Effective python（三）：类与继承

1，尽量使用辅助类来维护程序状态

1. 在数据结构嵌套层数多了一层时（字典嵌套字典再嵌套元组的情况），应该考虑使用辅助类来拆解原有数据结构，提供更明确的接口，而不是继续使用字典或元组

2. 一旦元组过长，意味着代码越来越复杂难以理解，可以使用collections中的namedtuple创建命名元组，定义格式：collections.namedtuple(typename,field_names,verbose=False, rename=False)
   
   命名元组的特有属性：
   
   类属性 _fields：包含这个类所有字段名的元组 类方法 _make(iterable)：接受一个可迭代对象来生产这个类的实例 实例方法 _asdict()：把具名元组以 collections.OrdereDict 的形式返回，可以利用它来把元组里的信息友好的展示出来
   

   from collections import namedtuple
   
   # 定义一个namedtuple类型User，并包含name，sex和age属性。
   User = namedtuple('User', ['name', 'sex', 'age'])
   
   # 创建一个User对象
   user = User(name='Runoob', sex='male', age=12)
   
   # 获取所有字段名
   print( user._fields ) 
   #('name', 'sex', 'age')
   
   # 也可以通过一个list来创建一个User对象，这里注意需要使用"_make"方法
   user = User._make(['Runoob', 'male', 12])
   
   print( user )
   # User(name='user1', sex='male', age=12)
   
   # 获取用户的属性
   print( user.name ) # Runoob
   print( user.sex )  # male
   print( user.age )  # 12
   
   # 修改对象属性，注意要使用"_replace"方法
   user = user._replace(age=22)
   print( user )
   # User(name='user1', sex='male', age=22)
   
   # 将User对象转换成字典，注意要使用"_asdict"
   print( user._asdict() )
   # OrderedDict([('name', 'Runoob'), ('sex', 'male'), ('age', 22)])
   

3. 多个辅助类的拆解实现，代码量虽然是普通字典嵌套的两倍以上，但是这种程序理解更容易，也比普通嵌套字典的代码更清晰更容易扩展

   import collections
   Grade=collections.namedtuple('Grade',('score','weight'))
   
   class Subject(object):
       def __init__(self):
           self._grades=[]
       
       def report_grad(self,score,weight):
           self._grades.append(Grade(score,weight))
       
       def average_grade(self):
           total,total_weight=0,0
           for grade in self._grades:
               total+=grade.score*grade.weight
               total_weight+=grade.weight
           return total/total_weight
   
   class Student(object):
       def __init(self):
           self._subject={}
           
       def subject(self,name):
           if name not in self._subject:
               self._subject[name]=Subject()
           return self._subject[name]
       
       def average_grade(self):
           pass
   
   class Gradebook(object):
       def __init__(self):
           self._students={}
   
       def student(self,name):
           if name not in self._students:
               self._students[name]=Student()
           return self._students[name]
   

2，对于简单接口尽量，通常传入函数

3，对于带状态的闭包（即记录次数或者其它记录变量），也可以定义类用__call__然后再对函数参数传入实例实现会更清晰

4，以@classmethod形式的多态去构造对象

1. @classmethod修饰的函数第一个参数为这个类，由系统自动传入，命名为cls，它一般用于构建实例并返回return cls(*arg)，可以更加通用的在类方法内处理参数和数据，从而摆脱直接经过__init__方法。可以创建多个参数不同的@classmethod方法从而经过不同的调用构建出不同的实例
2. 与@staicmethod区分，@staicmethod是可以从类上直接调用的方法

5，Super初始化父类

1. 初始化父类可以在子类中使用父类.__init(self,value)的形式初始化，但复杂的继承会出现不可预料的问题，比如钻石继承模型可能会多次调用顶层父类导致出现问题

2. super函数可以避免这一系列问题，它的解析顺序（深度优先，从左至右），保证顶层公共基类只会执行一次，注意：初始化运行顺序遵守mro，超类的初始化顺序与超类在class语句中出现的顺序相同

3. mro执行顺序可以通过from pprint import pprint #换行 pprint(子类.mro())打印出初始化顺序，顺序是按照从底向上的方向执行的

4. Python3的super简化写法super().__init__(value)

6，用mix-in工具类代替多重继承

1. 类的__dict__属性存放全局变量，类方法等内容，而对象的__dict__只存放自身的属性如self.X
2. 用mix-in组件创作多种工具，然后通过继承他们获得他们的功能，从而不必进行多重继承
3. 能用mix-in组件实现的效果，就不要通过多重继承来做
4. 将各种功能实现为可插拔的mix-in组件
5. 将各种简单的行为封装到mix-in组件，然后通过组合就可以写出复杂的行为了，mix-in组件之间可以互相依赖

7，public and private属性

1. 在类外直接访问私有字段会引发异常，如：ins.__private，但其实是Python对其名称做了变换，如上的私有属性python会变换成_ins__private，因此实际上还是可以访问的

2. 类内的方法可以访问当前类的私有字段，但不能访问父类的私有字段

3. 在继承的时候，使用get方法获取私有属性就会失效，原来的return self.__value在子类中就必须改成return self._父类名__value，但一旦更换继承，则父类名又需要重写，所以尽量不要使用private属性

4. 只有子类不受自己控制（公共API），避免子类属性名和超类冲突时，可以在超类中合理使用private，避免公共API与子类属性名重复

5. 可以多用protected属性即单下划线开头_p

8，继承collections.abc实现自定义容器类型

1. 制定一个自定义的统计元素频率的列表类型,简单容器可以直接继承

   class Flist(list):
       def __init__(self,members):
           super().__init__(members)
   
       def frequency(self):
           counts={}
           for item in self:
               counts.setdefault(item,0)
               counts[item]+=1
           return counts
   

2. 用下标访问序列中的元素时bar[0]，python会把代码转译为bar.__getitem__(0)

3. 为了避免新建一个类的时候需要实现count,index等一系列方法，可以从collections.abc中继承基类from collections.abc import Sequence,只需要实现几个基本的方法如__len__，剩余的方法会自动实现