python advanced programming ( II )
面向对象编程
简称OOP，是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。数据封装、继承和多态是面向对象的三大特点。
在Python中，所有数据类型都可以视为对象，当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是
面向对象中的类（Class）的概念。
给对象发消息实际上就是调用对象对应的关联函数，称之为对象的方法（Method）
OOP最重要的概念就是类（Class）和实例（Instance），牢记类是抽象的模板，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据可能不同。(艾维铝酉和cjk区别——#)
定义类通过class关键字
1 class Student(object): 2 pass 3 4 #object表示该类是从哪个类继承下来的，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。
创建实例通过类名+()
1 bart = Student()
可以给实例的变量绑定属性
1 bart.name = 'Bart Simpson'
由于类可以起到模板的作用，在创建实例的时候可以通过定义__init__方法把认为必要的属性强制填写进去绑定
1 class Student(object): 2 3 def __init__(self, name, score): #将name和score属性绑定 4 self.name = name 5 self.score = score
#__init__方法的第一个参数永远是self，表示创建的实例本身，因此可以把各种属性绑定到self，因为self就指向创建的实例本身。
有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了而必须传入与__init__方法匹配的参数，self不需要传
1 >>> bart = Student('Bart Simpson', 59) 2 >>> bart.name 3 'Bart Simpson' 4 >>> bart.score 5 59
在类中定义的函数和普通函数相比只有一点不同，就是第一个参数永远是实例变量self，并且调用时不用传递该参数。
访问实例的数据，没必要用外面的函数去访问，可以直接在类的内部定义访问数据的函数，这样，就把“数据”给封装起来了，称为数据封装。这些封装数据的函数是和类本身是关联起来的，称为类的方法
1 class Student(object):
2
3 def __init__(self, name, score):
4 self.name = name
5 self.score = score
6
7 def print_score(self):
8 print('%s: %s' % (self.name, self.score)) #调用方法>>>bart.print_score()
封装的一个好处是不用知道内部实现的细节容易调用，另一个是好处是可以给类增加新的方法
1 class Student(object): 2 ... 3 4 def get_grade(self): #给该类增加一个get_grade方法 5 if self.score >= 90: 6 return 'A' 7 elif self.score >= 60: 8 return 'B' 9 else: 10 return 'C'
注：
类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，各个实例拥有的数据都互相独立，互不影响；
方法就是与实例绑定的函数，和普通函数不同，方法可以直接访问实例的数据（普通函数需要访问类）；
使用上述方法可以隐藏内部复杂逻辑，而在属性名称前加上两个下划线__可以访问限制，使得外部代码不能自由修改实例的属性
1 class Student(object): 2 3 def __init__(self, name, score): #之前>>> bart.score 98 4 # >>> bart.score = 59 5 # >>> bart.score 59 6 self.__name = name 7 self.__score = score #之后>>> bart.__name Error 8 9 def print_score(self): 10 print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
如果外部代码要获取属性，可以给类增加get_name和get_score这样的方法
1 class Student(object): 2 ... 3 4 def get_name(self): 5 return self.__name 6 7 def get_score(self): 8 return self.__score
如果又要允许外部代码修改属性，可以再给类增加set_score方法
1 class Student(object): 2 ... 3 4 def set_score(self, score): 5 self.__score = score
注：
类似__xxx__是特殊变量，可以直接访问，但是不要定义这样的变量名
一个下划线开头的变量，可以被外部访问，但是约定俗成视为私有变量，不要随意访问
两个下划线开头的变量，可以通过 实例名._类名__变量名 来访问（不同版本.后的可能不同）
总的来说就是，Python本身没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。
OOP程序设计中定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，子类将获得了父类的全部功能（方法），也可以对子类增加方法。如果一个变量是子类的数据类型，那么它同时也是父类、爷类...类型，这就是多态
1 class Animal(object): #编写一个名为Animal的class 2 def run(self): 3 print('Animal is running...') 4 5 class Dog(Animal): #直接从Animal类继承 6 pass 7 8 运行 9 dog = Dog() 10 dog.run() 11 Animal is running... 12 13 14 class Dog(Animal): #对子类增加方法 15 16 def run(self): 17 print('Dog is running...')
18
19 运行
20Dog is running... #调用时子类会覆盖与父类定义同名的方法
多态的好处
def run_twice(animal): #定义一个接收Animal类型的函数
animal.run() #调用函数时不管参数是父类Animal()其子类比如Dog()，实际调用的都是类中各自定义的叫 run 的方法，只要 实参是形参的子类，无需修改函数
注：
如果需要传入Animal类型，对于静态语言（如JAVA）传入的对象必须是Animal类型或其子类，否则无法调用run方法。对于动态语言（如Python），则不一定需要传入Animal类型，只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了。
获取对象信息
判断对象类型：基本类型都可以用type()，指向函数或者类的变量也可以用type()判断，返回对应的Class类型。
判断class的类型，可以使用isinstance( ，)函数，返回布尔值。
获得对象的所有属性和方法：可以使用dir()函数，返回一个包含字符串的list，
1 >>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗？ 2 True 3 >>> obj.x 4 9 5 >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？ 6 False 7 >>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y' 8 >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？ 9 True 10 >>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y' 11 19 12 >>> obj.y # 获取属性'y' 13 19 14 >>> fn = getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'并赋值到变量fn 15 16 #通过内置的一系列函数，可以对任意一个Python对象进行剖析，拿到其内部的数据。
注：
由于Python是动态语言，根据类创建的实例可以任意绑定属性。
给实例绑定属性
1 class Student(object): #通过self变量 2 def __init__(self, name): 3 self.name = name 4 5 s = Student('Bob') #通过实例变量 6 s.score = 90
给类绑定属性
1 class Student(object): #直接在class中定义属性 2 name = 'Student'
实例属性比类属性优先级高
给实例绑定方法
1 >>> def set_age(self, age): # 定义一个函数作为实例方法 2 ... self.age = age 3 ... 4 >>> from types import MethodType 5 >>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法 6 >>> s.set_age(25) # 调用实例方法 7 >>> s.age # 测试结果 8 25
给类绑定方法，相当于给其所有实例绑定了方法
1 >>> def set_score(self, score): #定义一个函数并把它绑定给类 2 ... self.score = score 3 ... 4 >>> Student.set_score = set_score
限制实例的属性，在定义class的时候定义一个特殊的__slots__变量，比如只允许实例Student添加添加name和age属性：
1 class Student(object): 2 __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple装允许绑定的属性名称 3
如果暴露性地绑定属性（绑定在定义外），无法检查绑定的参数是否合法，可以通过内置方法来解决，然后通过python内置的@property装饰器将getter方法变成属性简单的使用，同时另一个装饰器@.setter把绑值setter方法变成属性。
1 class Student(object): 2 3 @property #编写获得值的方法并变成属性 4 def score(self): 5 return self._score 6 7 @score.setter #编写带自检的设值（绑定属性）方法并变成属性 8 def score(self, value): 9 if not isinstance(value, int): 10 raise ValueError('score must be an integer!') 11 if value < 0 or value > 100: 12 raise ValueError('score must between 0 ~ 100!') 13 self._score = value
如果只定义getter方法（@property），不定义setter方法（@.setter）就是一个只读属性
注：
动态绑定允许在程序运行的过程中动态给class加上功能，静态语言必须定义在class中。
面向对象高级编程
通过多重继承，一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。这种继承如果按树型层次继承是复杂度呈指数增长，所以采用称之为MixIn的设计。设计类的继承关系时，设计单一继承下来的主线，将需要混入的额外功能的父类名尾加MixIn，这样就可以优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能，而不是设计多层次的复杂的继承关系。
EXP Python自带了TCPServer和UDPServer这两类网络服务，而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型，这两种模型由ForkingMixIn和ThreadingMixIn提供。通过组合，就可以创造出合适的服务来。
1 class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn): #编写一个多进程模式的TCP服务 2 pass 3 4 class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn): #编写一个多线程模式的UDP服务 5 pass
注：
只允许单一继承的语言（如Java）不能使用MixIn的设计。
定制类
枚举类：Enum类可以把一组相关常量定义在一个class中，即用枚举类型定义一个class，每个常量都是class的一个唯一实例。
1 from enum import Enum #定义Monthe类型的枚举类 2 3 Month = Enum('Month', ('Jan', 'Feb', 'Mar', 'Apr', 'May', 'Jun', 'Jul', 'Aug', 'Sep', 'Oct', 'Nov', 'Dec')) #可以用Month.XXX引用一个常量 4 5 6 for name, member in Month.__members__.items(): 7 print(name, '=>', member, ',', member.value) 8 #枚举所有成员，value属性则是自动赋给成员的int常量，默认从1开始计数。 9 10 11 from enum import Enum, unique #可以通过从Enum派生出自定义类更精确的控制枚举 12 13 @unique #@unique装饰器可以帮助检查保证没有重复值。 14 class Weekday(Enum): 15 Sun = 0 # Sun的value被设定为0 16 Mon = 1 17 Tue = 2 18 Wed = 3 19 Thu = 4 20 Fri = 5 21 Sat = 6
type()函数既可以返回一个对象的类型，又可以创建出新的类型。
要创建一个class对象，type()函数依次传入3个参数：
- class的名称；
- 继承的父类集合，注意Python支持多重继承，如果只有一个父类，别忘了tuple的单元素写法；
- class的方法名称与函数绑定，这里我们把函数
fn绑定到方法名hello上。
1 >>> def fn(self, name='world'): # 先定义函数 2 ... print('Hello, %s.' % name) 3 ... 4 >>> Hello = type('Hello', (object,), dict(hello=fn)) # 创建Hello class
通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的，但是type()函数也允许我们动态创建出类来。
元类：除了使用type()动态创建类以外，要控制类的创建行为，还可以使用metaclass，直译为元类，简单的解释就是：先定义metaclass，就可以创建类，最后创建实例，可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。
metaclass是Python面向对象里最难理解，也是最难使用的魔术代码，它可以改变类创建时的行为，功能强大，但不常用，使用起来务必小心。
