day11

合集 - python入门(10)
1.day012.day033.day024.day045.day056.day077.day088.day099.day10
10.day11
收起

类的继承

什么是继承

  • 继承是一种新建类的方式，新建的类称为子类，被继承的类称为父类
  • 继承的特性是：子类会遗传父类的属性
  • 继承是类与类之间的关系

为什么用继承

  • 使用继承可以减少代码的冗余

对象的继承

Python中支持一个类同时继承多个父类

class Parent1:
    pass


class Parent2:
    pass


class Sub1(Parent1, Parent2):
    pass
  • 使用__bases__方法可以获取对象继承的类
print(Sub1.__bases__)

(<class '__main__.Parent1'>, <class '__main__.Parent2'>)

print(Parent1.__bases__)

(<class 'object'>,)

类的分类

  1. 新式类

继承了object的类以及该类的子类，都是新式类

Python3中所有的类都是新式类

  1. 经典类

没有继承object的类以及该类的子类，都是经典类

只有Python2中才有经典类

继承与抽象

继承描述的是子类与父类之间的关系，是一种什么是什么的关系。要找出这种关系，必须先抽象再继承，抽象即抽取类似或者说比较像的部分。

抽象分成两个层次：

  1. 将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；
  2. 将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度），如下图所示：

继承：基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类，如下图所示：

继承的应用

  • 牢记对象是特征与功能的集合体，我们可以拿选课系统举例
class OldboyPeople:
    """由于学生和老师都是人，因此人都有姓名、年龄、性别"""
    school = 'oldboy'

    def __init__(self, name, age, gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender


class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' % self.name)


class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def score(self, stu_obj, num):
        print('%s is scoring' % self.name)
        stu_obj.score = num


stu1 = OldboyStudent('tank', 18, 'male')
tea1 = OldboyTeacher('nick', 18, 'male')
  • 对象查找属性的顺序：对象自己-》对象的类-》父类-》父类。。。
print(stu1.school)

oldboy

print(tea1.school)

oldboy

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tank', 'age': 18, 'gender': 'male'}

tea1.score(stu1, 99)

nick is scoring

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tank', 'age': 18, 'gender': 'male', 'score': 99}

属性查找练习

class Foo:
    def f1(self):
        print('Foo.f1')
        
    def f2(self):
        print('Foo.f2')
        self.f1()
        
class Bar(Foo):
    def f1(self):
        print('Bar.f1')
        
        
obj = Bar()
obj.f2()

Foo.f2
Bar.f1

定义了两个类，一个是Foo，另一个是继承自Foo的Bar。代码的最后创建了一个Bar类的实例对象obj，并调用了obj的f2()方法。

在调用obj.f2()时，首先会在obj对象中查找属性f2，如果找不到，则继续在obj的类Bar中查找。找到了类Bar中的f2方法后，该方法会被调用。

在方法f2内部，先打印输出"Foo.f2"，然后执行self.f1()。由于self代表当前对象obj，所以会在obj对象中查找属性f1。根据属性查找顺序，先在obj中查找，未找到后则到obj的类Bar中查找。在Bar类中找到了f1方法，于是调用了Bar类的f1方法。

最终输出的结果是：
Foo.f2
Bar.f1

因为在Bar类中重写了f1方法，所以调用f1时会优先调用Bar类中的f1方法，而不是继承自父类Foo的f1方法。

类的派生

派生

  • 派生：子类中新定义的属性的这个过程叫做派生，并且需要记住子类在使用派生的属性时始终以自己的为准

派生方法一(类调用)

  • 指名道姓访问某一个类的函数：该方式与继承无关
class OldboyPeople:
    school = 'oldboy'
    
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
        
class OldboyStudent(OldboyPeople):
    """由于学生类没有独自的__init__()方法，因此不需要声明继承父类的__init__()方法，会自动继承"""    
    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' % self.name)
        
        
class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    """由于老师类有独自的__init__()方法，因此需要声明继承父类的__init__()"""
    def __init__(self, name, age, gender, level):
        OldboyPeople.__init__(self, name, age, gender)
        self.level = level  # 派生
        
    def score(self, stu_obj, num):
        print('%s is scoring' % self.name)
        stu_obj.score = num
        
stu1 = OldboyStudent('tank', 18, 'male')
tea1 = OldboyTeacher('nick',18,'male',10)

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tank', 'age': 18, 'gender': 'male'}

print(tea1.__dict__)

{'name': 'nick', 'age': 18, 'gender': 'male', 'level': 10}

派生方法二(super)

  • 严格以来继承属性查找关系
  • super()会得到一个特殊的对象，该对象就是专门用来访问父类中的属性的（按照继承的关系）
  • super().init(不用为self传值)
  • super的完整用法是super(自己的类名,self),在python2中需要写完整，而python3中可以简写为* super()
class OldboyPeople:
    school = 'oldboy'

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex


class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex, stu_id):
        
        
        super().__init__(name,age,sex)
        self.stu_id = stu_id
        
        
    def choose_courses(self):
        print('%s is choosing course'  % self.name)
        
stu1 = OldboyStudent('tank',19,'male',1)

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tank', 'age': 19, 'sex': 'male', 'stu_id': 1}

类的组合

什么是组合

  • 组合就是一个类的对象具备某一个属性，该属性的值是指向另外外一个类的对象

为什么用组合

  • 组合是用来解决类与类之间代码冗余的问题
  • 首先我们先写一个简单版的选课系统
class OldboyPeople:
    school = 'oldboy'

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex


class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex, stu_id):
        OldboyPeople.__init__(self, name, age, sex)
        self.stu_id = stu_id

    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' % self.name)


class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex, level):
        OldboyPeople.__init__(self, name, age, sex)
        self.level = level

    def score(self, stu, num):
        stu.score = num
        print('老师[%s]为学生[%s]打分[%s]' % (self.name, stu.name, num))


stu1 = OldboyStudent('tank', 19, 'male', 1)
tea1 = OldboyTeacher('nick', 18, 'male', 10)

stu1.choose_course()

tank is choosing course

tea1.score(stu1, 100)

老师[nick]为学生[tank]打分[100]

print(stu1.__dict__)

{'name': 'tank', 'age': 19, 'sex': 'male', 'stu_id': 1, 'score': 100}

如上设计了一个选课系统，但是这个选课系统在未来一定是要修改、扩展的，因此我们需要修改上述的代码

如何用组合

  • 需求：假如我们需要给学生增添课程属性，但是又不是所有的老男孩学生一进学校就有课程属性，课程属性是学生来老男孩后选出来的，也就是说课程需要后期学生们添加进去的
  • 实现思路：如果我们直接在学生中添加课程属性，那么学生刚被定义就需要添加课程属性，这就不符合我们的要求，因此我们可以使用组合能让学生未来添加课程属性
class Course:
    def __init__(self, name, period, price):
        self.name = name
        self.period = period
        self.price = price

    def tell_info(self):
        msg = """
        课程名：%s
        课程周期：%s
        课程价钱：%s
        """ % (self.name, self.period, self.price)
        print(msg)


class OldboyPeople:
    school = 'oldboy'

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex


class OldboyStudent(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex, stu_id):
        OldboyPeople.__init__(self, name, age, sex)
        self.stu_id = stu_id

    def choose_course(self):
        print('%s is choosing course' % self.name)


class OldboyTeacher(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex, level):
        OldboyPeople.__init__(self, name, age, sex)
        self.level = level

    def score(self, stu, num):
        stu.score = num
        print('老师[%s]为学生[%s]打分[%s]' % (self.name, stu.name, num))

# 创造课程
python = Course('python全栈开发', '5mons', 3000)
python.tell_info()

        课程名：python全栈开发
        课程周期：5mons
        课程价钱：3000

​

linux = Course('linux运维', '5mons', 800)
linux.tell_info()

        课程名：linux运维
        课程周期：5mons
        课程价钱：800

​

# 创造学生与老师
stu1 = OldboyStudent('tank', 19, 'male', 1)
tea1 = OldboyTeacher('nick', 18, 'male', 10)

# 将学生、老师与课程对象关联/组合
stu1.course = python
tea1.course = linux

stu1.course.tell_info()

        课程名：python全栈开发
        课程周期：5mons
        课程价钱：3000

​

tea1.course.tell_info()

        课程名：linux运维
        课程周期：5mons
        课程价钱：800

​

组合可以理解成多个人去造一个机器人，有的人造头、有的人造脚、有的人造手、有的人造躯干，大家都完工后，造躯干的人把头、脚、手拼接到自己的躯干上，因此一个机器人便造出来了

菱形继承问题

在Java和C#中子类只能继承一个父类，而Python中子类可以同时继承多个父类，如A(B,C,D)

如果继承关系为非菱形结构，则会按照先找B这一条分支，然后再找C这一条分支，最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性

如果继承关系为菱形结构，即子类的父类最后继承了同一个类，那么属性的查找方式有两种：

  • 经典类下：深度优先
  • 广度优先：广度优先
  • 经典类：一条路走到黑，深度优先

  • 新式类：不找多各类最后继承的同一个类，直接去找下一个父类，广度优先

class G(object):
    # def test(self):
    #     print('from G')
    pass


print(G.__bases__)


class E(G):
    # def test(self):
    #     print('from E')
    pass


class B(E):
    # def test(self):
    #     print('from B')
    pass


class F(G):
    # def test(self):
    #     print('from F')
    pass


class C(F):
    # def test(self):
    #     print('from C')
    pass


class D(G):
    # def test(self):
    #     print('from D')
    pass


class A(B, C, D):
    def test(self):
        print('from A')


obj = A()

(<class 'object'>,)

obj.test()  # A->B->E-C-F-D->G-object

from A

C3算法与mro()方法

python到底是如何实现继承的，对于你定义的每一个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，如：

print(A.mro())

[<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.G'>, <class 'object'>]

for i in A.mro():
    print(i)

<class '__main__.A'>
<class '__main__.B'>
<class '__main__.E'>
<class '__main__.C'>
<class '__main__.F'>
<class '__main__.D'>
<class '__main__.G'>
<class 'object'>

为了实现继承，python会在MRO列表上从左到右开始查找基类，直到找到第一个匹配这个属性的类为止。

而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理，它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:

  • 子类会先于父类被检查
  • 多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
  • 如果对下一个类存在两个合法的选择，选择第一个父类

super()方法详解

单独调用父类的方法

需求：编写一个类，然后再写一个子类进行继承，使用子类去调用父类的方法1。

class FatFather(object):
    def __init__(self, name):
        print('FatFather的init开始被调用')
        self.name = name
        print('FatFather的name是%s' % self.name)
        print('FatFather的init调用结束')


def main():
    ff = FatFather("胖子老板的父亲")

if __name__ == "__main__":
    main()

FatFather的init开始被调用
FatFather的name是胖子老板的父亲
FatFather的init调用结束

下面来写一个子类，也就是胖子老板类，继承上面的类

# 胖子老板的父类
class FatFather(object):
    def __init__(self, name):
        print('FatFather的init开始被调用')
        self.name = name
        print('调用FatFather类的name是%s' % self.name)
        print('FatFather的init调用结束')


# 胖子老板类 继承 FatFather 类
class FatBoss(FatFather):
    def __init__(self, name, hobby):
        print('胖子老板的类被调用啦！')
        self.hobby = hobby
        FatFather.__init__(self, name)  # 直接调用父类的构造方法
        print("%s 的爱好是 %s" % (name, self.hobby))


def main():
    #ff = FatFather("胖子老板的父亲")
    fatboss = FatBoss("胖子老板", "打斗地主")

在这上面的代码中，我使用FatFather.init(self,name)直接调用父类的方法。
运行结果如下：

if __name__ == "__main__":
    main()

胖子老板的类被调用啦！
FatFather的init开始被调用
调用FatFather类的name是胖子老板
FatFather的init调用结束
胖子老板 的爱好是 打斗地主

super() 方法基本概念

描述

super() 函数是用于调用父类(超类)的一个方法。

super 是用来解决多重继承问题的，直接用类名调用父类方法在使用单继承的时候没问题，但是如果使用多继承，会涉及到查找顺序（MRO）、重复调用（钻石继承）等种种问题。

MRO 就是类的方法解析顺序表, 其实也就是继承父类方法时的顺序表。

语法

super(type[, object-or-type])

参数

  • type -- 类
  • object-or-type -- 类，一般是 self

Python3.x 和 Python2.x 的一个区别是: Python 3 可以使用直接使用 super().xxx 代替 super(Class, self).xxx :

# Python3.x 实例：
class A:
    pass
class B(A):
    def add(self, x):
        super().add(x)

# Python2.x 实例：
class A(object):   # Python2.x 记得继承 object
    pass
class B(A):
    def add(self, x):
        super(B, self).add(x)

单继承使用super()

  • 使用super() 方法来改写刚才胖子老板继承父类的 init 构造方法
# 胖子老板的父类
class FatFather(object):
    def __init__(self, name):
        print('FatFather的init开始被调用')
        self.name = name
        print('调用FatFather类的name是%s' % self.name)
        print('FatFather的init调用结束')


# 胖子老板类 继承 FatFather 类
class FatBoss(FatFather):
    def __init__(self, name, hobby):
        print('胖子老板的类被调用啦！')
        self.hobby = hobby
        #FatFather.__init__(self,name)   # 直接调用父类的构造方法
        super().__init__(name)
        print("%s 的爱好是 %s" % (name, self.hobby))


def main():
    #ff = FatFather("胖子老板的父亲")
    fatboss = FatBoss("胖子老板", "打斗地主")

从上面使用super方法的时候，因为是单继承，直接就可以使用了。
运行如下：

if __name__ == "__main__":
    main()

胖子老板的类被调用啦！
FatFather的init开始被调用
调用FatFather类的name是胖子老板
FatFather的init调用结束
胖子老板 的爱好是 打斗地主

那么为什么说单继承直接使用就可以呢？因为super()方法如果多继承的话，会涉及到一个MRO
(继承父类方法时的顺序表) 的调用排序问题。

下面可以打印一下看看单继承的MRO顺序(FatBoss.mro)。

# 胖子老板的父类
class FatFather(object):
    def __init__(self, name):
        print('FatFather的init开始被调用')
        self.name = name
        print('调用FatFather类的name是%s' % self.name)
        print('FatFather的init调用结束')


# 胖子老板类 继承 FatFather 类
class FatBoss(FatFather):
    def __init__(self, name, hobby):
        print('胖子老板的类被调用啦！')
        self.hobby = hobby
        #FatFather.__init__(self,name)   # 直接调用父类的构造方法
        super().__init__(name)
        print("%s 的爱好是 %s" % (name, self.hobby))


def main():

    print("打印FatBoss类的MRO")
    print(FatBoss.__mro__)

    print()
    print("=========== 下面按照 MRO 顺序执行super方法 =============")
    fatboss = FatBoss("胖子老板", "打斗地主")

上面的代码使用 FatBoss.mro 可以打印出 FatBoss这个类经过 python解析器的 C3算法计算过后的继承调用顺序。
运行如下：

if __name__ == "__main__":
    main()

打印FatBoss类的MRO
(<class '__main__.FatBoss'>, <class '__main__.FatFather'>, <class 'object'>)

=========== 下面按照 MRO 顺序执行super方法 =============
胖子老板的类被调用啦！
FatFather的init开始被调用
调用FatFather类的name是胖子老板
FatFather的init调用结束
胖子老板 的爱好是 打斗地主

从上面的结果 (<class 'main.FatBoss'>, <class 'main.FatFather'>, <class 'object'>) 可以看出，super() 方法在 FatBoss 会直接调用父类是 FatFather ，所以单继承是没问题的。

那么如果多继承的话，会有什么问题呢？

多继承使用super()

假设再写一个胖子老板的女儿类，和 胖子老板的老婆类，此时女儿需要同时继承 两个类（胖子老板类，胖子老板老婆类）。

因为胖子老板有一个爱好，胖子老板的老婆需要干活干家务，那么女儿需要帮忙同时兼顾。

此时女儿就是需要继承使用这两个父类的方法了，那么该如何去写呢？

下面来看看实现代码：

# 胖子老板的父类
class FatFather(object):
    def __init__(self, name, *args, **kwargs):
        print()
        print("=============== 开始调用 FatFather  ========================")
        print('FatFather的init开始被调用')
        self.name = name
        print('调用FatFather类的name是%s' % self.name)
        print('FatFather的init调用结束')
        print()
        print("=============== 结束调用 FatFather  ========================")


# 胖子老板类 继承 FatFather 类
class FatBoss(FatFather):
    def __init__(self, name, hobby, *args, **kwargs):
        print()
        print("=============== 开始调用 FatBoss  ========================")
        print('胖子老板的类被调用啦！')
        #super().__init__(name)
        ## 因为多继承传递的参数不一致，所以使用不定参数
        super().__init__(name, *args, **kwargs)
        print("%s 的爱好是 %s" % (name, hobby))
        print()
        print("=============== 结束调用 FatBoss  ========================")


# 胖子老板的老婆类 继承 FatFather类
class FatBossWife(FatFather):
    def __init__(self, name, housework, *args, **kwargs):
        print()
        print("=============== 开始调用 FatBossWife  ========================")
        print('胖子老板的老婆类被调用啦！要学会干家务')
        #super().__init__(name)
        ## 因为多继承传递的参数不一致，所以使用不定参数
        super().__init__(name, *args, **kwargs)
        print("%s 需要干的家务是 %s" % (name, housework))
        print()
        print("=============== 结束调用 FatBossWife  ========================")


# 胖子老板的女儿类 继承 FatBoss FatBossWife类
class FatBossGril(FatBoss, FatBossWife):
    def __init__(self, name, hobby, housework):
        print('胖子老板的女儿类被调用啦！要学会干家务，还要会帮胖子老板斗地主')
        super().__init__(name, hobby, housework)


def main():

    print("打印FatBossGril类的MRO")
    print(FatBossGril.__mro__)

    print()
    print("=========== 下面按照 MRO 顺序执行super方法 =============")
    gril = FatBossGril("胖子老板", "打斗地主", "拖地")

if __name__ == "__main__":
    main()

打印FatBossGril类的MRO
(<class '__main__.FatBossGril'>, <class '__main__.FatBoss'>, <class '__main__.FatBossWife'>, <class '__main__.FatFather'>, <class 'object'>)

=========== 下面按照 MRO 顺序执行super方法 =============
胖子老板的女儿类被调用啦！要学会干家务，还要会帮胖子老板斗地主

=============== 开始调用 FatBoss  ========================
胖子老板的类被调用啦！

=============== 开始调用 FatBossWife  ========================
胖子老板的老婆类被调用啦！要学会干家务

=============== 开始调用 FatFather  ========================
FatFather的init开始被调用
调用FatFather类的name是胖子老板
FatFather的init调用结束

=============== 结束调用 FatFather  ========================
胖子老板 需要干的家务是 拖地

=============== 结束调用 FatBossWife  ========================
胖子老板 的爱好是 打斗地主

=============== 结束调用 FatBoss  ========================

从上面的运行结果来看，我特意给每个类的调用开始以及结束都进行打印标识，可以看到。

每个类开始调用是根据MRO顺序进行开始，然后逐个进行结束的。

还有就是由于因为需要继承不同的父类，参数不一定。

所以，所有的父类都应该加上不定参数*args , **kwargs ，不然参数不对应是会报错的。

注意事项

  • super().__init__相对于类名.init，在单继承上用法基本无差
  • 但在多继承上有区别，super方法能保证每个父类的方法只会执行一次，而使用类名的方法会导致方法被执行多次，可以尝试写个代码来看输出结果
  • 多继承时，使用super方法，对父类的传参数，应该是由于python中super的算法导致的原因，必须把参数全部传递，否则会报错
  • 单继承时，使用super方法，则不能全部传递，只能传父类方法所需的参数，否则会报错
  • 多继承时，相对于使用类名.__init__方法，要把每个父类全部写一遍, 而使用super方法，只需写一句话便执行了全部父类的方法，这也是为何多继承需要全部传参的一个原因

练习

class Parent(object):
    x = 1


class Child1(Parent):
    pass


class Child2(Parent):
    pass


print(Parent.x, Child1.x, Child2.x)

1 1 1

Child1.x = 2
print(Parent.x, Child1.x, Child2.x)

1 2 1

Parent.x = 3
print(Parent.x, Child1.x, Child2.x)

3 2 3

类的多态和多态性

多态

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）

  1. 序列数据类型有多种形态：字符串，列表，元组
  2. 动物有多种形态：人，狗，猪

动物的多种形态

# 动物有多种形态：人类、猪、狗
class Animal:
    def run(self):  # 子类约定俗称的必须实现这个方法
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


peo1 = People()
pig1 = Pig()
d1 = Dog()

peo1.run()
pig1.run()
d1.run()

人正在走
pig is walking
dog is running

import abc


class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod  # 上述代码子类是约定俗称的实现这个方法，加上@abc.abstractmethod装饰器后严格控制子类必须实现这个方法
    def talk(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):  # 动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')


class Dog(Animal):  # 动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')


class Pig(Animal):  # 动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print('say aoao')


peo2 = People()
pig2 = Pig()
d2 = Dog()

peo2.talk()
pig2.talk()
d2.talk()

say hello
say aoao
say wangwang

文件的多种形态

# 文件有多种形态：文件、文本文件、可执行文件
import abc


class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass


class Text(File):  # 文件的形态之一:文本文件
    def click(self):
        print('open file')


class ExeFile(File):  # 文件的形态之二:可执行文件
    def click(self):
        print('execute file')


text = Text()
exe_file = ExeFile()

text.click()
exe_file.click()

open file
execute file

多态性

注意：多态与多态性是两种概念

多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

动物形态多态性的使用

# 多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）
def func(obj):
    obj.run()


func(peo1)
func(pig1)
func(d1)

人正在走
pig is walking
dog is running

# 多态性依赖于：继承
# 多态性：定义统一的接口
def func(obj):  # obj这个参数没有类型限制，可以传入不同类型的值
    obj.talk()  # 调用的逻辑都一样，执行的结果却不一样


func(peo2)
func(pig2)
func(d2)

say hello
say aoao
say wangwang

文件形态多态性的使用

def func(obj):
    obj.click()


func(text)
func(exe_file)

open file
execute file

序列数据类型多态性的使用

def func(obj):
    print(len(obj))


func('hello')
func([1, 2, 3])
func((1, 2, 3))

5
3
3

综上可以说，多态性是一个接口（函数func）的多种实现（如obj.run()，obj.talk()，obj.click()，len(obj)）

多态性的好处

其实大家从上面多态性的例子可以看出，我们并没有增加新的知识，也就是说Python本身就是支持多态性的，这么做的好处是什么呢？

  1. 增加了程序的灵活性：以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)
  2. 增加了程序额可扩展性：通过继承Animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用
class Cat(Animal):  # 属于动物的另外一种形态：猫
    def talk(self):
        print('say miao')


def func(animal):  # 对于使用者来说，自己的代码根本无需改动
    animal.talk()


cat1 = Cat()  # 实例出一只猫
func(cat1)  # 甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能

say miao

差异

多态：同一种事物的多种形态，动物分为人类，猪类（在定义角度）

多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）

类的封装

从封装本身的意思去理解，封装就好像是拿来一个麻袋，把小猫，小狗，小王八，还有egon一起装进麻袋，然后把麻袋封上口子。但其实这种理解相当片面

封装什么

  • 你钱包的有多少钱（数据的封装）
  • 你的性取向（数据的封装）
  • 你撒尿的具体功能是怎么实现的（方法的封装）

为什么要封装

封装数据的主要原因是：保护隐私（作为男人的你，脸上就写着：我喜欢男人，你害怕么？）

封装方法的主要原因是：隔离复杂度（快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法，该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了，比如你不必知道你自己的尿是怎么流出来的，你直接掏出自己的接口就能用尿这个功能）

提示：在编程语言里，对外提供的接口（接口可理解为了一个入口），就是函数，称为接口函数，这与接口的概念还不一样，接口代表一组接口函数的集合体。

两个层面的封装

封装其实分为两个层面，但无论哪种层面的封装，都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口（接口可以理解为入口，有了这个入口，使用者无需且不能够直接访问到内部隐藏的细节，只能走接口，并且我们可以在接口的实现上附加更多的处理逻辑，从而严格控制使用者的访问）

第一个层面

第一个层面的封装（什么都不用做）：创建类和对象会分别创建二者的名称空间，我们只能用类名.或者obj.的方式去访问里面的名字，这本身就是一种封装

注意：对于这一层面的封装（隐藏），类名.和实例名.就是访问隐藏属性的接口

第二个层面

第二个层面的封装：类中把某些属性和方法隐藏起来(或者说定义成私有的)，只在类的内部使用、外部无法访问，或者留下少量接口（函数）供外部访问。

在python中用双下划线的方式实现隐藏属性（设置成私有的）

类中所有双下划线开头的名称如__ x都会自动变形成：_类名__x的形式：

class A:
    __N = 0  # 类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N

    def __init__(self):
        self.__X = 10  # 变形为self._A__X

    def __foo(self):  # 变形为_A__foo
        print('from A')

    def bar(self):
        self.__foo()  # 只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

这种自动变形的特点：

  1. 类中定义的__ x只能在内部使用，如self.__ x，引用的就是变形的结果。
  2. 这种变形其实正是针对内部的变形，在外部是无法通过__x这个名字访问到的。
  3. 在子类定义的__ x不会覆盖在父类定义的__x，因为子类中变形成了：_ 子类名__ x,而父类中变形成了：_父类名__x，即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的。
    注意：对于这一层面的封装（隐藏），我们需要在类中定义一个函数（接口函数）在它内部访问被隐藏的属性，然后外部就可以使用了

这种变形需要注意的问题是：

  1. 这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就可以拼出名字：类名_ 属性，然后就可以访问了，如a._ A__ N
# 对象测试
a = A()
print(a._A__N)

0

# 对象测试
print(a._A__X)

10

# 类测试
print(A._A__N)

0

# 类测试
try:
    print(A._A__X)  # 对象私有的属性
except Exception as e:
    print(e)

type object 'A' has no attribute '_A__X'
  1. 变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形
a = A()
print(a.__dict__)

{'_A__X': 10}

a.__Y = 1

print(a.__dict__)

{'_A__X': 10, '__Y': 1}
  1. 在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的
# 正常情况
class A:
    def fa(self):
        print('from A')

    def test(self):
        self.fa()


class B(A):
    def fa(self):
        print('from B')


b = B()
b.test()

from B

# 把fa定义成私有的，即__fa
class A:
    def __fa(self):  # 在定义时就变形为_A__fa
        print('from A')

    def test(self):
        self.__fa()  # 只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa


class B(A):
    def __fa(self):
        print('from B')


b = B()
b.test()

from A

私有模块

python并不会真的阻止你访问私有的属性，模块也遵循这种约定，如果模块中的变量名_private_module以单下划线开头，那么from module import *时不能被导入该变量，但是你from module import _private_module依然是可以导入该变量的

其实很多时候你去调用一个模块的功能时会遇到单下划线开头的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),这些都是私有的，原则上是供内部调用的，作为外部的你，一意孤行也是可以用的，只不过显得稍微傻逼一点点

python要想与其他编程语言一样，严格控制属性的访问权限，只能借助内置方法如__ getattr__，详见面向对象高级部分。

练习

  • 多态是在定义角度
  • 多态性是在调用角度（使用角度）
class A:
    def fa(self):
        print('from A')

    def test(self):
        self.fa()


class B(A):
    def fa(self):
        print('from B')


b = B()
b.test()

from B

class A:
    def __fa(self):
        print('from A')

    def test(self):
        self.__fa()


class B(A):
    def __fa(self):
        print('from B')


b = B()
b.test()

from A

类的property特性

什么是 property特性

  • property装饰器用于将被装饰的方法伪装成一个数据属性，在使用时可以不用加括号而直接使用
# ############### 定义 ###############
class Foo:
    def func(self):
        pass

    # 定义property属性
    @property
    def prop(self):
        pass


# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()
foo_obj.func()  # 调用实例方法
foo_obj.prop  # 调用property属性

如下的例子用于说明如何定一个简单的property属性：

class Goods(object):
    @property
    def size(self):
        return 100


g = Goods()
print(g.size)

100

property属性的定义和调用要注意一下几点：

  1. 定义时，在实例方法的基础上添加 @property 装饰器；并且仅有一个self参数

  2. 调用时，无需括号

简单示例

对于京东商城中显示电脑主机的列表页面，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 这个分页的功能包括：

  1. 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
  2. 根据m 和 n 去数据库中请求数据
# ############### 定义 ###############
class Pager:
    def __init__(self, current_page):
        # 用户当前请求的页码（第一页、第二页...）
        self.current_page = current_page
        # 每页默认显示10条数据
        self.per_items = 10

    @property
    def start(self):
        val = (self.current_page - 1) * self.per_items
        return val

    @property
    def end(self):
        val = self.current_page * self.per_items
        return val


# ############### 调用 ###############
p = Pager(1)
print(p.start)  # 就是起始值，即：m

0

print(p.end)  # 就是结束值，即：n

10

从上述可见Python的property属性的功能是：property属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回。

property属性的两种方式

  1. 装饰器 即：在方法上应用装饰器（推荐使用）
  2. 类属性 即：在类中定义值为property对象的类属性（Python2历史遗留）

装饰器

在类的实例方法上应用 @property 装饰器

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：

# ############### 定义 ###############
class Goods:
    @property
    def price(self):
        return "laowang"


# ############### 调用 ###############
obj = Goods()
result = obj.price  # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值
print(result)

laowang

新式类，具有三种 @property 装饰器：

#coding=utf-8
# ############### 定义 ###############
class Goods:
    """python3中默认继承object类
        以python2、3执行此程序的结果不同，因为只有在python3中才有@xxx.setter  @xxx.deleter
    """

    @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

@property

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

@price.setter

del obj.price  # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

@price.deleter

注意：

  • 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，我们可以根据它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

class Goods(object):
    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value

    @price.deleter
    def price(self):
        print('del')
        del self.original_price


obj = Goods()
print(obj.price)  # 获取商品价格

80.0

obj.price = 200  # 修改商品原价
print(obj.price)

160.0

del obj.price  # 删除商品原价

del

类属性方式

创建值为property对象的类属性

注意：当使用类属性的方式创建property属性时，经典类和新式类无区别

class Foo:
    def get_bar(self):
        return 'laowang'

    BAR = property(get_bar)


obj = Foo()
reuslt = obj.BAR  # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值
print(reuslt)

laowang

property方法中有个四个参数

  1. 第一个参数是方法名，调用 对象.属性 时自动触发执行方法
  2. 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
  3. 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
  4. 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
#coding=utf-8
class Foo(object):
    def get_bar(self):
        print("getter...")
        return 'laowang'

    def set_bar(self, value):
        """必须两个参数"""
        print("setter...")
        return 'set value' + value

    def del_bar(self):
        print("deleter...")
        return 'laowang'

    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

getter...





'laowang'

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

setter...

desc = Foo.BAR.__doc__  # 自动获取第四个参数中设置的值：description...
print(desc)

description...

del obj.BAR  # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法

deleter...

由于类属性方式创建property属性具有3种访问方式，我们可以根据它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

class Goods(object):
    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    def get_price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    def set_price(self, value):
        self.original_price = value

    def del_price(self):
        del self.original_price

    PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...')


obj = Goods()
obj.PRICE  # 获取商品价格

80.0

obj.PRICE = 200  # 修改商品原价
print(obj.PRICE)

160.0

del obj.PRICE  # 删除商品原价

综上所述:

  • 定义property属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【类属性】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。

  • 通过使用property属性，能够简化调用者在获取数据的流程

property+类的封装

class People:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property  # 查看obj.name
    def name(self):
        return '<名字是：%s>' % self.__name


peo1 = People('nick')

print(peo1.name)

<名字是：nick>

try:
    peo1.name = 'EGON'
except Exception as e:
    print(e)

can't set attribute

应用

私有属性添加getter和setter方法

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    def getMoney(self):
        return self.__money

    def setMoney(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")

使用property升级getter和setter方法

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    def getMoney(self):
        return self.__money

    def setMoney(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")

    # 定义一个属性，当对这个money设置值时调用setMoney,当获取值时调用getMoney
    money = property(getMoney, setMoney)


a = Money()
a.money = 100  # 调用setMoney方法
print(a.money)  # 调用getMoney方法

100

使用property取代getter和setter方法

重新实现一个属性的设置和读取方法,可做边界判定

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    # 使用装饰器对money进行装饰，那么会自动添加一个叫money的属性，当调用获取money的值时，调用装饰的方法
    @property
    def money(self):
        return self.__money

    # 使用装饰器对money进行装饰，当对money设置值时，调用装饰的方法
    @money.setter
    def money(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")


a = Money()
a.money = 100
print(a.money)

100

类和对象的绑定方法及非绑定方法

类中定义的方法大致可以分为两类：绑定方法和非绑定方法。其中绑定方法又可以分为绑定到对象的方法和绑定到类的方法。

绑定方法

对象的绑定方法

在类中没有被任何装饰器修饰的方法就是 绑定到对象的方法，这类方法专门为对象定制。

class Person:
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self):
        print(self.name + ', ' + str(self.age))


p = Person('Kitty', 18)
print(p.__dict__)

{'name': 'Kitty', 'age': 18}

print(Person.__dict__['speak'])

<function Person.speak at 0x0000012B2F17E840>

speak即为绑定到对象的方法，这个方法不在对象的名称空间中，而是在类的名称空间中。

通过对象调用绑定到对象的方法，会有一个自动传值的过程，即自动将当前对象传递给方法的第一个参数（self，一般都叫self，也可以写成别的名称）；若是使用类调用，则第一个参数需要手动传值。

p = Person('Kitty', 18)
p.speak()  # 通过对象调用

Kitty, 18

Person.speak(p)  # 通过类调用

Kitty, 18

类的绑定方法

类中使用 @classmethod 修饰的方法就是绑定到类的方法。这类方法专门为类定制。通过类名调用绑定到类的方法时，会将类本身当做参数传给类方法的第一个参数。

class Operate_database():
    host = '192.168.0.5'
    port = '3306'
    user = 'abc'
    password = '123456'

    @classmethod
    def connect(cls):  # 约定俗成第一个参数名为cls，也可以定义为其他参数名
        print(cls)
        print(cls.host + ':' + cls.port + ' ' + cls.user + '/' + cls.password)


Operate_database.connect()

<class '__main__.Operate_database'>
192.168.0.5:3306 abc/123456

Operate_database().connect()  # 输出结果一致

<class '__main__.Operate_database'>
192.168.0.5:3306 abc/123456

非绑定方法

在类内部使用 @staticmethod 修饰的方法即为非绑定方法，这类方法和普通定义的函数没有区别，不与类或对象绑定，谁都可以调用，且没有自动传值的效果。

import hashlib


class Operate_database():
    def __init__(self, host, port, user, password):
        self.host = host
        self.port = port
        self.user = user
        self.password = password

    @staticmethod
    def get_passwrod(salt, password):
        m = hashlib.md5(salt.encode('utf-8'))  # 加盐处理
        m.update(password.encode('utf-8'))
        return m.hexdigest()


hash_password = Operate_database.get_passwrod('lala', '123456')  # 通过类来调用
print(hash_password)

f7a1cc409ed6f51058c2b4a94a7e1956

p = Operate_database('192.168.0.5', '3306', 'abc', '123456')
hash_password = p.get_passwrod(p.user, p.password)  # 也可以通过对象调用
print(hash_password)

0659c7992e268962384eb17fafe88364

绑定方法小结

如果函数体代码需要用外部传入的类，则应该将该函数定义成绑定给类的方法

如果函数体代码需要用外部传入的对象，则应该将该函数定义成绑定给对象的方法

非绑定方法小结

如果函数体代码既不需要外部传入的类也不需要外部传入的对象，则应该将该函数定义成非绑定方法/普通函数
posted @   阿K进阶路  阅读(13)  评论(0)  编辑  收藏  举报
相关博文：
·  day10
·  day01
·  继承与派生
·  继承与派生
·  Python基础
阅读排行：
· 分享一个免费、快速、无限量使用的满血 DeepSeek R1 模型，支持深度思考和联网搜索！
· 使用C#创建一个MCP客户端
· 基于 Docker 搭建 FRP 内网穿透开源项目（很简单哒）
· ollama系列1：轻松3步本地部署deepseek，普通电脑可用
· 按钮权限的设计及实现
点击右上角即可分享
微信分享提示
AI IDE Trae