python 多态、多继承、函数重写、迭代器

用于类的函数　issubclass(cls,class_or_tuple)

判断一个类是否继承自其他的类，如果此类cls是class或tuole中的一个派生(子类)则返回True，否则返回False

封装 enclosure

封装的目的是让使用者尽可能少的引用实例变量（属性）进行操作

私有属性：python类中，以双下划线‘__’开头，不以双下划线结尾的标识符为私有成员，在类的外部无法直接访问。

 class A:
     def __init__(self):
         self.__p1 = 100  #__p1为私有属性,在类的外部不可访问
 
     def test(self):
         print(self.__p1)  # 可以访问
         self.__m1()  # A类的方法可以调用A类的私有方法
 
     def __m1(self):
         '''我是私有方法,只有我自己的类中的方法才能调用我哦'''
         print("我是A类的__m1方法!")
 
 a = A()  # 创建对象
 # print(a.__p1)  # 在类外看不到__p1属性,访问失败!
 a.test()
 # a.__m1()  # 出错.无法调用私有方法

__私有属性

多态 polymorphic

多态是指在继承\派生关系的类中，调用基类对象的方法，实际能调用子类的覆盖版本方法的现象叫多态

 class Shape:
     def draw(self):
         print("Shape.draw被调用")
 
 class Point(Shape)
     def draw(self):
         print('正在画一个点')
 
 class Circle(Point):
     def draw(self):
         print("正在画一个圆")
 
 def my_draw(s):
     s.draw()  # 此处显示出多态中的动态
 
 s1 = Circle()
 s2 = Point()
 my_draw(s1)  # 调用Circle里的draw 正在画一个圆
 my_draw(s2)  # 调用Point里的draw 正在画一个点

多态

多继承 multiple inheritance

多继承是指一个子类继承自两个或两个以上的基类

说明：一个子类可以同时继承自多个父类，父类中的方法可以同时被继承下来。如果两个父类中有同名的方法，而在子类中又没有覆盖此方法时，调用结果难以确定

 class Car:
     def run(self, speed):
         print("汽车以", speed, '公里/小时的速度行驶')
 
 class Plane:
     def fly(self, height):
         print("飞机以海拔", height, '的高度飞行')
 
 class PlaneCar(Car, Plane):
     '''PlaneCar同时继承自汽车类和飞机类'''
 
 p1 = PlaneCar()
 p1.fly(10000)
 p1.run(300)

多继承

多继承的问题（缺陷）：名字冲突问题，要谨慎使用多继承（会先使用第一个继承的基类）

 class A:
     def m(self):
         print("A.m()被调用")
 
 class B:
     def m(self):
         print('B.m()被调用')
 
 class AB(A, B):
     pass
 
 ab = AB()
 ab.m()  # A.m()被调用

命名冲突

继承的MRO(Method Resolution Order)问题

　　类的__mro__属性用来记录继承方法的查找顺序

 class A:
     def m(self):
         print("A.m")
 class B(A):
     def m(self):
         print("B.m")
 class C(A):
     def m(self):
         print("C.m")
 class D(B, C):
     '''d类继承自B,C'''
     def m(self):
         print("D.m")
 d = D()
 print(D.__mro__)
 #(<class '__main__.D'>,
 # <class '__main__.B'>,
 # <class '__main__.C'>,
 # <class '__main__.A'>,
 # <class 'object'>)
 d.m()  # 调用方法的顺序如上所示

多继承顺序

 class A:
     def m(self):
         print("A.m")
 class B(A):
     def m(self):
         print("B.m")
         super().m()
 class C(A):
     def m(self):
         print("C.m")
         super().m()
 class D(B, C):
     '''d类继承自B,C'''
     def m(self):
         print("D.m")
         super().m()
 d = D()
 d.m()  # 调用方法的顺序是什么?
 
 for x in D.__mro__:
     print(x)
 
 # D.m
 # B.m
 # C.m
 # A.m
 # <class '__main__.D'>
 # <class '__main__.B'>
 # <class '__main__.C'>
 # <class '__main__.A'>
 # <class 'object'>

多继承顺序

函数重写

在自定义类内添加相应的方法，让自定义类创建的实例能像内建对象一样进行内建函数操作

对象转字符串函数：

　　repr(obj) 返回一个能代表此对象的表达式字符串，通常eval(repr(obj))==obj （这个字符串通常是给python解释执行器运行用的）

对象转字符串函数的重写方法

　　reper(obj)函数的重写方法：　　def__repr__(self):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　return 能够表达self内容的字符串

　　str(obj)函数的重写方法：　　def__str__(self):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　return 人能看懂的字符串

 class MyNumber:
     def __init__(self, value):
         self.data = value
     def __str__(self):
         print("__str__被调用")
         return "数字: %d" % self.data
     def __repr__(self):
         print("__repr__被调用")
         return 'MyNumber(%d)' % self.data
 n1 = MyNumber(100)
 # print(str(n1))  # 调用 n1.__str__(self);__str__被调用;数字: 100
 # print(repr(n1)) #__repr__被调用  MyNumber(100)
 print(n1)   # ;__str__被调用;数字: 100
 # n2 = eval("MyNumber(100)")
 # print(n2)   #__str__被调用;数字: 100

重写方法

说明：

1、str(obj)函数先调用obj.__str__()方法，调用此方法并返回字符串

2、如果obj没有__str__()方法，则调用obj.__repr__()方法返回的字符串

3、如果obj没有__repr__()方法，则调用object类的__repe__()实例方法显示<xxxx>格式的字符串

数值转换函数的重写

　　def __complex__(self) 　complex(obj) 函数调用
　　def __int__(self) 　　　int(obj) 函数调用
　　def __float__(self) 　　float(obj) 函数调用
　　def __bool__(self) 　　 bool(obj) 函数调用

 '''此示例示意自定义的类MyNumber能够转成为数值类型'''
 class MyNumber:
     def __init__(self, v):
         self.data = v
     def __repr__(self):
         return "MyNumber(%d)" % self.data
     def __int__(self):
         '''此方法用于int(obj) 函数重载,必须返回整数
         此方法通常用于制订自义定对象如何转为整数的规则
         '''
         return 10000
 
 n1 = MyNumber(100)
 print(type(n1))
 # if n1 == 100:
 #     print("n1 == 100")
 n  = int(n1)
 print(type(n))
 print(n)

自定义类可以转成数值类型

 <class '__main__.MyNumber'>
 <class 'int'>
 10000

结果

内建函数的重写
　　__abs__ 　　　　 abs(obj)
　　__len__ 　　 　　len(obj)
　　__reversed__ 　　reversed(obj)
　　__round__ 　　　 round(obj)

 # 自定义一个MyList类,与系统内建的类一样,
 # 用来保存有先后顺序关系的数据
 
 class MyList:
     '''自定义列表类'''
     def __init__(self, iterator=[]):
         self.data = [x for x in iterator]
 
     def __repr__(self):
         return "MyList(%r)" % self.data
 
     def __abs__(self):
         # return MyList([abs(x) for x in self.data])
         # 上一句语句可以用如下生成表达式代替已防止过多占内存
         return MyList((abs(x) for x in self.data))
 
     def __len__(self):
         # return self.data.__len__()
         return len(self.data)
 
 myl = MyList([1, -2, 3, -4])
 print(myl)
 print(abs(myl))  # MyList([1, +2, 3, +4])
 print("原来的列表是:", myl)
 
 myl2 = MyList(range(10))
 print(myl2)
 print('myl2的长度是:', len(myl2))
 print('myl的长度是: ', len(myl))

 MyList([1, -2, 3, -4])
 MyList([1, 2, 3, 4])
 原来的列表是: MyList([1, -2, 3, -4])
 MyList([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
 myl2的长度是: 10
 myl的长度是:  4

结果

布尔测试函数的重写

　　格式 def __bool__(self):
　　　　...
作用:
　　用于bool(obj) 函数取值
　　用于if语句真值表达式中
　　用于while语句真值表达式中
说明:
　　1. 优先调用__bool__方法取值
　　2. 如果不存在__bool__方激动 ,则用__len__()方法取值后判断是否为零值,如果不为零返回True,否则返回False
　　3. 如果再没有__len__方法,则直接返回True

 class MyList:
     '''自定义列表类'''
     def __init__(self, iterator=[]):
         self.data = [x for x in iterator]
 
     def __repr__(self):
         return "MyList(%r)" % self.data
 
     def __bool__(self):
         print("__bool__方法被调用!")
         return False
 
     # def __len__(self):
     #     print("__len__被调用")
     #     return len(self.data)
 
 myl = MyList([1, -2, 3, -4])
 print(bool(myl))  # False
 if myl:
     print("myl 是真值")
 else:
     print("myl 是假值")

 __bool__方法被调用!
 False
 __bool__方法被调用!
 myl 是假值

结果

迭代器（高级）

可以通过next(it) 函数取值的对象就是迭代器
迭代器协议:迭代器协议是指对象能够使用next函数获取下一项数据,在没有下一项数据时触发一个StopIterator来终止迭代的约定
实现方法:类内需要有 __next__(self) 方法来实现迭代器协议
语法形式:
　　class MyIterator
　　　　def __next__(self):
　　　　　　迭代器协议的实现
　　　　　　return 数据

可迭代对象是指能用iter(obj) 函数返回迭代器的对象(实例)，可迭代对象内部一定要定义__iter__(self)方法来返回迭代器

可迭代对象的语法形式:
　　class MyIterable:
　　　　def __iter__(self):
　　　　　　语句块
　　　　　　return 迭代器

 # 此示例示意可迭代对象和迭代器的定义及使用方式:
 class MyList:
     def __init__(self, iterator):
         '''自定义列表类的初始化方法,此方法创建一个data实例
         变量来绑定一个用来存储数据的列表'''
         self.data = list(iterator)
 
     def __repr__(self):
         '''此方法了为打印此列表的数据'''
         return 'MyList(%r)' % self.data
 
     def __iter__(self):
         '''有此方法就是可迭代对象,但要求必须返回迭代器'''
         print("__iter__方法被调用!")
         return MyListIterator(self.data)
 
 class MyListIterator:
     '''此类用来创建一个迭代器对象,用此迭代器对象可以迭代访问
     MyList类型的数据'''
     def __init__(self, iter_data):
         self.cur = 0  # 设置迭代器的初始值为0代表列表下标
         # it_data 绑定要迭代的列表
         self.it_data = iter_data
 
     def __next__(self):
         '''有此方法的对象才叫迭代器,
         此方法一定要实现迭代器协议'''
         print("__next__方法被调用!")
         # 如果self.cur已经超出了列表的索引范围就报迭代结束
         if self.cur >= len(self.it_data):
             raise StopIteration
         # 否则尚未迭代完成,需要返回数据
         r = self.it_data[self.cur]  # 拿到要送回去的数
         self.cur += 1  # 将当前值向后移动一个单位
         return r
 
 myl = MyList([2, 3, 5, 7])
 print(myl)
 
 for x in myl:
     print(x)  # 此处可以这样做吗?
 
 # it = iter(myl)
 # x = next(it)
 # print(x)
 # x = next(it)
 # print(x)
 # x = next(it)
 # print(x)

 MyList([2, 3, 5, 7])
 __iter__方法被调用!
 __next__方法被调用!
 2
 __next__方法被调用!
 3
 __next__方法被调用!
 5
 __next__方法被调用!
 7
 __next__方法被调用!

结果