Python 函数式编程和面向对象编程
函数式编程
函数:function。
函数式:functional,一种编程范式。函数式编程是一种抽象计算机的编程模式。
函数!= 函数式(如计算!=计算机)
如下是不同语言的抽象 层次不同
- 高阶函数
能接收函数做参数的函数:
1.变量可以指向函数
2.函数的参数可以接收变量
3.一个函数可以接收另一个函数作为参数
例子
接收abs函数,定义一个函数,接收x,y,z三个参数。其中x,y是数值,z是函数 。
def add(x,y,z): return z(x)+z(y) print add(-2,-3,abs)
其他高阶函数:map()函数、reduce()函数、filter()函数
。
PS:Python的函数不但可以返回int、str、list、dict
等数据类型,还可以返回函数!
闭包
像这种内层函数引用了外层函数的变量(参数也算变量),然后返回内层函数的情况,称为闭包(Closure)。
特点是返回的函数还引用了外层函数的局部变量,所以,要正确使用闭包,就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。举例如下:
# 希望一次返回3个函数,分别计算1x1,2x2,3x3: def count(): fs = [] for i in range(1, 4): def f(): return i*i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count()
你可能认为调用f1(),f2()和f3()结果应该是1,4,9,但实际结果全部都是 9(请自己动手验证)。
原因就是当count()函数返回了3个函数时,这3个函数所引用的变量 i 的值已经变成了3。由于f1、f2、f3并没有被调用,所以,此时他们并未计算 i*i,当 f1 被调用时:
>>> f1() 9 # 因为f1现在才计算i*i,但现在i的值已经变为3
因此,返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。
匿名函数(lambda )
>>> map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
通过对比可以看出,匿名函数lambda x: x * x 实际上就是:
def f(x): return x * x
关键字lambda 表示匿名函数,冒号前面的 x 表示函数参数(匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式,不写return,返回值就是该表达式的结果,返回函数的时候,也可以返回匿名函数。)
装饰器 decorator
Python 的 decorator 本质上就是一个高阶函数,它接收一个函数作为参数,然后,返回一个新函数。
使用 decorator 用 Python 提供的 @ 语法,这样可以避免手动编写 f = decorate(f) 这样的代码,极大简化Python代码。
模块
导入系统自带的模块 math:
import math
如果我们只希望导入用到的 math 模块的某几个函数,而不是所有函数,可以用下面的语句:
from math import pow, sin, log
如果遇到名字冲突怎么办?
如果使用 import 导入模块名,由于必须通过模块名引用函数名,因此不存在冲突;
如果使用from...import
导入log
函数,势必引起冲突。这时,可以给函数起个“别名”来避免冲突:
from math import log from logging import log as logger # logging的log现在变成了logger print log(10) # 调用的是math的log logger(10, 'import from logging') # 调用的是logging的log
动态导入模块
下面代码先尝试从cStringIO
导入,如果失败了(比如cStringIO
没有被安装),再尝试从StringIO
导入。
try: from cStringIO import StringIO except ImportError: from StringIO import StringIO
利用import ... as ...
,还可以动态导入不同名称的模块
try: import json except ImportError: import simplejson as json
PS:
- Python的新版本会引入新的功能,但是实际上这些功能在上一个老版本中就已经存在了。要“试用”某一新的特性,就可以通过导入
__future__
模块的某些功能来实现。 - 如何区分包和普通目录:包下面有个
__init__.py
每层都有。
面向对象编程
定义类并创建实例
定义一个Person类如下
class Person(object): pass
(object),表示该类是从哪个类继承下来的。
创建实例
xiaoming = Person()
如何让每个实例拥有各自不同的属性?
由于Python是动态语言,对每一个实例,都可以直接给他们的属性赋值,例如,给xiaoming
这个实例加上name、gender和birth
属性:
xiaoming = Person() xiaoming.name = 'Xiao Ming' xiaoming.gender = 'Male' xiaoming.birth = '1990-1-1'
给xiaohong
加上的属性不一定要和xiaoming
相同:
xiaohong = Person() xiaohong.name = 'Xiao Hong' xiaohong.school = 'No. 1 High School' xiaohong.grade = 2
`实例的属性可以像普通变量一样进行操作:
xiaohong.grade = xiaohong.grade + 1
初始化实例属性
class Person(object): def __init__(self, name, gender, birth): self.name = name self.gender = gender self.birth = birth
__init__()
方法的第一个参数必须是 self
(也可以用别的名字,但建议使用习惯用法)。后续参数则可以自由指定,和定义函数没有任何区别。
相应地,创建实例时,就必须要提供除 self 以外的参数:
xiaoming = Person('Xiao Ming', 'Male', '1991-1-1') xiaohong = Person('Xiao Hong', 'Female', '1992-2-2')
定义实例方法
class Person(object): def __init__(self, name): self.__name = name def get_name(self): #它的第一个参数永远是 self,指向调用该方法的实例本身 return self.__name
定义类方法(类似Java的静态方法)
class Person(object): count = 0 @classmethod def how_many(cls): #类方法 return cls.count def __init__(self, name): self.name = name Person.count = Person.count + 1 print Person.how_many() p1 = Person('Bob') print Person.how_many()
访问限制
如果一个属性由双下划线开头(__),该属性就无法被外部访问(相当于private)。但是,如果一个属性以"__xxx__"
的形式定义,那它又可以被外部访问了,以"__xxx__"
定义的属性在 Python 的类中被称为特殊属性,有很多预定义的特殊属性可以使用,通常我们不要把普通属性用"__xxx__"
定义。
- 题目
请定义Person类的__init__
方法,除了接受 name、gender 和 birth
外,还可接受任意关键字参数,并把他们都作为属性赋值给实例。
要定义关键字参数,使用**kw
;
除了可以直接使用self.name = 'xxx'
设置一个属性外,还可以通过 setattr(self, 'name', 'xxx')
设置属性。
- 参考代码:
class Person(object): def __init__(self, name, gender, birth, **kw): self.name = name self.gender = gender self.birth = birth for k, v in kw.iteritems(): setattr(self, k, v) xiaoming = Person('Xiao Ming', 'Male', '1990-1-1', job='Student') print xiaoming.name print xiaoming.job
类的继承
继承一个类
class Person(object): def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender
定义 Student 类时,只需要把额外的属性加上,例如score:
class Student(Person): def __init__(self, name, gender, score): super(Student, self).__init__(name, gender) self.score = score
一定要用super(Student, self).__init__(name, gender)
去初始化父类,否则,继承自Person
的Student
将没有name 和 gender
。函数super(Student, self)
将返回当前类继承的父类,即 Person
,然后调用__init__()
方法,注意self
参数已在super()
中传入,在__init__()
中将隐式传递,不需要写出(也不能写)
判断类型
函数isinstance()可以判断一个变量的类型
>>> isinstance(p, Person)
获取对象信息
除了用isinstance()
判断它是否是某种类型的实例外,type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象。可以用dir()
函数获取变量的所有属性: dir(s)
。
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