我的Python升级打怪之路【六】：面向对象（一）

面向对象的概述

• 面向过程：根据业务逻辑从上到下写代码
• 函数式：将其功能代码封装到函数中，日后便无需编写，仅仅调用即可 【执行函数】
• 面向对象：对函数进行分类和封装。【创建对象】==》【通过对象执行方法】

创建类和对象

面向对象编程是一种编程方式，此编程方式需要使用“类” 和 “对象” 来实现，所以，面向对象编程其实就是对 “类” 和 “对象” 的使用。

• 类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能
• 对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数

 #创建类
 class Foo:

     #创建类中的函数
     def Bar(self):
         print('Bar')

     def Hello(self,name):
         print(name)

 #根据Foo创建对象obj
 obj = Foo()
 obj.Bar()              #执行Bar方法
 obj.Hello("null")    #执行Hello方法

面向对象的三大特性

• 封装
• 继承
• 多态

一、封装

封装，顾名思义，就是将内容封装到某个地方，以后再去调用被封装在某处的内容

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

• 将内容封装到某处
• 从某处调用被封装的内容

第一步：将内容封装到某处

 #创建类
 class Foo:

     def __init__(self,name,age):    #构造方法
         self.name = name
         self.age = age

 #根据Foo创建对象
 #自动执行了Foo类的__init__方法
 obj1 = Foo('null',66)
 #此时就是分别将"null",66分别封装到obj1 self的name和age中

代码

self是一个形式参数当执行 obj1 = Foo('null',66)时，self为obj1

同理，如果obj2 = Foo("nullnull",88)时，self为obj2

所以，内容其实被封到了对象obj1和obj2中，每个对象中都有name和age属性

 第二步：从某处调用被封装的内容

调用封装内容时，有两种情况：

• 通过对象直接调用
• 通过self间接调用

1.通过对象直接调用被封装的内容

print(obj1.name)

print(obj1.age)

2.通过self调用被封装的内容

class Foo:

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

    def task(self):
        print(self.name)
        print(self.age)

obj = Foo('nullnull',66)
obj.task()

综上所述：

对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到对象中，然后通过对象直接或通过self间接获取被封装的内容

二、继承

继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容

例如：

　　人类：走路，说人话，吃饭

　　外形人：走路，说外星话，吃饭

 class 人类:

     def 走路：
         pass

     def  说人话:
         print("人话")

     def 吃饭:
         pass

 class 外星人:
     def 走路：
         pass

     def  说人话:
         print("外星话")

     def 吃饭:
         pass
     

示例：伪代码

在上面的代码中，我们会发现：人类和外星人都可以 走路、吃饭。通过继承，我们可以这样做...

　　生物(外星人算吗？)： 走路、吃饭

　　人类：说人话

　　外星人：说外星话

 class 生物：

     def 走路：
         pass

     def 吃饭：
         pass

 class 人类(生物):

     def 说人话:
         print('人话')

 class 外星人(生物):

     def 说外星话：
         print('外星话')

示例：伪代码

 class biological:

     def walk(self):
         pass

     def eat(self):
         pass

 class human(biological):

     def speak(self):
         print('人话')

 class aliens(biological):

     def speak(self):
         print('外星话')

示例：真代码

综上所述，对于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，子类只需要继承父类而不必一一实现每一个方法。

那么，多继承呢？

1.Python的类是可以继承多个类的，Java和C#都是只能继承一个。

2.Python如果继承了多各类，那么它寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先，广度优先

• 当类是经典类时，多继承情况下，会按照深度优先的方式查找
• 当类是新式类时，多继承情况下，会按照广度优先的方式查找

如何分辨经典类和新式类呢？

看一下父类最终是否继承与object，不继承于object是经典类，继承object是新式类

class D:

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

class C(D):

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

class B(D):

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

class A(B, C):

    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D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 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()

示例：经典类的继承

 class D(object):

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

 class C(D):

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

 class B(D):

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

 class A(B, C):

     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()

示例：新式类的继承

• 经典类：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D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
• 新式类：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

注：在查找过程中，一旦找到，就会立刻中断查找。

三、多态

 class F1:
     pass

 class S1(F1):

     def show(self):
         print 'S1.show'

 class S2(F1):

     def show(self):
         print 'S2.show'

 def Func(obj):
     print obj.show()

 s1_obj = S1()
 Func(s1_obj) 

 s2_obj = S2()
 Func(s2_obj) 

多态的代码示例

四、小结

• 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对类和对象的使用
• 类 是一个模板，模板中包含了多个“函数”，又叫方法以供使用
• 对象，根据模板创建的实例，示例用于调用被包装在类中的函数
• 面向对象的三大特性：封装、继承、多态

类的成员

类的成员可以分为三个大类：

• 字段
• 方法
• 属性

注：所有成员中，只有普通字段的内容保存在对象中，即：根据此类创建了多少对象，在内存中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，本质的区别是在内存中保存的位置不同

• 普通的字段属于对象
• 静态的字段属于类

 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('河南省')
 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，静态方法通过类访问，在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属都是不同的。

• 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：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，区别在于其调用的方式不同。

• 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；执行方法时，将自动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(object):

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

    def ord_func(self):
        '''定义普通的方法，至少要由一个self参数'''

        print("这是一个普通方法")

    @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，无默认的参数'''
        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，均属于类中，所以，在内存中也只保存了一份
• 不同点：方法调用不同、调用方法时自动传入的参数也不同

三、属性

Python中属性就是普通方法的变种

1.属性的基本使用

#定义
class Foo(object):

    def func(self):
        pass

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

#调用
obj = Foo()

obj.func()
obj.prop    #调用属性

• 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

属性存在的意义：访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

属性存在的功能：属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回

2.属性定义的方式

两种方式：

• 装饰器
• 静态字段：在类中定义值为property对象的静态字段

装饰器的方式

经典类，具有一种@property装饰器，用法如  属性的基本使用  中的例子

新式类，具有三种@property装饰器

 #定义
 class Foo(object):     #新式类

     @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 = Foo()

 obj.price       #调用Foo中@property装饰器装饰的方法

 obj.price = 1      #调用Foo中@price.setter装饰器装饰的方法，并将1当成参数传递过去

 del obj.price       #调用Foo中@price.deleter装饰器装饰的方法

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

新式类中的属性具有三种访问方式，分别对应了三个被@property,@方法名.setter，@方法名.deleter修饰的方法

 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

新式类的实例

静态字段方式，创建值为Property对象的静态字段

class Foo:

    def bar(self):
        return "nullnull"

    BAR = property(Bar)

obj = Foo()
result = obj.BAR     #会自动调用Bar方法，并获取返回值

property的构造方法中有四个参数：

• 第一个参数是方法名，调用对象.属性时自动触发执行
• 第二个参数是方法名，调用对象.属性 = xxx时触发
• 第三个参数是方法名，调用del 对象.属性 时触发
• 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 Bar(self):
         return "nullnull"

     #必须是两个参数
     def set_Bar(self,value)
         return "set_Bar"+value

     def del_Bar(self):
         return "null"

     BAR = property(Bar,set_Bar,del_Bar,"描述信息.....")

 obj = Foo()

 obj.BAR
 obj.BAR = "null"
 del Foo.BAR
 obj.BAR.__doc__

类成员修饰符

对于每一个类的成员而言都有两种形式：

• 共有成员，在任何地方都能访问
• 私有成员，只有在类的内部才能调用的方法

class Foo:

    def __init__(self):
        self.name = "公有字段"
        self.__name = "私有字段"

• 公有静态字段：类可以访问；类的内部可以访问；派生类（子类）可以访问
• 私有静态字段：仅类的内部可以访问

#########公有静态字段############
class A:

    name = "共有静态字段"

    def func(self):
        print(A.name)

class B(A):

    def show(self):
        print(A.name)

A.name      #通过类直接访问

obj = A()
obj.func()    #类的内部调用

obj_son = B()
obj_son.show()         #派生类中调用

#########私有静态字段############
class C:

    __name = "私有静态字段"

    def func(self):
        print(C.__name)

class D(C):

    def show(self):
        print(C.__name)

C.__name       #通过类进行访问      ====>错误

obj = C()
obj.func()       #在类的内部调用    ====>正确

obj_son = D()
obj_son.show()     #在派生类中调用    ====>错误

• 公有普通字段：对象可以访问；类的内部可以访问；派生类中可以访问
• 私有普通字段：仅类的内部可以访问

#############公有字段##############
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
#############私有字段##############
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

例子同上

类的特殊成员

1.__doc__

　　表示类的描述信息

class Foo:
    '''描述类信息，这里是一个描述'''

    def func(self):
        pass

print(Foo.__doc__)

2.__module__和__class__

• __module__表示当前操作在哪一个模块
• __class__表示当前操作的对象的类是什么

3.__init__

　　构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行

4.__del__

　　析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法一般是无需定义的，应为Python是一个高级语言，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解释器来执行的，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。

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()()

6.__dict__

　　类或对象中的所有成员

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，默认输入该方法的返回值。

class Foo:

    def __str__(self):
        return "nullnull"

obj = Foo()
print(obj)

8.__getslice__、__setslice__、__delslice__

都是用于分片操作

 class Foo(object):

     def __getslice__(self,m,n):
         print('这里是__getslice__',m,n)

     def __setslice__(self,m,n):
         print('这里是__setslice__',m,n)

     def __delslice__(self,m,n):
         print('这里是__delslice__',m,n)

 obj = Foo()

 obj[1:2]      #会触发 get，即 __getslice__方法
 obj[1:2] = [1,2,3]     #会触发set，即__setslice__方法
 del obj[1:2]              #会触发del，即__defslice__方法

9.__getitem__,__setitem__,__delitem__

用法基本同上，上述是对列表，这个是对字典

10.__iter__

你知道一个列表的内部是如何支持for循环的吗？

应为列表对象中有一个方法叫做 __iter__

其实：当你的class中存在了一个__iter__方法，那么你的对象就是支持遍历的

class Foo1(object):
    pass

obj1 = Foo1()
for i1 in obj1:
    print(i1)
#此时会报一个TypeError的错误
#'Foo' object is not iterable

class Foo2(object):
    def __iter__:
        pass

obj2 = Foo2()
for i2 in obj2:
    print(i2)
#此时依旧会报一个TypeError的错误
#但却是iter() returned non-iterator of type "NoneType"

class Foo3(object):
    def __init__(self,t):
        self.t = t

    def __iter__:
        return iter(self.t)  #当你for循环的时候，实质上是循环了item([1,2,3])

obj3 = Foo3([1,2,3])
for i3 in obj3:
    print(i3)

11.__new__和__metaclass__

__new__与__init__方法相类似，都是在实例化对象的时候自动调用

注意：如果同时存在__init__和__new__，则__new__的优先级要高于__init__

 class Singleton(object):

     def __new__(cls,*args,**kwargs):
         if not hasattr(cls,"_instance"):
             cls._instance = super(Singleton,cls).__new__(cls,*args,**kwargs)
         return cls._instance

通过__new__实现单例

class Foo(object):
    def __init__(self):
        pass

obj = Foo()

上面是一个最简单那的对象的实例化。

obj是通过Foo类实例化的一个对象。

但是要知道Python中一切事物皆对象，这样，Foo也应该是一个对象，那么，问题来了........

这样来说，obj是通过Foo实例化而来的，那么Foo类对象也应该是通过执行某个类的构造方法创建的吧。

#我们使用type来分别看一下

type(obj)

type(Foo)

   　　

这就表示

　　obj对象是Foo类的一个实例

　　Foo类对象是type类的一个实例

所以说，Foo类对象是通过type类的构造方法创建的

那么，我们就可以通过两种不同的方法去创建类：

(1).我们使用class常规的创建

(2).使用type类的构造函数来创建

########普通方法############
class Foo(object):
    def func(self):
        print('这其实是一个方法')

########type创建###########
def func(self):
    print('这其实是一个方法')

Foo = type('Foo',(object,),{'func':func})
#type的参数讲解
#第一个：类名
#第二个：当前类的基类
#第三个：类的成员，方法

以下是一个实验..................

这个过程其实就是Type创建类的过程.......