python16_day07【class】
一、初识类
1.类的两种作用:属性引用和实例化
class Garen: #定义英雄盖伦的类,不同的玩家可以用它实例出自己英雄; camp='Demacia' #所有玩家的英雄(盖伦)的阵营都是Demacia; def attack(self,enemy): #普通攻击技能,enemy是敌人; enemy.life_value-=self.aggressivity #根据自己的攻击力,攻击敌人就减掉敌人的生命值。 >>> Garen.camp #引用类的数据属性,该属性与所有对象/实例共享 'Demacia' >>> Garen.attack #引用类的函数属性,该属性也共享 <function Garen.attack at 0x101356510> >>> Garen.name='Garen' #增加属性 >>> del Garen.name #删除属性
2.实例化(__init__ and self)
class Garen: #定义英雄盖伦的类,不同的玩家可以用它实例出自己英雄; camp='Demacia' #所有玩家的英雄(盖伦)的阵营都是Demacia; def __init__(self,nickname) self.nickname=nickname >>> g1=Garen('草丛伦') #就是在执行Garen.__init__(g1,'草丛伦'),然后执行__init__内的代码g1.nickname=‘草丛伦’等
self的作用是在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数,self可以是任意名字,但是瞎几把写别人就看不懂了。 一:我们定义的类的属性到底存到哪里了?有两种方式查看 dir(类名):查出的是一个名字列表 类名.__dict__:查出的是一个字典,key为属性名,value为属性值 二:特殊的类属性 类名.__name__# 类的名字(字符串) 类名.__doc__# 类的文档字符串 类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲) 类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲) 类名.__dict__# 类的字典属性 类名.__module__# 类定义所在的模块 类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中) 类属性的补充
3.对象相关知识
对象/实例只有一种作用:属性引用
>>> g1=Garen('草丛伦') #类实例化得到g1这个实例,基于该实例我们讲解实例相关知识 #对象/实例本身其实只有数据属性 >>> g1.nickname '草丛伦' >>> g1.aggressivity >>> g1.life_value ''' 查看实例属性 同样是dir和内置__dict__两种方式 特殊实例属性 __class__ __dict__ .... '''
>>> g1.attack #对象的绑定方法 <bound method Garen.attack of <__main__.Garen object at 0x101348dd8>> >>> Garen.attack #对象的绑定方法attack本质就是调用类的函数attack的功能,二者是一种绑定关系 <function Garen.attack at 0x101356620>
对象/实例本身只有数据属性,但是python的class机制会将类的函数绑定到对象上,称为对象的方法,或者叫绑定方法
对象的绑定方法的特别之处在于:obj.func()会把obj传给func的第一个参数
4.对象之间的交互
class Riven: camp='Noxus' #所有玩家的英雄(锐雯)的阵营都是Noxus; def __init__(self,nickname,aggressivity=54,life_value=414): #英雄的初始攻击力54; self.nickname=nickname #为自己的锐雯起个别名; self.aggressivity=aggressivity #英雄都有自己的攻击力; self.life_value=life_value #英雄都有自己的生命值; def attack(self,enemy): #普通攻击技能,enemy是敌人; enemy.life_value-=self.aggressivity #根据自己的攻击力,攻击敌人就减掉敌人的生命值。
>>> r1=Riven('锐雯雯') >>> g1.life_value 455 >>> r1.attack(g1) >>> g1.life_value 401
5.类名称空间和对象名称空间
创建一个类就会创建一个类的名称空间,用来存储类中定义的所有名字,这些名字称为类的属性
而类有两种属性:数据属性和函数属性
其中类的数据属性是共享给所有对象的
>>> id(r1.camp) #本质就是在引用类的camp属性,二者id一样 4315241024 >>> id(Riven.camp) 4315241024
>>> id(r1.attack) >>> id(Riven.attack) ''' r1.attack就是在执行Riven.attack的功能,python的class机制会将Riven的函数属性attack绑定给r1,r1相当于拿到了一个指针,指向Riven类的attack功能 除此之外r1.attack()会将r1传给attack的第一个参数 '''
创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间,存放对象/实例的名字,称为对象/实例的属性
在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name,找不到则去类中找,类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常
6.小结(定义游戏)
class Riven: camp='Noxus' def __init__(self,nickname, aggressivity=54, life_value=414, money=1001, armor=3): self.nickname=nickname self.aggressivity=aggressivity self.life_value=life_value self.money=money self.armor=armor def attack(self,enemy): damage_value=self.aggressivity-enemy.armor enemy.life_value-=damage_value
class Garen: camp='Demacia' def __init__(self,nickname, aggressivity=58, life_value=455, money=100, armor=10): self.nickname=nickname self.aggressivity=aggressivity self.life_value=life_value self.money=money self.armor=armor def attack(self,enemy): damage_value=self.aggressivity-enemy.armor enemy.life_value-=damage_value
class BlackCleaver: def __init__(self,price=475,aggrev=9,life_value=100): self.price=price self.aggrev=aggrev self.life_value=life_value def update(self,obj): obj.money-=self.price #减钱 obj.aggressivity+=self.aggrev #加攻击 obj.life_value+=self.life_value #加生命值 def fire(self,obj): #这是该装备的主动技能,喷火,烧死对方 obj.life_value-=1000 #假设火烧的攻击力是1000
r1=Riven('草丛伦') g1=Garen('盖文') b1=BlackCleaver() print(r1.aggressivity,r1.life_value,r1.money) #r1的攻击力,生命值,护甲 if r1.money > b1.price: r1.b1=b1 b1.update(r1) # 类组合 print(r1.aggressivity,r1.life_value,r1.money) #r1的攻击力,生命值,护甲 print(g1.life_value) r1.attack(g1) #普通攻击 print(g1.life_value) r1.b1.fire(g1) #用装备攻击 print(g1.life_value) #g1的生命值小于0就死了
二、继承和派生
1.什么是继承
继承是一种创建新的类的方式,在python中,新建的类可以继承自一个或者多个父类,原始类称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类。
class ParentClass1: #定义父类 pass class ParentClass2: #定义父类 pass class SubClass1(ParentClass1): #单继承,基类是ParentClass1,派生类是SubClass pass class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承,用逗号分隔开多个继承的类 pass
查看继承
>>> SubClass1.__bases__ (<class '__main__.ParentClass1'>,) >>> SubClass2.__bases__ (<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)
提示:如果没有指定基类,python的类会默认继承object类,object是所有python类的基类,它提供了一些常见方法(如__str__)的实现。
>>> ParentClass1.__bases__ (<class 'object'>,) >>> ParentClass2.__bases__ (<class 'object'>,)
2.继承和抽象(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)
继承:是基于抽象的结果,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
三、继承与重用
==========================第一部分 例如 猫可以:喵喵叫、吃、喝、拉、撒 狗可以:汪汪叫、吃、喝、拉、撒 如果我们要分别为猫和狗创建一个类,那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能,伪代码如下: #猫和狗有大量相同的内容 class 猫: def 喵喵叫(self): print '喵喵叫' def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something class 狗: def 汪汪叫(self): print '喵喵叫' def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something ==========================第二部分 上述代码不难看出,吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能,而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想,如下实现: 动物:吃、喝、拉、撒 猫:喵喵叫(猫继承动物的功能) 狗:汪汪叫(狗继承动物的功能) 伪代码如下: class 动物: def 吃(self): # do something def 喝(self): # do something def 拉(self): # do something def 撒(self): # do something # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class 猫(动物): def 喵喵叫(self): print '喵喵叫' # 在类后面括号中写入另外一个类名,表示当前类继承另外一个类 class 狗(动物): def 汪汪叫(self): print '喵喵叫' ==========================第三部分 #继承的代码实现 class Animal: def eat(self): print("%s 吃 " %self.name) def drink(self): print ("%s 喝 " %self.name) def shit(self): print ("%s 拉 " %self.name) def pee(self): print ("%s 撒 " %self.name) class Cat(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed = '猫' def cry(self): print('喵喵叫') class Dog(Animal): def __init__(self, name): self.name = name self.breed='狗' def cry(self): print('汪汪叫') # ######### 执行 ######### c1 = Cat('小白家的小黑猫') c1.eat() c2 = Cat('小黑的小白猫') c2.drink() d1 = Dog('胖子家的小瘦狗') d1.eat() 使用继承来重用代码比较好的例子
在开发程序的过程中,如果我们定义了一个类A,然后又想新建立另外一个类B,但是类B的大部分内容与类A的相同时
我们不可能从头开始写一个类B,这就用到了类的继承的概念。
通过继承的方式新建类B,让B继承A,B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性),实现代码重用
class Hero: def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value): self.nickname=nickname self.aggressivity=aggressivity self.life_value=life_value def move_forward(self): print('%s move forward' %self.nickname) def move_backward(self): print('%s move backward' %self.nickname) def move_left(self): print('%s move forward' %self.nickname) def move_right(self): print('%s move forward' %self.nickname) def attack(self,enemy): enemy.life_value-=self.aggressivity class Garen(Hero): pass class Riven(Hero): pass g1=Garen('草丛伦',100,300) r1=Riven('锐雯雯',57,200) print(g1.life_value) r1.attack(g1) print(g1.life_value) ''' 运行结果 243 '''
提示:用已经有的类建立一个新的类,这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分,大大生了编程工作量,这就是常说的软件重用,不仅可以重用自己的类,
也可以继承别人的,比如标准库,来定制新的数据类型,这样就是大大缩短了软件开发周期,对大型软件开发来说,意义重大.
注意:像g1.life_value之类的属性引用,会先从实例中找life_value然后去类中找,然后再去父类中找...直到最顶级的父类。
当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性(不会影响到父类),需要注意的是,一旦重新定义了自己的属性且与父类重名,
那么调用新增的属性时,就以自己为准了。
class Riven(Hero): camp='Noxus' def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类 print('from riven') def fly(self): #在自己这里定义新的 print('%s is flying' %self.nickname)
在子类中,新建的重名的函数属性,在编辑函数内功能的时候,有可能需要重用父类中重名的那个函数功能,应该是用调用普通函数的方式,
即:类名.func(),此时就与调用普通函数无异了,因此即便是self参数也要为其传值
class Riven(Hero): camp='Noxus' def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value,skin): Hero.__init__(self,nickname,aggressivity,life_value) #调用父类功能 self.skin=skin #新属性 def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类 Hero.attack(self,enemy) #调用功能 print('from riven') def fly(self): #在自己这里定义新的 print('%s is flying' %self.nickname) r1=Riven('锐雯雯',57,200,'比基尼') r1.fly() print(r1.skin) ''' 运行结果 锐雯雯 is flying 比基尼 '''
四、组合与重用性
软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式,即:组合
组合指的是,在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性,称为类的组合
>>> class Equip: #武器装备类 ... def fire(self): ... print('release Fire skill') ... >>> class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类 ... camp='Noxus' ... def __init__(self,nickname): ... self.nickname=nickname ... self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性 ... >>> r1=Riven('锐雯雯') >>> r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法 release Fire skill
1、继承的方式
通过继承建立了派生类与基类之间的关系,它是一种'是'的关系,比如白马是马,人是动物。
当类之间有很多相同的功能,提取这些共同的功能做成基类,用继承比较好,比如教授是老师
>>> class Teacher: ... def __init__(self,name,gender): ... self.name=name ... self.gender=gender ... def teach(self): ... print('teaching') ... >>> >>> class Professor(Teacher): ... pass ... >>> p1=Professor('egon','male') >>> p1.teach() teaching
2、组合的方式
用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系,它是一种‘有’的关系,比如教授有生日,教授教python课程
class BirthDate: def __init__(self,year,month,day): self.year=year self.month=month self.day=day class Couse: def __init__(self,name,price,period): self.name=name self.price=price self.period=period class Teacher: def __init__(self,name,gender): self.name=name self.gender=gender def teach(self): print('teaching') class Professor(Teacher): def __init__(self,name,gender,birth,course): Teacher.__init__(self,name,gender) self.birth=birth self.course=course p1=Professor('egon','male', BirthDate('1995','1','27'), Couse('python','28000','4 months')) print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day) print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period) ''' 运行结果: 1 27 python 28000 4 months '''
当类之间有显著不同,并且较小的类是较大的类所需要的组件时,用组合比较好
五、接口与归一化设计
继承有两种用途:
一:继承基类的方法,并且做出自己的改变或者扩展(代码重用)
二:声明某个子类兼容于某基类,定义一个接口类Interface,接口类中定义了一些接口名(就是函数名)且并未实现接口的功能,子类继承接口类,
并且实现接口中的功能。
class Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念,python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。 def read(self): #定接口函数read pass def write(self): #定义接口函数write pass class Txt(Interface): #文本,具体实现read和write def read(self): print('文本数据的读取方法') def write(self): print('文本数据的读取方法') class Sata(Interface): #磁盘,具体实现read和write def read(self): print('硬盘数据的读取方法') def write(self): print('硬盘数据的读取方法') class Process(All_file): def read(self): print('进程数据的读取方法') def write(self): print('进程数据的读取方法')
1 实践中,继承的第一种含义意义并不很大,甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。 2 3 继承的第二种含义非常重要。它又叫“接口继承”。 4 接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象,这个抽象规定了一个兼容接口,使得外部调用者无需关心具体细节,可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上,叫做归一化。 5 6 归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合——就好象linux的泛文件概念一样,所有东西都可以当文件处理,不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕(当然,对底层设计者,当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”,然后做出针对性的设计:细致到什么程度,视需求而定)。 7 8 9 10 在python中根本就没有一个叫做interface的关键字,上面的代码只是看起来像接口,其实并没有起到接口的作用,子类完全可以不用去实现接口 ,如果非要去模仿接口的概念,可以借助第三方模块: 11 12 http://pypi.python.org/pypi/zope.interface 13 14 twisted的twisted\internet\interface.py里使用zope.interface 15 16 文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/ 17 18 设计模式:https://github.com/faif/python-patterns
接口提取了一群类共同的函数,可以把接口当做一个函数的集合。
然后让子类去实现接口中的函数。
这么做的意义在于归一化,什么叫归一化,就是只要是基于同一个接口实现的类,那么所有的这些类产生的对象在使用时,从用法上来说都一样。
归一化,让使用者无需关心对象的类是什么,只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了,这极大地降低了使用者的使用难度。
比如:我们定义一个动物接口,接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数,这样老鼠的类去实现了该接口,松鼠的类也去实现了该接口,
由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前,即便是你分别不到底哪只是什么鼠你肯定知道他俩都会跑,都会吃,都能呼吸。
再比如:我们有一个汽车接口,里面定义了汽车所有的功能,然后由本田汽车的类,奥迪汽车的类,大众汽车的类,他们都实现了汽车接口,这样就好办了,
大家只需要学会了怎么开汽车,那么无论是本田,还是奥迪,还是大众我们都会开了,开的时候根本无需关心我开的是哪一类车,操作手法(函数调用)都一样
六、抽象类
1 什么是抽象类 与java一样,python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现,抽象类是一个特殊的类,它的特殊之处在于只能被继承,不能被实例化 2 为什么要有抽象类 如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的,那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的,内容包括数据属性和函数属性。 比如我们有香蕉的类,有苹果的类,有桃子的类,从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类,你吃水果时,要么是吃一个具体的香蕉,要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。 从设计角度去看,如果类是从现实对象抽象而来的,那么抽象类就是基于类抽象而来的。 从实现角度来看,抽象类与普通类的不同之处在于:抽象类中只能有抽象方法(没有实现功能),该类不能被实例化,只能被继承,且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似,但其实是不同的,即将揭晓答案
#_*_coding:utf-8_*_ #一切皆文件 import abc #利用abc模块实现抽象类 class All_file(metaclass=abc.ABCMeta): all_type='file' @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能 def read(self): '子类必须定义读功能' pass @abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能 def write(self): '子类必须定义写功能' pass # class Txt(All_file): # pass # # t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法 class Txt(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('文本数据的读取方法') def write(self): print('文本数据的读取方法') class Sata(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('硬盘数据的读取方法') def write(self): print('硬盘数据的读取方法') class Process(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法 def read(self): print('进程数据的读取方法') def write(self): print('进程数据的读取方法') wenbenwenjian=Txt() yingpanwenjian=Sata() jinchengwenjian=Process() #这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想 wenbenwenjian.read() yingpanwenjian.write() jinchengwenjian.read() print(wenbenwenjian.all_type) print(yingpanwenjian.all_type) print(jinchengwenjian.all_type)
抽象类的本质还是类,指的是一组类的相似性,包括数据属性(如all_type)和函数属性(如read、write),而接口只强调函数属性的相似性。
抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念,同时具备类和接口的部分特性,可以用来实现归一化设计
七、类的继承顺序
1 class A(object): 2 def test(self): 3 print('from A') 4 5 class B(A): 6 def test(self): 7 print('from B') 8 9 class C(A): 10 def test(self): 11 print('from C') 12 13 class D(B): 14 def test(self): 15 print('from D') 16 17 class E(C): 18 def test(self): 19 print('from E') 20 21 class F(D,E): 22 # def test(self): 23 # print('from F') 24 pass 25 f1=F() 26 f1.test() 27 print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表,经典类没有这个属性 28 29 #新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A 30 #经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C 31 #python3中统一都是新式类 32 #pyhon2中才分新式类与经典类 33 34 继承顺序
八、继承原理
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,例如
1 >>> F.mro() #等同于F.__mro__ 2 [<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <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:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类
九、继承父类的方法
方法一:
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = 'Linhaifeng' 3 4 class Vehicle: #定义交通工具类 5 Country='China' 6 def __init__(self,name,speed,load,power): 7 self.name=name 8 self.speed=speed 9 self.load=load 10 self.power=power 11 12 def run(self): 13 print('开动啦...') 14 15 class Subway(Vehicle): #地铁 16 def __init__(self,name,speed,load,power,line): 17 Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power) 18 self.line=line 19 20 def run(self): 21 print('地铁%s号线欢迎您' %self.line) 22 Vehicle.run(self) 23 24 line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13) 25 line13.run()
方法二:
class Vehicle: #定义交通工具类 Country='China' def __init__(self,name,speed,load,power): self.name=name self.speed=speed self.load=load self.power=power def run(self): print('开动啦...') class Subway(Vehicle): #地铁 def __init__(self,name,speed,load,power,line): #super(Subway,self) 就相当于实例本身 在python3中super()等同于super(Subway,self) super().__init__(name,speed,load,power) self.line=line def run(self): print('地铁%s号线欢迎您' %self.line) super(Subway,self).run() class Mobike(Vehicle):#摩拜单车 pass line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13) line13.run()
继承注意:
当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,
那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次(注意注意注意:使用super调用的所有属性,都是从MRO列表当前的位置往后找,
千万不要通过看代码去找继承关系,一定要看MRO列表)
1 #每个类中都继承了且重写了父类的方法 2 class A: 3 def __init__(self): 4 print('A的构造方法') 5 class B(A): 6 def __init__(self): 7 print('B的构造方法') 8 A.__init__(self) 9 10 11 class C(A): 12 def __init__(self): 13 print('C的构造方法') 14 A.__init__(self) 15 16 17 class D(B,C): 18 def __init__(self): 19 print('D的构造方法') 20 B.__init__(self) 21 C.__init__(self) 22 23 pass 24 f1=D() 25 26 print(D.__mro__) #python2中没有这个属性
十、多态和多态性
多态:
1. 序列类型有多种形态:字符串,列表,元组。
2. 动物有多种形态:人,狗,猪
import abc class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物 @abc.abstractmethod def talk(self): pass 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')
多态性:
其实大家从上面多态性的例子可以看出,我们并没有增加什么新的知识,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
十一、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)
你的身体没有一处不体现着封装的概念:你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来,然后为你提供一个尿的接口就可以了(接口就是你的。。。,),你总不能把膀胱挂在身体外面,上厕所的时候就跟别人炫耀:hi,man,你瞅我的膀胱,看看我是怎么尿的。还有你的头把你的脑子封装到了脑壳里,然后提供了眼睛这个接口....
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。
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
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。
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外部的变形,在外部是无法通过__x这个名字访问到的。
2.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。
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
2.变形的过程只在类的定义是发生一次,在定义后的赋值操作,不会变形
3.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
1 #把fa定义成私有的,即__fa 2 >>> class A: 3 ... def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa 4 ... print('from A') 5 ... def test(self): 6 ... self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa 7 ... 8 >>> class B(A): 9 ... def __fa(self): 10 ... print('from B') 11 ... 12 >>> b=B() 13 >>> b.test() 14 from A
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,如果模块名以单下划线开头,那么from module import *时不能被导入,但是你from module import _private_module依然是可以导入的
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
十二、特性
1.property
1 import math 2 class Circle: 3 def __init__(self,radius): #圆的半径radius 4 self.radius=radius 5 6 @property 7 def area(self): 8 return math.pi * self.radius**2 #计算面积 9 10 @property 11 def perimeter(self): 12 return 2*math.pi*self.radius #计算周长 13 14 c=Circle(10) 15 print(c.radius) 16 print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值 17 print(c.perimeter) #同上 18 ''' 19 输出结果: 20 314.1592653589793 21 62.83185307179586 22 '''
1 class Foo: 2 def __init__(self,val): 3 self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来 4 5 @property 6 def name(self): 7 return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置) 8 9 @name.setter 10 def name(self,value): 11 if not isinstance(value,str): #在设定值之前进行类型检查 12 raise TypeError('%s must be str' %value) 13 self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME 14 15 @name.deleter 16 def name(self): 17 raise TypeError('Can not delete') 18 19 f=Foo('egon') 20 print(f.name) 21 # f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str' 22 del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'
2.静态方法
@staticmethod 不属于类和实例,只是名义上的归属.它不能访问类和实例的变量,只能处理自己的传值。定义方法时不需要写self.
1 class foo(object): 2 ab = "abababa" 3 4 def __init__(self, name, age): 5 self.name = name 6 self.age = age 7 8 @staticmethod 9 def test(x): 10 print(x) 11 12 13 f1 = foo('alex', 22) 14 f1.test(3)
15 foo.test() 推荐
3.类方法
@classmethod 类方法,属于类,只能访问类变量,不能访问实例的变量.
1 class foo(object): 2 ab = "abababa" 3 4 def __init__(self, name, age): 5 self.name = name 6 self.age = age 7 8 @classmethod 9 def test(cls): 10 print(cls.ab) 11 12 f = foo('alex', 22) 13 f.test()
4.__doc__类的描述信息
class Foo: """ 描述类信息,这是用于看片的神奇 """ def func(self): pass print Foo.__doc__ #输出:类的描述信息
5.__module__ and __class__
__module__ 表示当前操作的对象在那个模块
__class__ 表示当前操作的对象的类是什么
1 class C: 2 3 def __init__(self): 4 self.name = 'wupeiqi' 5 6 7 8 from lib.aa import C 9 10 obj = C() 11 print obj.__module__ # 输出 lib.aa,即:输出模块 12 print obj.__class__ # 输出 lib.aa.C,即:输出类
6. __init__ 构造方法
通过类创建对象时,自动触发执行。
7.__del__
析构方法,当对象在内存中被释放时,自动触发执行。注:此方法一般无须定义,因为Python是一门高级语言,程序员在使用时无需关心内存的分配和释放,因为此工作都是交给Python解释器来执行,
所以,析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的
8. __call__ 对象后面加括号,触发执行
注:构造方法的执行是由创建对象触发的,即:对象 = 类名() ;而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的,即:对象() 或者 类()()
1 class Foo: 2 3 def __init__(self): 4 pass 5 6 def __call__(self, *args, **kwargs): 7 8 print '__call__' 9 10 11 obj = Foo() # 执行 __init__ 12 obj() # 执行 __call__
9.__dict__ 查看类或对象中的所有成员
1 class Province: 2 3 country = 'China' 4 5 def __init__(self, name, count): 6 self.name = name 7 self.count = count 8 9 def func(self, *args, **kwargs): 10 print 'func' 11 12 # 获取类的成员,即:静态字段、方法、 13 print Province.__dict__ 14 # 输出:{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None} 15 16 obj1 = Province('HeBei',10000) 17 print obj1.__dict__ 18 # 获取 对象obj1 的成员 19 # 输出:{'count': 10000, 'name': 'HeBei'} 20 21 obj2 = Province('HeNan', 3888) 22 print obj2.__dict__ 23 # 获取 对象obj1 的成员 24 # 输出:{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}
10.__str__ 如果一个类中定义了__str__方法,那么在打印 对象 时,默认输出该方法的返回值
1 class Foo: 2 3 def __str__(self): 4 return 'alex li' 5 6 7 obj = Foo() 8 print obj 9 # 输出:alex li
11.__getitem__、__setitem__、__delitem__
用于索引操作,如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据
1 class Foo(object): 2 3 def __getitem__(self, key): 4 print('__getitem__',key) 5 6 def __setitem__(self, key, value): 7 print('__setitem__',key,value) 8 9 def __delitem__(self, key): 10 print('__delitem__',key) 11 12 13 obj = Foo() 14 15 result = obj['k1'] # 自动触发执行 __getitem__ 16 obj['k2'] = 'alex' # 自动触发执行 __setitem__ 17 del obj['k1']
12.__new__ and __metaclass__
1 class Foo(object): 2 def __init__(self,name): 3 self.name = name 4 5 f = Foo("alex")
上述代码中,obj 是通过 Foo 类实例化的对象,其实,不仅 obj 是一个对象,Foo类本身也是一个对象,因为在Python中一切事物都是对象。
如果按照一切事物都是对象的理论:obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建,那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。
print(type(f)) # 输出:<class '__main__.Foo'> 表示,obj 对象由Foo类创建 print(type(Foo)) # 输出:<type 'type'> 表示,Foo类对象由 type 类创建
所以,f对象是Foo类的一个实例,Foo类对象是 type 类的一个实例,即:Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。
那么,创建类就可以有两种方式:
class Foo(object): def func(self): print 'hello alex'
def func(self): print 'hello wupeiqi' Foo = type('Foo',(object,), {'func': func}) #type第一个参数:类名 #type第二个参数:当前类的基类 #type第三个参数:类的成员
def func(self): print("hello %s"%self.name) def __init__(self,name,age): self.name = name self.age = age Foo = type('Foo',(object,),{'func':func,'__init__':__init__}) f = Foo("jack",22) f.func()
图一:
图二: