面向对象之：三大特性：继承(已讲)，封装，多态
前言：
python面向对象的三大特性：继承，封装，多态。
1. 封装: 把很多数据封装到⼀个对象中. 把固定功能的代码封装到⼀个代码块, 函数, 对象, 打包成模块. 这都属于封装的思想. 具体的情况具体分析. 比如. 你写了⼀个很⽜B的函数. 那这个也可以被称为封装. 在⾯向对象思想中. 是把⼀些看似⽆关紧要的内容组合到⼀起统⼀进⾏存储和使⽤. 这就是封装.
2. 继承: ⼦类可以⾃动拥有⽗类中除了私有属性外的其他所有内容. 说⽩了, ⼉⼦可以随便⽤爹的东⻄. 但是朋友们, ⼀定要认清楚⼀个事情. 必须先有爹, 后有⼉⼦. 顺序不能乱, 在python中实现继承非常简单. 在声明类的时候, 在类名后⾯添加⼀个⼩括号,就可以完成继承关系. 那么什么情况可以使⽤继承呢? 单纯的从代码层⾯上来看. 两个类具有相同的功能或者特征的时候. 可以采⽤继承的形式. 提取⼀个⽗类, 这个⽗类中编写着两个类相同的部分. 然后两个类分别取继承这个类就可以了. 这样写的好处是我们可以避免写很多重复的功能和代码. 如果从语义中去分析的话. 会简单很多. 如果语境中出现了x是⼀种y. 这时, y是⼀种泛化的概念. x比y更加具体. 那这时x就是y的⼦类. 比如. 猫是⼀种动物. 猫继承动物. 动物能动. 猫也能动. 这时猫在创建的时候就有了动物的"动"这个属性. 再比如, ⽩骨精是⼀个妖怪. 妖怪天⽣就有⼀个比较不好的功能叫"吃⼈", ⽩骨精⼀出⽣就知道如何"吃⼈". 此时 ⽩骨精继承妖精.
3. 多态: 同⼀个对象, 多种形态. 这个在python中其实是很不容易说明⽩的. 因为我们⼀直在⽤. 只是没有具体的说. 比如. 我们创建⼀个变量a = 10 , 我们知道此时a是整数类型. 但是我们可以通过程序让a = "alex", 这时, a⼜变成了字符串类型. 这是我们都知道的. 但是, 我要告诉你的是. 这个就是多态性. 同⼀个变量a可以是多种形态。
1.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
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
`class` `Foo:` ` ``def` `__init__(``self``, name, age):`` ``self``.name ``=` `name`` ``self``.age ``=` `age` `obj1 ``=` `Foo(``'wupeiqi'``, ``18``)``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(``'alex'``, ``73``)``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
`class` `Foo:`` ` ` ``def` `__init__(``self``, name, age):`` ``self``.name ``=` `name`` ``self``.age ``=` `age`` ` ` ``def` `detail(``self``):`` ``print` `self``.name`` ``print` `self``.age`` ` `obj1 ``=` `Foo(``'wupeiqi'``, ``18``)``obj1.detail() ``# Python默认会将obj1传给self参数，即：obj1.detail(obj1)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj1，即：self.name 是 wupeiqi ；self.age 是 18`` ` `obj2 ``=` `Foo(``'alex'``, ``73``)``obj2.detail() ``# Python默认会将obj2传给self参数，即：obj1.detail(obj2)，所以，此时方法内部的 self ＝ obj2，即：self.name 是 alex ； self.age 是 78`
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。
2.多态
多态，同一个对象，多种形态。python默认支持多态
# python 一个变量可以指向多种数据
# a = [1,2,3]
# a = 'qweeqrq'
'''
java:
int a = 123
def func(int x):
print(x)
python:
def func(x):
print(x)
'''
鸭子类型
python中有一句谚语说的好，你看起来像鸭子，那么你就是鸭子。
对于代码上的解释其实很简答：
class A:
def f1(self):
print('in A f1')
def f2(self):
print('in A f2')
class B:
def f1(self):
print('in B f1')
def f2(self):
print('in B f2')
obj1 = A()
obj1.f1()
obj1.f2()
obj2 = B()
obj2.f1()
obj2.f2()
# A 和 B两个类完全没有耦合性，但是在某种意义上他们却统一了一个标准。
# 对相同的功能设定了相同的名字，这样方便开发，这两个方法就可以互成为鸭子类型。
# 这样的例子比比皆是：str tuple list 都有 index方法，这就是统一了规范。
# str bytes 等等 这就是互称为鸭子类型。
3.类的约束
⾸先, 你要清楚. 约束是对类的约束.
用一个例子说话：
公司让小明给他们的网站完善一个支付功能，小明写了两个类，如下：
class QQpay:
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay:
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
a = Alipay()
a.pay(100)
b = QQpay()
b.pay(200)
但是上面这样写不太放方便，也不合理，老大说让他整改，统一一下付款的方式，小明开始加班整理：
class QQpay:
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay:
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
def pay(obj,money): # 这个函数就是统一支付规则，这个叫做： 归一化设计。
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
写了半年的接口，小明终于接了大项目了，结果公司没品位，招了一个野生的程序员春哥接替小明的工作，老大给春哥安排了任务，让他写一个微信支付的功能：
class QQpay:
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay:
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
class Wechatpay: # 野生程序员一般不会看别人怎么写，自己才是最好，结果......
def fuqian(self,money):
print('使用微信支付%s元' % money)
def pay(obj,money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
c = Wechatpay()
c.fuqian(300)
结果春哥，受惩罚了，限期整改，那么春哥，发奋图强，重新梳理的代码：
class Payment: """ 此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。 """
def pay(self,money):
pass
class QQpay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self,money):
print('使用微信支付%s元' % money)
def pay(obj,money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
c = Wechatpay()
c.fuqian(300)
但是，这样还会有问题，如果再来野生程序员，他不看其他的支付方式，也不知道为什么继承的类中要定义一个没有意义的方法，所以他会是会我行我素：
class Payment:
""" 此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。
"""
def pay(self,money):
pass
class QQpay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self,money):
print('使用微信支付%s元' % money)
def pay(obj,money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
c = Wechatpay()
c.fuqian(300)
所以此时我们要用到对类的约束，对类的约束有两种：
- 提取⽗类. 然后在⽗类中定义好⽅法. 在这个⽅法中什么都不⽤⼲. 就抛⼀个异常就可以了. 这样所有的⼦类都必须重写这个⽅法. 否则. 访问的时候就会报错.
- 使⽤元类来描述⽗类. 在元类中给出⼀个抽象⽅法. 这样⼦类就不得不给出抽象⽅法的具体实现. 也可以起到约束的效果.
先用第一种方式解决：
class Payment:
"""
此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。
"""
def pay(self,money):
raise Exception("你没有实现pay方法")
class QQpay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用qq支付%s元' % money)
class Alipay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用阿里支付%s元' % money)
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self,money):
print('使用微信支付%s元' % money)
def pay(obj,money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
pay(c,300)
第二种方式：引入抽象类的概念处理。
from abc import ABCMeta,abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta): # 抽象类 接口类 规范和约束 metaclass指定的是一个元类
@abstractmethod
def pay(self):pass # 抽象方法
class Alipay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用支付宝支付了%s元'%money)
class QQpay(Payment):
def pay(self,money):
print('使用qq支付了%s元'%money)
class Wechatpay(Payment):
# def pay(self,money):
# print('使用微信支付了%s元'%money)
def recharge(self):pass
def pay(a,money):
a.pay(money)
a = Alipay()
a.pay(100)
pay(a,100) # 归一化设计：不管是哪一个类的对象，都调用同一个函数去完成相似的功能
q = QQpay()
q.pay(100)
pay(q,100)
w = Wechatpay()
pay(w,100) # 到用的时候才会报错
# 抽象类和接口类做的事情 ：建立规范
# 制定一个类的metaclass是ABCMeta，
# 那么这个类就变成了一个抽象类(接口类)
# 这个类的主要功能就是建立一个规范
总结: 约束. 其实就是⽗类对⼦类进⾏约束. ⼦类必须要写xxx⽅法. 在python中约束的⽅式和⽅法有两种:
1. 使⽤抽象类和抽象⽅法, 由于该⽅案来源是java和c#. 所以使⽤频率还是很少的
2. 使⽤⼈为抛出异常的⽅案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专业, ⽽且错误比较明确.(推荐)
4. super()深入了解
super是严格按照类的继承顺序执行！！！
class A:
def f1(self):
print('in A f1')
def f2(self):
print('in A f2')
class Foo(A):
def f1(self):
super().f2()
print('in A Foo')
obj = Foo()
obj.f1()
super可以下一个类的其他方法
class A:
def f1(self):
print('in A')
class Foo(A):
def f1(self):
super().f1()
print('in Foo')
class Bar(A):
def f1(self):
print('in Bar')
class Info(Foo,Bar):
def f1(self):
super().f1()
print('in Info f1')
obj = Info()
obj.f1()
'''
in Bar
in Foo
in Info f1
'''
print(Info.mro()) # [<class '__main__.Info'>, <class '__main__.Foo'>, <class '__main__.Bar'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
super()严格按照对象所属类的mro顺序执行
class A:
def f1(self):
print('in A')
class Foo(A):
def f1(self):
super().f1()
print('in Foo')
class Bar(A):
def f1(self):
print('in Bar')
class Info(Foo,Bar):
def f1(self):
super(Foo,self).f1()
print('in Info f1')
obj = Info()
obj.f1()
