Python全栈之路系列----之-----面向对象4(接口与抽象,多继承与多态)
接口类与抽像类
在python中，并没有接口类这种东西，即便不通过专门的模块定义接口，我们也应该有一些基本的概念
编程思想 归一化设计:
1.接口类 不实现具体的方法，并且可以多继承
2.抽象类 可以做一些基础实现，并且不推荐多继承
编程的几类原则:
开放封闭原则:对扩展示开放的,对修改是封闭的
依赖倒置原则:高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该应该依赖细节；细节应该依赖抽象。换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程
接口隔离原则:使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些不需要的接口。
接口类
接口类概念小述:
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
为何要用接口
接口类:是一种推崇设计模式,增强代码可读性的一种类,他能有效的约束子类代码的编写规范
from abc import abstractmethod,ABCMeta #导入模块
# class Payment(metaclass=ABCMeta): #抽象类/接口类：子类的规范
# @abstractmethod #装饰器装饰并约束
# def payment(self,money):pass #支付函数，总体负责支付 对应支付的对象和要支付的金额
class Applepay():
def payment(self,money):
print('apple 支付了 %d元'%money)
class Alipay():
def payment(self,money):
print('支付宝 支付了 %d元' % money)
class Wechatpay():
def payment(self,money):
print('微信 支付了 %d元' % money)
def payment(pay_obj,money): #归一化设计
pay_obj.payment(money)
apple = Applepay()
ali = Alipay()
wechat = Wechatpay()
payment(wechat,100)
payment(apple,100)
payment(ali,100)
借用abc模块来实现接口
from abc import ABCMeta,abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def pay(self,money):
pass
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self,money):
print('微信支付了%s元'%money)
p = Wechatpay() #不调就报错了
主动抛异常
接口初成：手动报异常：NotImplementedError来解决开发中遇到的问题
class Payment: def pay(self): raise NotImplementedError class Wechatpay(Payment): def fuqian(self,money): print('微信支付了%s元'%money) p = Wechatpay() #这里不报错 pay(p,200) #这里报错了
抽象类
什么是抽象类
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
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
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
在python中实现抽象类
#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
继承
多继承问题
在继承抽象类的过程中，我们应该尽量避免多继承；而在继承接口的时候，我们反而鼓励你来多继承接口
方法的实现
在抽象类中，我们可以对一些抽象方法做出基础实现；而在接口类中，任何方法都只是一种规范，具体的功能需要子类实现
Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类
Python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先
- 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先方式查找
- 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先方式查找
- 经典类和新式类，从字面上可以看出一个老一个新，新的必然包含了跟多的功能，也是之后推荐的写法，从写法上区分的话，如果 当前类或者父类继承了object类，那么该类便是新式类，否则便是经典类。
代码理解
1.多继承
#一般情况下不用 #接口 from abc import abstractmethod,ABCMeta class Fly_Animal(metaclass=ABCMeta): #接口类 @abstractmethod def fly(self):pass class Swim_Animal: def swim(self):pass class Walk_Animal: def walk(self):pass class Tiger(Walk_Animal,Swim_Animal): def walk(self): print('tiger is walking') class Frog(Walk_Animal,Swim_Animal): def walk(self): pass def swim(self): pass class Swan(Walk_Animal,Fly_Animal,Swim_Animal): def fly(self): print('') def swim(self): pass def walk(self): pass
2.经典类多继承
class D: def bar(self): print 'D.bar' class C(D): def bar(self): print 'C.bar' class B(D): def bar(self): print 'B.bar' class A(B, C): def bar(self): print 'A.bar' a = A() # 执行bar方法时 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错 # 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了 a.bar()
3.新式类多继承
#object 所有类的基类 #class A(object): #新式类 pass class D(object): def bar(self): print 'D.bar' class C(D): def bar(self): print 'C.bar' class B(D): def bar(self): print 'B.bar' class A(B, C): def bar(self): print 'A.bar' a = A() # 执行bar方法时 # 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错 # 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D # 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了 a.bar()
- 经典类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
- 新式类：首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
**注意：88在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找
新式类中查看多继承顺序的关键字:mro()
a = A()
a.test()
print(A.mro())
小结
class A(object): def test(self): print('from A') class B(A): def test(self): print('from B') class C(A): def test(self): print('from C') class D(B): def test(self): print('from D') class E(C): def test(self): print('from E') class F(D,E): # def test(self): # print('from F') pass f1=F() f1.test() 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 #新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A #经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C #python3中统一都是新式类 #pyhon2中才分新式类与经典类 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 >>> F.mro() #等同于F.__mro__ [<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 继承小结 继承的作用 减少代码的重用 提高代码可读性 规范编程模式 几个名词 抽象：抽象即抽取类似或者说比较像的部分。是一个从具题到抽象的过程。 继承：子类继承了父类的方法和属性 派生：子类在父类方法和属性的基础上产生了新的方法和属性 抽象类与接口类 复制代码 1.多继承问题 在继承抽象类的过程中，我们应该尽量避免多继承； 而在继承接口的时候，我们反而鼓励你来多继承接口 2.方法的实现 在抽象类中，我们可以对一些抽象方法做出基础实现； 而在接口类中，任何方法都只是一种规范，具体的功能需要子类实现 钻石继承 新式类：广度优先 经典类：深度优先
#继承多态 #新式类和经典类的几个区别 #定义阶段（object） #子类执行父类中的同名方法 #继承问题 # 抽象类和接口类 归一化设计 # 编程思想:为子类做规范 # 归一化设计：几个类都实现了相同的方法 # 抽象类：最好单继承，且可以简单的实现功能 # 接口类：可以多继承，且最好不实现具体功能 # 实现接口类和抽象类的语法 # from abc import abstractmethod,ABCMeta # class 父类(metaclass=ABCMeta): # @abstractmethod # def func(self):pass # 钻石继承问题 # python的 新式类 和 经典类 在继承顺序上的不同 #新式类：广度优先 #查看继承顺序 子类名.mro() #经典类：深度优先 #博大精深 # 多态 python天生支持多态 # 面向对象 继承和组合
多态
多态指的是一类事物有多种形态
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')
文件有多种形态：文本文件，可执行文件
多态多态性
一 什么是多态动态绑定（在继承的背景下使用时，有时也称为多态性）
多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例
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（！！！obj.func():是调用了obj的方法func，又称为向obj发送了一条消息func），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。
比如：老师.下课铃响了（），学生.下课铃响了()，老师执行的是下班操作，学生执行的是放学操作，虽然二者消息一样，但是执行的效果不同
多态性
peo=People() dog=Dog() pig=Pig() #peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法 #于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用 peo.talk() dog.talk() pig.talk() #更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用 def func(obj): obj.talk()
鸭子类型
Python崇尚鸭子类型，即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子，那么它就是鸭子’ python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如，如果想编写现有对象的自定义版本，可以继承该对象 也可以创建一个外观和行为像，但与它无任何关系的全新对象，后者通常用于保存程序组件的松耦合度。 例1：利用标准库中定义的各种‘与文件类似’的对象，尽管这些对象的工作方式像文件，但他们没有继承内置文件对象的方法 例2：序列类型有多种形态：字符串，列表，元组，但他们直接没有直接的继承关系 #二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用 class TxtFile: def read(self): pass def write(self): pass class DiskFile: def read(self): pass def write(self): pass
