python之旅七【第七篇】面向对象之类成员
面向对象的类成员
相关知识点
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
1 class Province: 2 3 # 静态字段 4 country ＝ '中国' 5 6 def __init__(self, name): 7 8 # 普通字段 9 self.name = name 10 11 12 # 直接访问普通字段 13 obj = Province('河北省') 14 print obj.name 15 16 # 直接访问静态字段 17 Province.country 18 19 字段的定义和使用
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：
由上图可是：
- 静态字段在内存中只保存一,保存在类中，
- 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
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；
比如：调用obj1.modify() 在调用的时候就相当于把对象赋值给方法：Dbcontrl.modify(obj1) 他的触发者是对象！
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；
类方法的触发者是类，当类在触发的时候，把自己当作参数传给cls = class
类方法很少用！
静态方法：由类调用；无默认参数；
其实你在类中使用静态方法：类+静态方法其实就等于一个函数！
触发者是类，常用于一个工具类，在调用的时候不需要实例化！举例来说有个工具类，如果是普通方法每次调用的都需要实例化，如果有非常非常多的人来调用难道每次都需要实例化吗？浪费内存空间，用静态方法那么你在调用的时候就不需要实例化他了！
class Province(object): def __init__(self): pass def f1(self): pass @classmethod #类方法 def f2(cls): print cls pass @staticmethod def f3(a1,b1): #可以加任意参数,无默认参数 pass 调用者不一样 #普通方法调用 obj=Province() obj.f1() #类方法 Province.f2() #静态方法 Province.f3(a1,b1)
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
@property
1 # ############### 定义 ############### 2 class Foo: 3 4 def func(self): 5 pass 6 7 # 定义属性 8 @property 9 def prop(self): 10 pass 11 # ############### 调用 ############### 12 foo_obj = Foo() 13 14 foo_obj.func() 15 foo_obj.prop #调用属性 16 17 属性的定义和使用
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。
使用实例，分页功能
1 # ############### 定义 ############### 2 class Pager: 3 4 def __init__(self, current_page): 5 # 用户当前请求的页码（第一页、第二页...） 6 self.current_page = current_page 7 # 每页默认显示10条数据 8 self.per_items = 10 9 10 11 @property 12 def start(self): 13 val = (self.current_page - 1) * self.per_items 14 return val 15 16 @property 17 def end(self): 18 val = self.current_page * self.per_items 19 return val 20 21 # ############### 调用 ############### 22 23 p = Pager(1) 24 p.start 就是起始值，即：m 25 p.end 就是结束值，即：n
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
经典类与新式类还有区别，
经典类，具有一种@property装饰器
1 # ############### 定义 ############### 2 class Goods: 3 4 @property 5 def price(self): 6 return "wupeiqi" 7 # ############### 调用 ############### 8 obj = Goods() 9 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
1 # ############### 定义 ############### 2 class Goods(object): 3 4 @property 5 def price(self): 6 print '@property' 7 8 @price.setter 9 def price(self, value): 10 print '@price.setter' 11 12 @price.deleter 13 def price(self): 14 print '@price.deleter' 15 16 # ############### 调用 ############### 17 obj = Goods() 18 19 obj.price # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值 20 21 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 22 23 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
1 class Goods(object): 2 3 def __init__(self): 4 # 原价 5 self.original_price = 100 6 # 折扣 7 self.discount = 0.8 8 9 @property 10 def price(self): 11 # 实际价格 = 原价 * 折扣 12 new_price = self.original_price * self.discount 13 return new_price 14 15 @price.setter 16 def price(self, value): 17 self.original_price = value 18 19 @price.deltter 20 def price(self, value): 21 del self.original_price 22 23 obj = Goods() 24 obj.price # 获取商品价格 25 obj.price = 200 # 修改商品原价 26 del obj.price # 删除商品原价 27 28 实例
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，就是装饰起分开写了
1 class Foo: 2 3 def get_bar(self): 4 return 'wupeiqi' 5 6 BAR = property(get_bar) 7 8 obj = Foo() 9 reuslt = obj.BAR # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值 10 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
1 class Foo： 2 3 def get_bar(self): 4 return 'wupeiqi' 5 6 # *必须两个参数 7 def set_bar(self, value): 8 return return 'set value' + value 9 10 def del_bar(self): 11 return 'wupeiqi' 12 13 BAR ＝ property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...') 14 15 obj = Foo() 16 17 obj.BAR # 自动调用第一个参数中定义的方法：get_bar 18 obj.BAR = "alex" # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“alex”当作参数传入 19 del Foo.BAR # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法 20 obj.BAR.__doc__ # 自动获取第四个参数中设置的值：description...
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
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
实例
1 class Goods(object): 2 3 def __init__(self): 4 # 原价 5 self.original_price = 100 6 # 折扣 7 self.discount = 0.8 8 9 def get_price(self): 10 # 实际价格 = 原价 * 折扣 11 new_price = self.original_price * self.discount 12 return new_price 13 14 def set_price(self, value): 15 self.original_price = value 16 17 def del_price(self, value): 18 del self.original_price 19 20 PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...') 21 22 obj = Goods() 23 obj.PRICE # 获取商品价格 24 obj.PRICE = 200 # 修改商品原价 25 del obj.PRICE # 删除商品原价 26 27 实例
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。
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；
1 class C: 2 3 name = "公有静态字段" 4 5 def func(self): 6 print C.name 7 8 class D(C): 9 10 def show(self): 11 print C.name 12 13 14 C.name # 类访问 15 16 obj = C() 17 obj.func() # 类内部可以访问 18 19 obj_son = D() 20 obj_son.show() # 派生类中可以访问 21 22 公有静态字段
1 class C: 2 3 __name = "公有静态字段" 4 5 def func(self): 6 print C.__name 7 8 class D(C): 9 10 def show(self): 11 print C.__name 12 13 14 C.__name # 类访问 ==> 错误 15 16 obj = C() 17 obj.func() # 类内部可以访问 ==> 正确 18 19 obj_son = D() 20 obj_son.show() # 派生类中可以访问 ==> 错误 21 22 私有静态字段
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。
1 class C: 2 3 def __init__(self): 4 self.foo = "公有字段" 5 6 def func(self): 7 print self.foo # 类内部访问 8 9 class D(C): 10 11 def show(self): 12 print self.foo ＃ 派生类中访问 13 14 obj = C() 15 16 obj.foo # 通过对象访问 17 obj.func() # 类内部访问 18 19 obj_son = D(); 20 obj_son.show() # 派生类中访问 21 22 公有字段
私有字段
1 class C: 2 3 def __init__(self): 4 self.__foo = "私有字段" 5 6 def func(self): 7 print self.foo # 类内部访问 8 9 class D(C): 10 11 def show(self): 12 print self.foo ＃ 派生类中访问 13 14 obj = C() 15 16 obj.__foo # 通过对象访问 ==> 错误 17 obj.func() # 类内部访问 ==> 正确 18 19 obj_son = D(); 20 obj_son.show() # 派生类中访问 ==> 错误 21 22 私有字段
私有成员只能在类内部使用
类的特殊成员
1. __doc__
1 class Foo: 2 """ 描述类信息 """ 3 4 def func(self): 5 pass 6 7 print Foo.__doc__ 8 #输出：类的描述信息
2. __module__ 和 __class__
__module__ 表示当前操作的对象在哪个模块
__class__ 表示当前操作的对象的类是什么
1 cat lib/aa.py 2 3 #!/usr/bin/env python 4 # -*- coding:utf-8 -*- 5 6 class C: 7 8 def __init__(self): 9 self.name = 'wupeiqi'
1 from lib.aa import C 2 3 obj = C() 4 print obj.__module__ # 输出 lib.aa，即：输出模块 5 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。
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()()
1 class Foo: 2 3 def __init__(self): 4 pass 5 6 def __call__(self, *args, **kwargs): 7 8 print '__call__' 9 10 11 obj = Foo() # 执行 __init__ 12 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，
1 class Province: 2 3 country = 'China' 4 5 def __init__(self, name, count): 6 self.name = name 7 self.count = count 8 9 def func(self, *args, **kwargs): 10 print 'func' 11 12 # 获取类的成员，即：静态字段、方法、 13 print Province.__dict__ 14 # 输出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None} 15 16 obj1 = Province('HeBei',10000) 17 print obj1.__dict__ 18 # 获取 对象obj1 的成员 19 # 输出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'} 20 21 obj2 = Province('HeNan', 3888) 22 print obj2.__dict__ 23 # 获取 对象obj1 的成员 24 # 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。
class Foo: def __str__(self): return 'wupeiqi' obj = Foo() print obj # 输出：wupeiqi
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
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 class Foo(object): 5 6 def __getitem__(self, key): 7 print '__getitem__',key 8 9 def __setitem__(self, key, value): 10 print '__setitem__',key,value 11 12 def __delitem__(self, key): 13 print '__delitem__',key 14 15 16 obj = Foo() 17 18 result = obj['k1'] # 自动触发执行 __getitem__ 19 obj['k2'] = 'wupeiqi' # 自动触发执行 __setitem__ 20 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
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 class Foo(object): 5 6 def __getslice__(self, i, j): 7 print '__getslice__',i,j 8 9 def __setslice__(self, i, j, sequence): 10 print '__setslice__',i,j 11 12 def __delslice__(self, i, j): 13 print '__delslice__',i,j 14 15 obj = Foo() 16 17 obj[-1:1] # 自动触发执行 __getslice__ 18 obj[0:1] = [11,22,33,44] # 自动触发执行 __setslice__ 19 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__
1 class Foo(object): 2 pass 3 4 5 obj = Foo() 6 7 for i in obj: 8 print i 9 10 # 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable 11 12 第一步
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 class Foo(object): 5 6 def __iter__(self): 7 pass 8 9 obj = Foo() 10 11 for i in obj: 12 print i 13 14 # 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType' 15 16 第二步
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 class Foo(object): 5 6 def __init__(self, sq): 7 self.sq = sq 8 9 def __iter__(self): 10 return iter(self.sq) 11 12 obj = Foo([11,22,33,44]) 13 14 for i in obj: 15 print i 16 17 第三步
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：
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 obj = iter([11,22,33,44]) 5 6 for i in obj: 7 print i
for循环内部语法
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 obj = iter([11,22,33,44]) 5 6 while True: 7 val = obj.next() 8 print val 9 10 For循环语法内部
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
1 class Foo(object): 2 3 def func(self): 4 print 'hello wupeiqi'
b).特殊方式（type类的构造函数）
1 def func(self): 2 print 'hello wupeiqi' 3 4 Foo = type('Foo',(object,), {'func': func}) 5 #type第一个参数：类名 6 #type第二个参数：当前类的基类 7 #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。
1 class MyType(type): 2 3 def __init__(self, what, bases=None, dict=None): 4 super(MyType, self).__init__(what, bases, dict) 5 6 def __call__(self, *args, **kwargs): 7 obj = self.__new__(self, *args, **kwargs) 8 9 self.__init__(obj) 10 11 class Foo(object): 12 13 __metaclass__ = MyType 14 15 def __init__(self, name): 16 self.name = name 17 18 def __new__(cls, *args, **kwargs): 19 return object.__new__(cls, *args, **kwargs) 20 21 # 第一阶段：解释器从上到下执行代码创建Foo类 22 # 第二阶段：通过Foo类创建obj对象 23 obj = Foo()
