Python 面向对象的进阶

类的成员

类的成员可以分为三大类 :  字段 , 方法 和  属性

注 :  所有的成员中,只有普通字段的内容保存对象中,  即 : 根据此类创建了对象,在内存就有多少个普通字段.  而其他的成员,则都是保存在类中 , 即 : 无论对象的多少,在内存中只创建一份.

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:
     """
     字段的定义和使用
     """
     # 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("和顺")
 print(obj.name)

 # 直接访问静态字段
 print(Province.country)

字段的定义和使用

有上述代码可以看出  [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:

右上图可知:

• 　　静态字段在内存中只存一份
• 　　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赋值给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):
         '''
         定义一个普通方法,至少有一个self参数
         '''
         print(self.name)
         print("普通方法")

     @classmethod
     def class_func(cls):
         '''
         定义一个类方法,至少有一个cls参数
         '''
         print("类方法")

     @staticmethod
     def static_func():
         """
         定义一个静态类方法, 无需默认参数
         """
         print("静态类方法")

 # 调用普通方法
 f = Foo("和顺")
 f.ord_func()

 # 调用类方法
 Foo.class_func()

 # 调用静态类方法
 Foo.static_func()

方法的定义和使用

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 , 调用方法时自动转入的参数不同

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 Foo:

     def func(self):
         pass
     # 定义属性
     @property
     def prop(self):
         pass

 foo_obj = Foo()
 foo_obj.func()
 foo_obj.prop  # 调用属性  

属性的定义和是使用

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 : 访问属性是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带页面上 , 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

 class Pagenation:
     '''
     分页处理代码
     '''
     def __init__(self,data_list, page,per_page_num = 10):
         '''
        初始化
         :param data_list: 所有数据
         :param page: 第几页
         :param per_page_num:  每页显示几条数据
         '''
         self.data_list = data_list
         self.page = page
         self.per_page_num = per_page_num
     @property
     def start(self):
         """
         计算起始页
         :return:
         """
         return (self.page - 1) * self.per_page_num
     @property
     def end(self):
         """
         计算结尾页
         :return:
         """
         return self.page * self.per_page_num

     def show(self):
         """
         打印当前页面
         :return:
         """
         ret = self.data_list[self.start:self.end]
         for i in ret :
             print(i)

 data_list = []
 for i in range(1,10001):
     data_list.append("皇家%s号" % i)
 # obj = Pagenation(data_list)
 while True:
     page = int(input("请输入你查看的页数:"))
     obj = Pagenation(data_list,page)
     obj.show()

打印页面

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

属性的两种定义方式

• 　　装饰器  即 : 再方法上应用装饰器
• 　　静态字段  即 : 在类中定义值为property 对象的静态字

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)    一条路走到黑  ,(深度优先)

 class Goods:

     @property
     def price(self):
         return "heshun"

 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

Python2   经典类   class Foo:   名字后面什么都不写 ,

　　　　　新式类   继承   object

Python3   没有经典类

新式类 , 具有三种@peoperty 装饰器     由C3算法实现

 # ############### 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

实例

C3算法

Foo + (C,D,F,G) + (G,D,G,W) + (I,G,D,G,W) 

Foo, I,B,
   获取第一个表头 和 其他表位进行比较
      不存在则拿走。
      如果存在，则放弃，然后获取第二个表的表头再次和其他表的表尾进行比较。
还可以用 __mro__去查看类查找顺序

super是遵循__mro__执行顺序。

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

实例

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

 class WSGIRequest(http.HttpRequest):
     def __init__(self, environ):
         script_name = get_script_name(environ)
         path_info = get_path_info(environ)
         if not path_info:
             # Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing
             # the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to
             # operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force
             # the path like this, but should be harmless.
             path_info = '/'
         self.environ = environ
         self.path_info = path_info
         self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/'))
         self.META = environ
         self.META['PATH_INFO'] = path_info
         self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name
         self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper()
         _, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', ''))
         if 'charset' in content_params:
             try:
                 codecs.lookup(content_params['charset'])
             except LookupError:
                 pass
             else:
                 self.encoding = content_params['charset']
         self._post_parse_error = False
         try:
             content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH'))
         except (ValueError, TypeError):
             content_length = 0
         self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length)
         self._read_started = False
         self.resolver_match = None

     def _get_scheme(self):
         return self.environ.get('wsgi.url_scheme')

     def _get_request(self):
         warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or '
                       '`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)
         if not hasattr(self, '_request'):
             self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)
         return self._request

     @cached_property
     def GET(self):
         # The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.
         raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '')
         return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)

     # ############### 看这里看这里  ###############
     def _get_post(self):
         if not hasattr(self, '_post'):
             self._load_post_and_files()
         return self._post

     # ############### 看这里看这里  ###############
     def _set_post(self, post):
         self._post = post

     @cached_property
     def COOKIES(self):
         raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '')
         return http.parse_cookie(raw_cookie)

     def _get_files(self):
         if not hasattr(self, '_files'):
             self._load_post_and_files()
         return self._files

     # ############### 看这里看这里  ###############
     POST = property(_get_post, _set_post)

     FILES = property(_get_files)
     REQUEST = property(_get_request)

Django源码

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访问

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__私有字段段名]  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 和上述的方式相似 ,  即私有成员只能在类的内部使用

ps : 非要访问私有属性的话 , 可以通过  对象.__类__属性名

组合

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那个模块

　　__class__  表示当前操作的对象的类是什么

 class C:

     def __init__(self):
         self.name = "hehsun"

 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__

　　对象后面就括号 ,触发执行    　　对象()

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__

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(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

 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_

 class Foo(object):
     pass

 obj = Foo()

 for i in obj:
     print i

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

第一步

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'

第二步

 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

第三步

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：

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

 for i in obj:
     print i

For循环语法内部

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 heshun'

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()