python 多态、多继承、函数重写、迭代器

用于类的函数　issubclass(cls,class_or_tuple)

判断一个类是否继承自其他的类，如果此类cls是class或tuole中的一个派生(子类)则返回True，否则返回False

封装 enclosure

封装的目的是让使用者尽可能少的引用实例变量（属性）进行操作

私有属性：python类中，以双下划线‘__’开头，不以双下划线结尾的标识符为私有成员，在类的外部无法直接访问。

class A:
    def __init__(self):
        self.__p1 = 100  #__p1为私有属性,在类的外部不可访问

    def test(self):
        print(self.__p1)  # 可以访问
        self.__m1()  # A类的方法可以调用A类的私有方法

    def __m1(self):
        '''我是私有方法,只有我自己的类中的方法才能调用我哦'''
        print("我是A类的__m1方法!")

a = A()  # 创建对象
# print(a.__p1)  # 在类外看不到__p1属性,访问失败!
a.test()
# a.__m1()  # 出错.无法调用私有方法

多态 polymorphic

多态是指在继承\派生关系的类中，调用基类对象的方法，实际能调用子类的覆盖版本方法的现象叫多态

class Shape:
    def draw(self):
        print("Shape.draw被调用")

class Point(Shape)
    def draw(self):
        print('正在画一个点')

class Circle(Point):
    def draw(self):
        print("正在画一个圆")

def my_draw(s):
    s.draw()  # 此处显示出多态中的动态

s1 = Circle()
s2 = Point()
my_draw(s1)  # 调用Circle里的draw 正在画一个圆
my_draw(s2)  # 调用Point里的draw 正在画一个点

多继承 multiple inheritance

多继承是指一个子类继承自两个或两个以上的基类

说明：一个子类可以同时继承自多个父类，父类中的方法可以同时被继承下来。如果两个父类中有同名的方法，而在子类中又没有覆盖此方法时，调用结果难以确定

class Car:
    def run(self, speed):
        print("汽车以", speed, '公里/小时的速度行驶')

class Plane:
    def fly(self, height):
        print("飞机以海拔", height, '的高度飞行')

class PlaneCar(Car, Plane):
    '''PlaneCar同时继承自汽车类和飞机类'''

p1 = PlaneCar()
p1.fly(10000)
p1.run(300)

多继承的问题（缺陷）：名字冲突问题，要谨慎使用多继承（会先使用第一个继承的基类）

class A:
    def m(self):
        print("A.m()被调用")

class B:
    def m(self):
        print('B.m()被调用')

class AB(A, B):
    pass

ab = AB()
ab.m()  # A.m()被调用

继承的MRO(Method Resolution Order)问题

　　类的__mro__属性用来记录继承方法的查找顺序

class A:
    def m(self):
        print("A.m")
class B(A):
    def m(self):
        print("B.m")
class C(A):
    def m(self):
        print("C.m")
class D(B, C):
    '''d类继承自B,C'''
    def m(self):
        print("D.m")
d = D()
print(D.__mro__)
#(<class '__main__.D'>, 
# <class '__main__.B'>, 
# <class '__main__.C'>, 
# <class '__main__.A'>, 
# <class 'object'>)
d.m()  # 调用方法的顺序如上所示

class A:
    def m(self):
        print("A.m")
class B(A):
    def m(self):
        print("B.m")
        super().m()
class C(A):
    def m(self):
        print("C.m")
        super().m()
class D(B, C):
    '''d类继承自B,C'''
    def m(self):
        print("D.m")
        super().m()
d = D()
d.m()  # 调用方法的顺序是什么?

for x in D.__mro__:
    print(x)


# D.m
# B.m
# C.m
# A.m
# <class '__main__.D'>
# <class '__main__.B'>
# <class '__main__.C'>
# <class '__main__.A'>
# <class 'object'>

函数重写

在自定义类内添加相应的方法，让自定义类创建的实例能像内建对象一样进行内建函数操作

对象转字符串函数：

　　repr(obj) 返回一个能代表此对象的表达式字符串，通常eval(repr(obj))==obj （这个字符串通常是给python解释执行器运行用的）

对象转字符串函数的重写方法

　　reper(obj)函数的重写方法：　　def__repr__(self):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　return 能够表达self内容的字符串

　　str(obj)函数的重写方法：　　def__str__(self):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　return 人能看懂的字符串

class MyNumber:
    def __init__(self, value):
        self.data = value
    def __str__(self):
        print("__str__被调用")
        return "数字: %d" % self.data
    def __repr__(self):
        print("__repr__被调用")
        return 'MyNumber(%d)' % self.data
n1 = MyNumber(100)
# print(str(n1))  # 调用 n1.__str__(self);__str__被调用;数字: 100
# print(repr(n1)) #__repr__被调用  MyNumber(100)
print(n1)   # ;__str__被调用;数字: 100
# n2 = eval("MyNumber(100)")
# print(n2)   #__str__被调用;数字: 100

说明：

1、str(obj)函数先调用obj.__str__()方法，调用此方法并返回字符串

2、如果obj没有__str__()方法，则调用obj.__repr__()方法返回的字符串

3、如果obj没有__repr__()方法，则调用object类的__repe__()实例方法显示<xxxx>格式的字符串

数值转换函数的重写

　　def __complex__(self) 　complex(obj) 函数调用
　　def __int__(self) 　　　int(obj) 函数调用
　　def __float__(self) 　　float(obj) 函数调用
　　def __bool__(self) 　　 bool(obj) 函数调用

'''此示例示意自定义的类MyNumber能够转成为数值类型'''
class MyNumber:
    def __init__(self, v):
        self.data = v
    def __repr__(self):
        return "MyNumber(%d)" % self.data
    def __int__(self):
        '''此方法用于int(obj) 函数重载,必须返回整数
        此方法通常用于制订自义定对象如何转为整数的规则
        '''
        return 10000

n1 = MyNumber(100)
print(type(n1))
# if n1 == 100:
#     print("n1 == 100")
n  = int(n1)
print(type(n))
print(n)

<class '__main__.MyNumber'>
<class 'int'>
10000

内建函数的重写
　　__abs__ 　　　　 abs(obj)
　　__len__ 　　 　　len(obj)
　　__reversed__ 　　reversed(obj)
　　__round__ 　　　 round(obj)

# 自定义一个MyList类,与系统内建的类一样,
# 用来保存有先后顺序关系的数据

class MyList:
    '''自定义列表类'''
    def __init__(self, iterator=[]):
        self.data = [x for x in iterator]

    def __repr__(self):
        return "MyList(%r)" % self.data

    def __abs__(self):
        # return MyList([abs(x) for x in self.data])
        # 上一句语句可以用如下生成表达式代替已防止过多占内存
        return MyList((abs(x) for x in self.data))

    def __len__(self):
        # return self.data.__len__()
        return len(self.data)

myl = MyList([1, -2, 3, -4])
print(myl)
print(abs(myl))  # MyList([1, +2, 3, +4])
print("原来的列表是:", myl)

myl2 = MyList(range(10))
print(myl2)
print('myl2的长度是:', len(myl2))
print('myl的长度是: ', len(myl))

MyList([1, -2, 3, -4])
MyList([1, 2, 3, 4])
原来的列表是: MyList([1, -2, 3, -4])
MyList([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
myl2的长度是: 10
myl的长度是:  4

 布尔测试函数的重写

　　格式 def __bool__(self):
　　　　...
作用:
　　用于bool(obj) 函数取值
　　用于if语句真值表达式中
　　用于while语句真值表达式中
说明:
　　1. 优先调用__bool__方法取值
　　2. 如果不存在__bool__方激动 ,则用__len__()方法取值后判断是否为零值,如果不为零返回True,否则返回False
　　3. 如果再没有__len__方法,则直接返回True

class MyList:
    '''自定义列表类'''
    def __init__(self, iterator=[]):
        self.data = [x for x in iterator]

    def __repr__(self):
        return "MyList(%r)" % self.data

    def __bool__(self):
        print("__bool__方法被调用!")
        return False

    # def __len__(self):
    #     print("__len__被调用")
    #     return len(self.data)

myl = MyList([1, -2, 3, -4])
print(bool(myl))  # False
if myl:
    print("myl 是真值")
else:
    print("myl 是假值")

__bool__方法被调用!
False
__bool__方法被调用!
myl 是假值

 迭代器（高级）

可以通过next(it) 函数取值的对象就是迭代器
迭代器协议:迭代器协议是指对象能够使用next函数获取下一项数据,在没有下一项数据时触发一个StopIterator来终止迭代的约定
实现方法:类内需要有 __next__(self) 方法来实现迭代器协议
语法形式:
　　class MyIterator
　　　　def __next__(self):
　　　　　　迭代器协议的实现
　　　　　　return 数据

可迭代对象是指能用iter(obj) 函数返回迭代器的对象(实例)，可迭代对象内部一定要定义__iter__(self)方法来返回迭代器

可迭代对象的语法形式:
　　class MyIterable:
　　　　def __iter__(self):
　　　　　　语句块
　　　　　　return 迭代器

# 此示例示意可迭代对象和迭代器的定义及使用方式:
class MyList:
    def __init__(self, iterator):
        '''自定义列表类的初始化方法,此方法创建一个data实例
        变量来绑定一个用来存储数据的列表'''
        self.data = list(iterator)

    def __repr__(self):
        '''此方法了为打印此列表的数据'''
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __iter__(self):
        '''有此方法就是可迭代对象,但要求必须返回迭代器'''
        print("__iter__方法被调用!")
        return MyListIterator(self.data)

class MyListIterator:
    '''此类用来创建一个迭代器对象,用此迭代器对象可以迭代访问
    MyList类型的数据'''
    def __init__(self, iter_data):
        self.cur = 0  # 设置迭代器的初始值为0代表列表下标
        # it_data 绑定要迭代的列表
        self.it_data = iter_data

    def __next__(self):
        '''有此方法的对象才叫迭代器,
        此方法一定要实现迭代器协议'''
        print("__next__方法被调用!")
        # 如果self.cur已经超出了列表的索引范围就报迭代结束
        if self.cur >= len(self.it_data):
            raise StopIteration
        # 否则尚未迭代完成,需要返回数据
        r = self.it_data[self.cur]  # 拿到要送回去的数
        self.cur += 1  # 将当前值向后移动一个单位
        return r

myl = MyList([2, 3, 5, 7])
print(myl)

for x in myl:
    print(x)  # 此处可以这样做吗?

# it = iter(myl)
# x = next(it)
# print(x)
# x = next(it)
# print(x)
# x = next(it)
# print(x)

1 MyList([2, 3, 5, 7])
 2 __iter__方法被调用!
 3 __next__方法被调用!
 4 2
 5 __next__方法被调用!
 6 3
 7 __next__方法被调用!
 8 5
 9 __next__方法被调用!
10 7
11 __next__方法被调用!