Python 面向对象（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

 

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 
     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

    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

 

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； 
     1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self, name):
 4         self.name = name
 5  
 6     def ord_func(self):
 7         """ 定义普通方法，至少有一个self参数 """
 8  
 9         # print self.name
10         print '普通方法'
11  
12     @classmethod
13     def class_func(cls):
14         """ 定义类方法，至少有一个cls参数 """
15  
16         print '类方法'
17  
18     @staticmethod
19     def static_func():
20         """ 定义静态方法 ，无默认参数"""
21  
22         print '静态方法'
23  
24  
25 # 调用普通方法
26 f = Foo()
27 f.ord_func()
28  
29 # 调用类方法
30 Foo.class_func()
31  
32 # 调用静态方法
33 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。

 

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

 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

 

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 
     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

     

    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）

    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

    # ############### 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

     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

     

    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

     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

        class Foo：
 
    def get_bar(self):
        return 'wupeiqi'
 
    # *必须两个参数
    def set_bar(self, value):
        return return 'set value' + value
 
    def del_bar(self):
        return 'wupeiqi'
 
    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 = "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
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

         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

         

        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

         1 class WSGIRequest(http.HttpRequest):
 2     def __init__(self, environ):
 3         script_name = get_script_name(environ)
 4         path_info = get_path_info(environ)
 5         if not path_info:
 6             # Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing
 7             # the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to
 8             # operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force
 9             # the path like this, but should be harmless.
10             path_info = '/'
11         self.environ = environ
12         self.path_info = path_info
13         self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/'))
14         self.META = environ
15         self.META['PATH_INFO'] = path_info
16         self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name
17         self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper()
18         _, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', ''))
19         if 'charset' in content_params:
20             try:
21                 codecs.lookup(content_params['charset'])
22             except LookupError:
23                 pass
24             else:
25                 self.encoding = content_params['charset']
26         self._post_parse_error = False
27         try:
28             content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH'))
29         except (ValueError, TypeError):
30             content_length = 0
31         self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length)
32         self._read_started = False
33         self.resolver_match = None
34  
35     def _get_scheme(self):
36         return self.environ.get('wsgi.url_scheme')
37  
38     def _get_request(self):
39         warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or '
40                       '`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)
41         if not hasattr(self, '_request'):
42             self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)
43         return self._request
44  
45     @cached_property
46     def GET(self):
47         # The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.
48         raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '')
49         return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)
50     
51     # ############### 看这里看这里  ###############
52     def _get_post(self):
53         if not hasattr(self, '_post'):
54             self._load_post_and_files()
55         return self._post
56  
57     # ############### 看这里看这里  ###############
58     def _set_post(self, post):
59         self._post = post
60  
61     @cached_property
62     def COOKIES(self):
63         raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '')
64         return http.parse_cookie(raw_cookie)
65  
66     def _get_files(self):
67         if not hasattr(self, '_files'):
68             self._load_post_and_files()
69         return self._files
70  
71     # ############### 看这里看这里  ###############
72     POST = property(_get_post, _set_post)
73     
74     FILES = property(_get_files)
75     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。

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 class C:
2     def __init__(self):
3         self.name = '公有字段'
4         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
     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

     

    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
     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

     

    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

 

1 class Foo:
2     """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """
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那个模块

 

__class__ 表示当前操作的对象的类是什么

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding:utf-8 -*-
3  
4 class C:
5  
6     def __init__(self):
7         self.name = 'wupeiqi'
8  
9 lib/aa.py
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。

 

1 class Foo:
2  
3     def __init__(self, name):
4         self.name = name
5         self.age = 18
6  
7  
8 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。

 

1 class Foo:
2  
3     def __del__(self):
4         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，即：

 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。

1 class Foo:
2  
3     def __str__(self):
4         return 'wupeiqi'
5  
6  
7 obj = Foo()
8 print obj
9 # 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 class Foo(object):
 4     def __getitem__(self, key):
 5         print '__getitem__',key
 6     def __setitem__(self, key, value):
 7         print '__setitem__',key,value
 8     def __delitem__(self, key):
 9         print '__delitem__',key
10 obj = Foo()
11 result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__
12 obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自动触发执行 __setitem__
13 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 class Foo(object):
 4     def __getslice__(self, i, j):
 5         print '__getslice__',i,j
 6     def __setslice__(self, i, j, sequence):
 7         print '__setslice__',i,j
 8     def __delslice__(self, i, j):
 9         print '__delslice__',i,j
10 obj = Foo()
11 obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
12 obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
13 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
 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'
 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


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 obj = iter([11,22,33,44])
4 for i in obj:
5     print i
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

 

11. __new__ 和 __metaclass__

 

阅读以下代码：

1 class Foo(object):
2     def __init__(self):
3         pass
4 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。

1 print type(obj) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 对象由Foo类创建
2 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()

 

posted @ 2017-09-28 11:37  独黑  阅读(188)  评论(0)  编辑  收藏  举报