类(直接或间接继承)
java,c#：只能继承一个类，不能继承多个类

python,ruby,php：多继承支持——>
            广度（横向）优先（新式类）：离谁越近就先找谁

            深度（纵向）优先（经典类）

一个类D继承了多个类A,B,C,对于新式类来说，对于类中的同一功能，寻找顺序为：C,B,A

深度优先则顺序为：A,B,C
 
三、多态
Pyhon不支持多态并且也用不到多态，多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中，而Python崇尚“鸭子类型”。

# python伪代码实现java或c#的多态

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class F1:
    pass
 
class S1(F1):
    def show(self):
        print 'S1.show'
 
class S2(F1):
    def show(self):
        print 'S2.show'
 
# 由于在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型
# 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法，又可以执行S2对象的show方法，所以，定义了一个S1和S2类的父类
# 而实际传入的参数是：S1对象和S2对象
 
def Func(F1 obj):
    """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
 
    print obj.show()
 
s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj，执行 S1 的show方法，结果：S1.show
 
s2_obj = S2()
Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj，执行 Ss 的show方法，结果：S2.show

# python “鸭子类型”

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class F1:
    pass
 
class S1(F1):
    def show(self):
        print 'S1.show'
 
class S2(F1):
    def show(self):
        print 'S2.show'
 
def Func(obj):
    print obj.show()
 
s1_obj = S1()
Func(s1_obj)
 
s2_obj = S2()
Func(s2_obj)

 基础知识总结：

  • 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
  • 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 

问答专区

问题一：什么样的代码才是面向对象？

答：从简单来说，如果程序中的所有功能都是用 类 和 对象 来实现，那么就是面向对象编程了。

问题二：函数式编程 和 面向对象 如何选择？分别在什么情况下使用？

答：须知：对于 C# 和 Java 程序员来说不存在这个问题，因为该两门语言只支持面向对象编程（不支持函数式编程）。而对于 Python 和 PHP 等语言却同时支持两种编程方式，且函数式编程能完成的操作，面向对象都可以实现；而面向对象的能完成的操作，函数式编程不行（函数式编程无法实现面向对象的封装功能）。

所以，一般在Python开发中，全部使用面向对象 或 面向对象和函数式混合使用。

面向对象的应用场景:

1. 多函数需使用共同的值，如：数据库的增、删、改、查操作都需要连接数据库字符串、主机名、用户名和密码。

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class SqlHelper:
    def __init__(self, host, user, pwd):
 
        self.host = host
        self.user = user
        self.pwd = pwd
 
    def 增(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
        # do something
        # 关闭数据库连接
 
    def 删(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
        # do something
        # 关闭数据库连接
 
    def 改(self):
        # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
        # do something
        # 关闭数据库连接
 
    def 查(self):
    # 使用主机名、用户名、密码（self.host 、self.user 、self.pwd）打开数据库连接
        # do something
        # 关闭数据库连接# do something

2. 需要创建多个事物，每个事物属性个数相同，但是值的需求
如：张三、李四、杨五，他们都有姓名、年龄、血型，但其都是不相同。即：属性个数相同，但值不相同。

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class Person:
    def __init__(self, name ,age ,blood_type):
        self.name = name
        self.age = age
        self.blood_type = blood_type
 
    def detail(self):
        temp = "i am %s, age %s , blood type %s " % (self.name, self.age, self.blood_type)
        print temp
 
zhangsan = Person('张三', 18, 'A')
lisi = Person('李四', 73, 'AB')
yangwu = Person('杨五', 84, 'A')

问题三：类和对象在内存中是如何保存？

答：类以及类中的方法在内存中只有一份，而根据类创建的每一个对象都在内存中需要存一份，大致如下图：

如上图所示，根据类创建对象时，对象中除了封装 name 和 age 的值之外，还会保存一个类对象指针，该值指向当前对象的类。

当通过 obj1 执行 【方法一】 时，过程如下：

1. 根据当前对象中的 类对象指针 找到类中的方法

2. 将对象 obj1 当作参数传给 方法的第一个参数 self 

 

进阶篇

类的成员

类的成员可以分为三大类：字段、方法和属性。

PS：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
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# 字段的定义和使用
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：


由上图可知：

  • 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

PS：普通字段——保存在对象中

　　静态字段——保存在类中

 

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；
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# 方法的定义和使用
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。

 

PS：普通方法——对象触发，至少一个self参数

     类方法——类调用，只能一个cls参数 ==> 无需创建对象

     静态方法——类调用，无默认参数 ==> 类+静态方法=函数（节省内存），不用单独创建内存

 

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
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# 属性的定义和使用
# ############### 定义 ###############
class Foo:
    def func(self):
        pass
 
    # 定义属性
    @property
    def prop(self):
        pass
 
# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()
 
foo_obj.func()
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。

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 
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# ############### 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
 
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）

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# ############### 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
 
新式类，具有三种@property装饰器
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# ############### 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

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

# 实例
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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

静态字段方式，创建值为property对象的静态字段

当使用静态字段的方式创建属性时，经典类和新式类无区别

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class Foo:
    def get_bar(self):
        return 'wupeiqi'
 
    BAR = property(get_bar)
 
obj = Foo()
reuslt = obj.BAR        # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值
print reuslt

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














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class Foo：


    def get_bar(self):


        return 'wxy'


 


    # *必须两个参数


    def set_bar(self, value):


        return return 'set value' + value


 


    def del_bar(self):


        return 'wxy'


 


    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 = "korala"     # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“korala”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.BAE.__doc__      # 自动获取第四个参数中设置的值：description...
















由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式，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。














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class Goods(object):


    def __init__(self):


        # 原价


        self.original_price = 100


        # 折扣


        self.discount = 0.8


 


    def get_price(self):


        # 实际价格 = 原价 * 折扣


        new_price = self.original_price * self.discount


        return new_price


 


    def set_price(self, value):


        self.original_price = value


 


    def del_price(self, value):


        del self.original_price


 


    PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...')


 


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
















注意：Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式创建的属性。


# Django源码














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class WSGIRequest(http.HttpRequest):


    def __init__(self, environ):


        script_name = get_script_name(environ)


        path_info = get_path_info(environ)


        if not path_info:


            # Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing


            # the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to


            # operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force


            # the path like this, but should be harmless.


            path_info = '/'


        self.environ = environ


        self.path_info = path_info


        self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/'))


        self.META = environ


        self.META['PATH_INFO'] = path_info


        self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name


        self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper()


        _, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', ''))


        if 'charset' in content_params:


            try:


                codecs.lookup(content_params['charset'])


            except LookupError:


                pass


            else:


                self.encoding = content_params['charset']


        self._post_parse_error = False


        try:


            content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH'))


        except (ValueError, TypeError):


            content_length = 0


        self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length)


        self._read_started = False


        self.resolver_match = None


 


    def _get_scheme(self):


        return self.environ.get('wsgi.url_scheme')


 


    def _get_request(self):


        warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or '


                      '`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)


        if not hasattr(self, '_request'):


            self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)


        return self._request


 


    @cached_property


    def GET(self):


        # The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.


        raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '')


        return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)


     


    # ############### 看这里看这里  ###############


    def _get_post(self):


        if not hasattr(self, '_post'):


            self._load_post_and_files()


        return self._post


 


    # ############### 看这里看这里  ###############


    def _set_post(self, post):


        self._post = post


 


    @cached_property


    def COOKIES(self):


        raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '')


        return http.parse_cookie(raw_cookie)


 


    def _get_files(self):


        if not hasattr(self, '_files'):


            self._load_post_and_files()


        return self._files


 


    # ############### 看这里看这里  ###############


    POST = property(_get_post, _set_post)


     


    FILES = property(_get_files)


    REQUEST = property(_get_request)
















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。 


小结：


属性：将方法伪造成字段

定义方式：

装饰器 即：在方法上应用装饰器 @property

静态字段 即：在类中定义值为property对象的静态字段

新式类属性可以设置读写删；


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）














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class C:


    def __init__(self):


        self.name = '公有字段'


        self.__foo = "私有字段"
















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；
    • 



# 公有静态字段














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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
















# 私有静态字段














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class C:


    __name = "私有静态字段"


    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。


# 公有字段














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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
















# 私有字段














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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


 


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。














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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
















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


# lib/aa.py







# index.py














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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。














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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
















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。














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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()()














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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：
















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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'}
















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。














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class Foo:


    def __str__(self):


        return 'korala'


 


obj = Foo()


print obj


# 输出korala
















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。














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#!/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'] = 'korala'   # 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。














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#!/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__。














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# 第一步


class Foo(object):


    pass


         


obj = Foo()


 


for i in obj:


    print i


     


# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable


 


# 第二步


#!/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'


 


# 第三步


#!/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
















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：














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#!/usr/bin/env python


# -*- coding:utf-8 -*-


  


obj = iter([11,22,33,44])


for i in obj:


    print i
















11. __new__ 和 __metaclass__


阅读以下代码：














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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。














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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














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class Foo(object):


    def func(self):


        print 'hello korala'
















b).特殊方式（type类的构造函数）














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ef func(self):


    print 'hello korala'


  


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<span style="font-family: 宋体; font-size: 16px; color: #ff0000;"><strong> </strong></span>


















＝＝》 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。


 














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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()
















 


总结：
1、面向对象的三大特性
     封装、继承、多态（用不到）
2、python ——> 封装
    两种情况：（1）多个方法共用一组变量，变量封装到对象中；
             （2）游戏 模板
3、继承
    （1）基类、派生类
    （2）多继承
            新式类、经典类
            广度优先（规则）、深度优先 ==> 面试
4、类，对象，内存 ==> 关系图
5、类成员
     字段：普通（对象）、静态（类）
     方法：普通（对象触发）至少一个self，self=当前对象
           类 ==> 类触发 只有一个cls，cls=当前类
           静态 ==> 类触发  任意参数
     属性：方法的变种，变成访问时跟字段相似
         定义方式：@property
                  data = property(方法名)
                      # obj.data = 执行方法，并获取方法的返回值
         新式类中的属性：
            @property 修改
            @方法名.setter 设置
            @方法名.deleter 删除
6、类成员修饰符
    公有
    私有 以"__"开头，只能内部访问
         非要访问，对象._类名__成员

7、对象后面加括号执行__call__方法，类后面加括号执行__init__方法

8、__dict__ 类或对象中的所有成员
对象由类创建，一切事物都是对象 ==> 类也是对象
对象.__dict__ 查看对象里有什么东西
类.__dict__ 查看类里有什么东西

9、__str__
输出时会输出返回值
对象转成字符串，类里找方法，并获取返回值


 






            

            
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2016-07-11 11:41 
suliuer 
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