Python - 面对对象(进阶)

Python - 面对对象(进阶)

类的成员

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

  	#### 字段的定义和使用

  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

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

静态字段方式，创建值为property对象的静态字段:

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 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

类的修饰符

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

  *******************************

  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

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

  **************************

  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

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

class Foo:

    """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """

    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-8 -*-

class C:

    def __init__(self):

        self.name = 'wupeiqi'

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

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 = 18

obj = Foo('wupeiqi') # 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()()

class Foo:

    def __init__(self):

        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        print '__call__'

obj = Foo() # 执行 __init__

obj()       # 执行 __call__

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('HeBei',10000)

print obj1.__dict__

# 获取 对象obj1 的成员

# 输出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}

obj2 = Province('HeNan', 3888)

print obj2.__dict__

# 获取 对象obj1 的成员

# 输出：{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

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 'wupeiqi'

obj = Foo()

print obj

# 输出：wupeiqi

8.__ getitem __ ,__ setitem__ ,__ delitem __

#!/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__

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__

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

第一步

class Foo(object):

    pass

obj = Foo()

for i in obj:

    print i

# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable

第二步

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

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'

第三步

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

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

for循环语法内部

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

obj = iter([11,22,33,44])

while True:

    val = obj.next()

    print val

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()