python--第七天总结
引言
- 面向过程:根据业务逻辑从上到下写垒代码
- 函数式:将某功能代码封装到函数中,日后便无需重复编写,仅调用函数即可
- 面向对象:对函数进行分类和封装,让开发“更快更好更强...”
【面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP,面向对象程序设计)】
创建类和对象
面向对象编程是一种编程方式,此编程方式的落地需要使用 “类” 和 “对象” 来实现,所以,面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。
类就是一个模板,模板里可以包含多个函数,函数里实现一些功能
对象则是根据模板创建的实例,通过实例对象可以执行类中的函数
- class是关键字,表示类
- 创建对象,类名称后加括号即可
ps:类中的函数第一个参数必须是self(详细见:类的三大特性之封装)
类中定义的函数叫做 “方法”
# 创建类
class Foo: def Bar(self):
print 'Bar' def Hello(self, name):
print 'i am %s' %name # 根据类Foo创建对象obj
obj = Foo()
obj.Bar() #执行Bar方法
obj.Hello('wupeiqi') #执行Hello方法
面向对象三大特性
面向对象的三大特性是指:封装、继承和多态。
一、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
self 是一个形式参数,当执行 obj1 = Foo('wupeiqi', 18 ) 时,self 等于 obj1
当执行 obj2 = Foo('alex', 78 ) 时,self 等于 obj2
所以,内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中,每个对象中都有 name 和 age 属性,在内存里类似于下图来保存。
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。
封装常应用于以下情况:
a.多个方法共用一组变量,变量封装到对象中
b.游戏模板
二、继承
继承,面向对象中的继承和现实生活中的继承相同,即:子可以继承父的内容。
a.基类,派生类
b.多继承
c.新式类,经典类
d.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:深度优先和广度优先
- 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
三、多态
Pyhon不支持多态并且也用不到多态,多态的概念是应用于Java和C#这一类强类型语言中,而Python崇尚“鸭子类型”。
【Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员】
类的成员
类的成员可以分为三大类:字段、方法和属性
一、字段
字段包括:普通字段和静态字段,他们在定义和使用中有所区别,而最本质的区别是内存中保存的位置不同
- 普通字段属于对象
- 静态字段属于类
class Province: # 静态字段
country = '中国' def __init__(self, name): # 普通字段
self.name = name # 直接访问普通字段
obj = Province('河北省')
print obj.name # 直接访问静态字段
Province.country
由上述代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类访问】,在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属是不同的。其在内容的存储方式类似如下图:
由上图可是:
- 静态字段在内存中只保存一份
- 普通字段在每个对象中都要保存一份
应用场景: 通过类创建对象时,如果每个对象都具有相同的字段,那么就使用静态字段、
二、方法
方法包括:普通方法、静态方法和类方法,三种方法在内存中都归属于类,区别在于调用方式不同。
- 普通方法:由对象调用;至少一个self参数;执行普通方法时,自动将调用该方法的对象赋值给self;
- 类方法:由类调用; 至少一个cls参数;执行类方法时,自动将调用该方法的类复制给cls;
- 静态方法:由类调用;无默认参数;
class Foo: def __init__(self, name):
self.name = name def ord_func(self):
""" 定义普通方法,至少有一个self参数 """ # print self.name
print '普通方法' @classmethod
def class_func(cls):
""" 定义类方法,至少有一个cls参数 """ print '类方法' @staticmethod
def static_func():
""" 定义静态方法 ,无默认参数""" print '静态方法' # 调用普通方法
f = Foo()
f.ord_func() # 调用类方法
Foo.class_func() # 调用静态方法
Foo.static_func()
相同点:对于所有的方法而言,均属于类(非对象)中,所以,在内存中也只保存一份。
不同点:方法调用者不同、调用方法时自动传入的参数不同。
三、属性
如果你已经了解Python类中的方法,那么属性就非常简单了,因为Python中的属性其实是普通方法的变种。
对于属性,有以下三个知识点:
- 属性的基本使用
- 属性的两种定义方式
1、属性的基本使用
# ############### 定义 ###############
class Foo: def func(self):
pass # 定义属性
@property
def prop(self):
pass
# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo() foo_obj.func()
foo_obj.prop #调用属性
由属性的定义和调用要注意一下几点:
- 定义时,在普通方法的基础上添加 @property 装饰器;
- 定义时,属性仅有一个self参数
- 调用时,无需括号
方法:foo_obj.func()
属性:foo_obj.prop
注意:属性存在意义是:访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象
属性由方法变种而来,如果Python中没有属性,方法完全可以代替其功能。
实例:对于主机列表页面,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(即:limit m,n),这个分页的功能包括:
- 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
- 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)
p.start 就是起始值,即:m
p.end 就是结束值,即:n
从上述可见,Python的属性的功能是:属性内部进行一系列的逻辑计算,最终将计算结果返回。
2、属性的两种定义方式
属性的定义有两种方式:
- 装饰器 即:在方法上应用装饰器
- 静态字段 即:在类中定义值为property对象的静态字段
装饰器方式:在类的普通方法上应用@property装饰器
我们知道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(如上一步实例)
# ############### 定义 ###############
class Goods: @property
def price(self):
return "wupeiqi"
# ############### 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
新式类,具有三种@property装饰器
# ############### 定义 ###############
class Goods(object): @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 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 del obj.price # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法
注: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,我们可以根据他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.deltter
def price(self, value):
del self.original_price obj = Goods()
obj.price # 获取商品价格
obj.price = 200 # 修改商品原价
del obj.price # 删除商品原价
eg
静态字段方式,创建值为property对象的静态字段
当使用静态字段的方式创建属性时,经典类和新式类无区别
class Foo: def get_bar(self):
return 'wupeiqi' 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
property的构造方法中有个四个参数
- 第一个参数是方法名,调用
对象.属性
时自动触发执行方法 - 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 - 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 - 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
class Foo: def get_bar(self):
return 'wupeiqi' # *必须两个参数
def set_bar(self, value):
return return 'set value' + value def del_bar(self):
return 'wupeiqi' 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
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
del Foo.BAR # 自动调用第三个参数中定义的方法:del_bar方法
obj.BAE.__doc__ # 自动获取第四个参数中设置的值:description...
由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式,我们可以根据他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, value):
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
obj.PRICE = 200 # 修改商品原价
del obj.PRICE # 删除商品原价
eg
注意:Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式创建的属性
所以,定义属性共有两种方式,分别是【装饰器】和【静态字段】,而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。
类成员的修饰符
类的所有成员在上一步骤中已经做了详细的介绍,对于每一个类的成员而言都有两种形式:
- 公有成员,在任何地方都能访问
- 私有成员,只有在类的内部才能方法
私有成员和公有成员的定义不同:私有成员命名时,前两个字符是下划线。(特殊成员除外,例如:__init__、__call__、__dict__等)
class C: def __init__(self):
self.name = '公有字段'
self.__foo = "私有字段"
私有成员和公有成员的访问限制不同:
静态字段
- 公有静态字段:类可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
- 私有静态字段:仅类内部可以访问;
class C: name = "公有静态字段" def func(self):
print C.name class D(C): def show(self):
print C.name C.name # 类访问 obj = C()
obj.func() # 类内部可以访问 obj_son = D()
obj_son.show() # 派生类中可以访问
公有静态字段
class C: __name = "私有静态字段" def func(self):
print C.__name class D(C): def show(self):
print C.__name C.__name # 类访问 ==> 错误 obj = C()
obj.func() # 类内部可以访问 ==> 正确 obj_son = D()
obj_son.show() # 派生类中可以访问 ==> 错误
私有静态字段
普通字段
- 公有普通字段:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
- 私有普通字段:仅类内部可以访问;
ps:如果想要强制访问私有字段,可以通过 【对象._类名__私有字段明 】访问(如:obj._C__foo),不建议强制访问私有成员。
class C: def __init__(self):
self.foo = "公有字段" def func(self):
print self.foo # 类内部访问 class D(C): def show(self):
print self.foo # 派生类中访问 obj = C() obj.foo # 通过对象访问
obj.func() # 类内部访问 obj_son = D();
obj_son.show() # 派生类中访问
公有字段
class C: def __init__(self):
self.__foo = "私有字段" def func(self):
print self.foo # 类内部访问 class D(C): def show(self):
print self.foo # 派生类中访问 obj = C() obj.__foo # 通过对象访问 ==> 错误
obj.func() # 类内部访问 ==> 正确 obj_son = D();
obj_son.show() # 派生类中访问 ==> 错误
私有字段
方法、属性的访问于上述方式相似,即:私有成员只能在类内部使用
ps:非要访问私有属性的话,可以通过 对象._类__属性名
类的特殊成员
上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符,从而了解到类中有字段、方法和属 性三大类成员,并且成员名前如果有两个下划线,则表示该成员是私有成员,私有成员只能由类内部调用。无论人或事物往往都有不按套路出牌的情 况,Python的类成员也是如此,存在着一些具有特殊含义的成员,详情如下:
1. __doc__
表示类的描述信息
2. __module__ 和 __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
3. __init__
构造方法,通过类创建对象时,自动触发执行。
4. __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。
5. __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()()
6. __dict__
类或对象中的所有成员
上文中我们知道:类的普通字段属于对象;类中的静态字段和方法等属于类,即:
7. __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。
8、__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
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*- class Foo(object): def __getitem__(self, key):
print '__getitem__',key def __setitem__(self, key, value):
print '__setitem__',key,value def __delitem__(self, key):
print '__delitem__',key obj = Foo() result = obj['k1'] # 自动触发执行 __getitem__
obj['k2'] = 'wupeiqi' # 自动触发执行 __setitem__
del obj['k1'] # 自动触发执行 __delitem__
eg
9、__getslice__、__setslice__、__delslice__
该三个方法用于分片操作,如:列表
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*- class Foo(object): def __getslice__(self, i, j):
print '__getslice__',i,j def __setslice__(self, i, j, sequence):
print '__setslice__',i,j def __delslice__(self, i, j):
print '__delslice__',i,j obj = Foo() obj[-1:1] # 自动触发执行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44] # 自动触发执行 __setslice__
del obj[0:2] # 自动触发执行 __delslice__
eg:
10. __iter__
用于迭代器,之所以列表、字典、元组可以进行for循环,是因为类型内部定义了 __iter__
class Foo(object):
pass obj = Foo() for i in obj:
print i # 报错:TypeError: 'Foo' object is not iterable class Foo(object): def __iter__(self):
pass obj = Foo() for i in obj:
print i # 报错:TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType' class Foo(object): def __init__(self, sq):
self.sq = sq def __iter__(self):
return iter(self.sq) obj = Foo([11,22,33,44]) for i in obj:
print i 以上步骤可以看出,for循环迭代的其实是 iter([11,22,33,44]) ,所以执行流程可以变更为:
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*- obj = iter([11,22,33,44]) for i in obj:
print i
11. __new__ 和 __metaclass__
阅读以下代码: class Foo(object): def __init__(self):
pass obj = Foo() # obj是通过Foo类实例化的对象 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(obj) # 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,obj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: a). 普通方式 class Foo(object): def func(self):
print 'hello wupeiqi' b).特殊方式(type类的构造函数) 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
那么问题来了,类默认是由 type 类实例化产生,type类中如何实现的创建类?类又是如何创建对象?
答:类中有一个属性 __metaclass__,其用来表示该类由 谁 来实例化创建,所以,我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类,从而查看 类 创建的过程。
class MyType(type): def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
super(MyType, self).__init__(what, bases, dict) def __call__(self, *args, **kwargs):
obj = self.__new__(self, *args, **kwargs) self.__init__(obj) class Foo(object): __metaclass__ = MyType def __init__(self, name):
self.name = name def __new__(cls, *args, **kwargs):
return object.__new__(cls, *args, **kwargs) # 第一阶段:解释器从上到下执行代码创建Foo类
# 第二阶段:通过Foo类创建obj对象
obj = Foo()
总结
以上就是本节对于面向对象初级知识的介绍,总结如下:
- 面向对象是一种编程方式,此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
- 类 是一个模板,模板中包装了多个“函数”供使用
- 对象,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
- 面向对象三大特性:封装、继承和多态
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