Day7 - Python基础7 面向对象

本节内容：

1：概述

2：类、对象和方法的创建

3：面向对象三大特性，封装、继承和多态。

4：面向对象中高级篇：类成员：字段、方法、属性

5：类成员的修饰符

6：类的特殊成员

1.概述

• 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...”

2.类、对象和方法

在Python中，定义类是通过class关键字，class后面紧接着是类名，类名通常是大写开头的单词，紧接着是('要继承的类名')，表示该类是从哪个类继承下来的，通常如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类，也可以不写。

class MyClass():             # 创建类
    def func(self):          # 定义方法
        pass

obj1=MyClass()               # 根据MyClass创建对象

类中定义方法的时候，和以前定义函数一样，都是用来实现某种功能的，不过定义方法的时候必须传至少一个参数（self），代表创建的对象，而函数则不需要，下面来看一下self具体指的什么。

class MyClass():
    def func(self,str):
        print(self,str)

    def func1(self,str):
        pass
obj1=MyClass()          # self 哪个对象调用的，self就是那个对象  obi <====> self
print(obj1)             # <__main__.MyClass object at 0x000002C2119AD4A8>
obj1.func('jason')      # <__main__.MyClass object at 0x000002C2119AD4A8>

3.面向对象三大特性，封装、继承和多态。

一、封装

面向对象有3大特性，首先我们来说第一个特性，封装，封装一般是通过在类中封装数据，通过对象或者self获取。和其他面向对象的语言类似，也是通过构造函数来进行数据封装。下面来看一下代码。

class A:
    def __init__(self,name):        # 构造函数，初始化数据，
        self.name=name              # 封装数据  

    def f1(self):
        print(self.name)            # 通过self获取封装的数据

a=A('json')
a.f1()                              #通过对象获取封装数据

还有一种封装的方式，使用私用的属性来封装数据，看一下具体的用法，

class A:
    name='Jason'
    __age=18                        # 私有静态字段，
    def __init__(self):
        self.__like='soccer'        # 私有普通字段
        self.hobby='kkkk'

    def f1(self):
        print(self.__age)         # 私有静态字段,私有普通字段只能被类中的方法调用
        print(self.__like)
# A.__age                         # 外部获取不到私有静态字段,数据被封装起来
a=A()                             # soccer
a.f1()                            # 18
print(a.hobby)

二、继承　　

面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。

注：除了子类和父类的称谓，你可能看到过 派生类 和 基类 ，他们与子类和父类只是叫法不同而已。

那么问题又来了，多继承呢？

• 是否可以继承多个类
• 如果继承的多个类每个类中都定了相同的函数，那么那一个会被使用呢？

1、Python的类可以继承多个类，Java和C#中则只能继承一个类

2、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

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。

class C():
    def bar(self):
        print("C_bar")

class D():
    def bar(self):
        print("C_bar")

class B():
    pass

class A(B,C):
    def f1(self):
        print("A")

a = A()
a.bar() ##C_bar   按深度优先

经典类继承

class D(object):

    def bar(self):
        print ('D.bar')

class C(D):

    def bar(self):
        print ('C.bar')

class B(D):
    pass

    # def bar(self):
    #     print ('B.bar')

class A(B, C):
    pass

    # 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()

新式类继承

注意：在上述查找过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了

子类中执行父类的方法：两种

class B():
    def foo(self):
        print('foo')

class A(B):
    def bar(self):
        super(A,self).foo()   ##子类执行父类的方法 第一种  super（子类，self）.父类中的方法(...)
        B.foo(self)          ##子类执行父类的方法 第二种　　父类名.父类中的方法(self,....)
        print('bar')

a = A()
a.bar()
#输出
# foo
# foo
# bar

这个时候你可以想不到说，我调用父类应用的场景是什么，这时候我就给你制造一个场景，比如说别人已经有一个web框架了，都是按流程下来的，你要是想对他做个扩展要怎么搞？

原来的程序就是这样的：
class RequestHandler:
	def get(self,arg):
		print('为所欲为')

你的调用过程：先创建一个RequestHander的对象，然后再执行
obj = RequestHandler()
obj.get()

需求：要对他进行扩展：在他执行打印：为所欲为 之前，我还要打印一句说：注意：您的所以操作都有记录

实现：

class RequestHandler:
    def get(self, arg):
        print('为所欲为')

class BaseHandler(RequestHandler):
    def get(self, arg):
        print('注意：您的所以操作都有记录')
        super(BaseHandler,self).get("sss")

obj = BaseHandler()
obj.get("ss")
#输出：
#注意：您的所以操作都有记录
#为所欲为

三、多态

python本身就是支持多态的，所以在Python面向对象里面讨论多态并没有什么意义，这里也就不多讲了

4：面向对象中高级篇：类成员：字段、方法、属性

类成员：

# 字段
- 普通字段，保存在对象中，执行只能通过对象访问
- 静态字段，保存在类中， 执行 可以通过对象访问 也可以通过类访问
# 方法
- 普通方法，保存在类中，由对象来调用，self=》对象
- 静态方法，保存在类中，由类直接调用
- 类方法，保存在类中，由类直接调用，cls=》当前类

########　应用场景：
如果对象中需要保存一些值，执行某功能时，需要使用对象中的值　－＞　普通方法
不需要任何对象中的值，静态方法

# 属性，特性
- 不伦不类

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 Foo:

class Foo:

    # 静态字段
    country = "China"

    def __init__(self, name):

        # 普通字段
        self.name = name

# 直接访问静态字段
a = Foo.country
print(a)

# 直接访问普通字段
obj = Foo("山西")
aa = obj.country
print(aa)

# 输出：
# China
# China

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 A:

    def show(self):                 # 普通方法，保存在类中，对象通过类对象使用
        print('普通方法')

    @staticmethod                   # 静态方法，保存在类中
    def f1():                       # 没有 self 参数
        print('静态方法')

    @classmethod                    # 类方法 相当于静态方法加了一个类名参数
    def f2(cls):                    # 将当前类名当作参数传进去
        print('类方法')

a = A()
a.show()
a.f1()
a.f2()

# 普通方法
# 静态方法
# 类方法

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

class A:

    def __init__(self,name):
        self.name = name

    @property  # 属性或者叫特性，将普通方法伪装成字段，但是不能传入第二个参数
    def f3(self):
        print('属性')
        return self.name

    @f3.setter  # 设置属性
    def f3(self, value):
        print(value)
        self.name = value

a = A("crik")
cc=a.f3
print(cc)
a.f3=

# 属性
# crik
# 

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。

2.属性定义的方式：

1：直接在方法上 加装饰器 @property
2：静态字段方式，创建值为property对象的静态字段

class Foo:

    def get_bar(self):
        return 'nick'

    # *必须两个参数
    def set_bar(self, value):
        return 'set value' + value

    def del_bar(self):
        return 'nick'

    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 = "jenny"     # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“jenny”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.BAR.__doc__      # 自动获取第四个参数中设置的值：description...

5.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 = "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            ==> 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

公有普通字段

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

私有普通字段

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

6.类的特殊成员

1. __doc__

表示类的描述信息

class Foo:
    """ 描述类信息 """

    def func(self):
        pass

print Foo.__doc__
#输出：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

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf- -*-

class C:

    def __init__(self):
        self.name = 'nick'

lib/aa.py

from lib.aa import C

obj = C()
print obj.__module__  # 输出 lib.aa，即：输出模块
print obj.__class__      # 输出 lib.aa.C，即：输出类

index.py

3. __init__

　　构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 

obj = Foo('nick')     # 自动执行类中的 __init__ 方法

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。

class Foo:

    def __del__(self):
        pass

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()()

# __call__
class Foo:

    def __init__(self):
        print("This is init")

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("This is call")
        return "CC"

obj = Foo()    # 执行 __init__
obj()              # 执行 __call__

result = Foo()()   # 执行 __call__
print(result)

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：

class Province:

    country = 'China'

    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count

    def func(self, *args, **kwargs):
        print 'func'

# 获取类的成员，即：静态字段、方法、
print Province.__dict__
# 输出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}

obj1 = Province('shangxi',)
print obj1.__dict__
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{'count': , 'name': 'shangxi'}

obj2 = Province('shangdong', )
print obj2.__dict__
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{'count': , 'name': 'shangdong'}

 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。

class Foo:

    def __str__(self):
        return 'nick'

obj = Foo()
print obj
# 输出：nick

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

class Foo:

    def __getitem__(self, item):
        print(item)

    def __setitem__(self, key, value):
        print(key, value)

    def __delitem__(self, key):
        print(key)

obj = Foo()

obj["nick"]                     # 自动触发执行 __getitem__
obj["nick"] = "jenny"     # 自动触发执行 __setitem__
del obj["nick"]                # 自动触发执行 __delitem__

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

该三个方法用于分片操作，如：列表

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[-:]                   # 自动触发执行 __getslice__
obj[:] = [,,,]    # 自动触发执行 __setslice__
del obj[:]                # 自动触发执行 __delslice__

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__

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf- -*-

class Foo(object):

    def __init__(self, sq):
        self.sq = sq

    def __iter__(self):
        return iter(self.sq)

obj = Foo([,,,])

for i in obj:
    print i

__iter__

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　

＝＝》 类 是由 type 类实例化产生

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()