Python面向对象几个知识点

一、判断对象是否属于类、判断类是否派生自某个类

class Zero:
    pass
class One(Zero):
    pass
class Two(One, Zero):
    pass
# 判断对象是否完全是某个类
print(type(Two()) == Two)#true
print(type(Two()) == Zero)#false
# 判断对象是否属于某个类
print(isinstance(Two(), Zero))#true
# 判断某个类是否是另一个类的子类
print(Zero in Two.__bases__)#true
print(issubclass(Two,Zero))

二、关于元类

在Python中，类型分为三个层次：元类、类、对象。

类是元类的实例化，对象是类的实例化。

在Python中，元类、类、对象三种东西相当于结点，它们之间的有向边表示继承关系。整个类型系统构成一个有向无环图。这个有向无环图分为三层，一个对象可以继承多个类。

metaclass的作用就是创建类

举一个小例子

class BaseMetaClass(type):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        kind = type.__new__(cls, *args, **kwargs)
        print(kind)
        return kind
class Base(metaclass=BaseMetaClass):
    pass
class One(Base):
    pass
class Two(Base):
    pass

输出为

<class '__main__.Base'>
<class '__main__.One'>
<class '__main__.Two'>

在此例中，只进行了类的声明，没有进行类的实例化。在进行类的声明过程中，会调用metaclass的new方法，new方法的返回值就是一个具体的类型。类型是特殊的对象。

Python中，内置函数type起的作用非常关键，它具有两个作用

• type(obj)查看obj的类型，type(cls)查看cls的元类
• type(className,*arg,*karg)构造函数产生新的类

在上述代码的基础上加几句话

class Three:
    pass
print(type(One))#<class '__main__.BaseMetaClass'>
print(type(Three))#<class 'type'>
print(type(type))#<class 'type'>

三、一切皆type

在Java中，一切皆是Object

在Python中，一切皆是type

def f():
    pass
ff = lambda: 0
x = []
for i in (list, dict, type, f, ff, x):
    while type(i) != i:
        print(i, end=' ')
        i = type(i)
    print(i)

输出为

<class 'list'> <class 'type'>
<class 'dict'> <class 'type'>
<class 'type'>
<function f at 0x000000CEE01B7F28> <class 'function'> <class 'type'>
<function <lambda> at 0x000000CEE07E5A60> <class 'function'> <class 'type'>
[] <class 'list'> <class 'type'>

四、函数中可以定义类，类中可以定义函数

函数是function类型，function是type类型

>>> def choose_class(name):
…       if name == 'foo':
…           class Foo(object):
…               pass
…           return Foo     # 返回的是类，不是类的实例
…       else:
…           class Bar(object):
…               pass
…           return Bar
…
>>> MyClass = choose_class('foo')
>>> print MyClass              # 函数返回的是类，不是类的实例
<class '__main__'.Foo>
>>> print MyClass()            # 你可以通过这个类创建类实例，也就是对象
<__main__.Foo object at 0x89c6d4c>

五、使用type定义类型

type(类型名称,基类列表,属性字典)

A = type("A", (), {
    'name': 'weidiao',
    'age': 23,
    '__str__': lambda self: '{},{}'.format(self.name, self.age)
})
x = A()
print(x)#输出为weidiao,23

六、__class__属性

__class__属性时是每一种类型必然包含的属性，该属性的取值相当于x.__class==type(x)

七、不要忘记python是一门脚本语言

下面定义了一个类A，它有name和age两个属性，但是我可以随意给这个对象添加属性。

A = type("A", (), {
    'name': 'weidiao',
    'age': 23,
    '__str__': lambda self: '{},{},{}'.format(self.name, self.age,self.baga)#如果没有baga属性，此处会报错
})
x = A()
x.baga='3'
print(x)

八、调用父类构造函数的两种方法

在Java和C++中，子类的构造函数都会自动调用父类的构造函数。

在Python中，子类是不会自动调用父类的构造函数的，因为在Python中没有构造函数，而只有初始化函数！而初始化函数只相当于普普通通的函数，所以，这就需要我们手动来调用父类的构造函数。

首先来看，如果不调用父类构造函数会出现什么情况

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def __str__(self):
        return self.name + str(self.age)
class B(A):
    def __init__(self):
        pass
b = B()
print(b)

在此例中，B类没有调用A类的初始化函数，所以B类就缺少了name和age属性，B类的str相当于A类的str，print时就会因为缺少name和age属性报错

AttributeError: 'B' object has no attribute 'name'

有两种方法调用父类的构造函数

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def __str__(self):
        return self.name + str(self.age)
class B(A):
    def __init__(self):
        # A.__init__(self,'weidiao',23)
        super(B,self).__init__('weidiao',23)
b = B()
print(b)

这两种方法第一种方法比较灵活，完全可以取代第二种方法。

A.__init__(self,args)这种方式只初始化了父类A

super(B,self).__init__(self,args)这种方式初始化了第一个父类（根据继承的顺序），所以这种方式是完全可以用FirstFather.__init()进行取代的。

九、单例

Java中的对象的创建和对象的初始化这两个过程是紧密耦合在一起的，对象创建过程指的是为对象分配必要的内存空间，对象初始化指的是向内存中写入值。简言之，Java中一旦调用构造函数，对象空间开辟和对象初始化两种操作就同时完成了。在Java中，单例只创建一次且只初始化一次。

在Python中不是这样，Python中对象创建过程和对象初始化过程是分开的。class的__new__()函数负责对象的创建，class的__init__()负责对象的初始化。在Python中，单例可能创建一次，初始化多次。

下面看一种单例的写法：

class Dog:
    dog = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.dog is None:
            cls.dog = object.__new__(cls)
            print('create singleton over')
        return cls.dog
    def __init__(self, name):
        print('init is called')
        self.name = name
# 下面这句话会报错，因为Dog.dog目前为None
# print(Dog.dog.name)
x = Dog('x')
y = Dog('y')
print(x.name)  # y
print(y.name)  # y

此例中，会发现init is called输出两次，但是x和y实际上是同一个对象。也就是说，在Python中，只要调用对象的构造函数，必然会先调用__new__()函数，__new__()返回一个对象，然后Python会自动调用返回对象的__init__()函数。

上面例子的另一种实现是把重写new函数的工作放到一个父类里面，这样就能够实现：只需要继承父类就能够让自己变成单例。

class Singleton:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance
class Dog(Singleton):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
x = Dog('x')
y = Dog('y')
print(x.name, y.name)

在Python中，我们创建的任何一个对象，无需重写setattr方法即可随便往对象上“悬挂”成员变量。

class Ha:
    pass
x = Ha()
x.dog = 3
print(x.dog)

单例的实现

from functools import lru_cache
class Singleton:
    @lru_cache()
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        obj = object.__new__(cls)
        obj.inited = False
        return obj
class Haha(Singleton):
    def __init__(self, name):
        if self.inited:
            return
        self.inited = True
        self.name = name
        print("inited")
x = Haha("x")
y = Haha("y")
print(x.name)
print(y.name)

总结

在语言的完美、统一程度上，Python无人可及，Java都比它差一点。