Python - 面對對象(進階)

Python - 面對對象(進階)

類的成員

一. 字段

字段包括:普通字段和靜態字段,他們在定義和使用中有所區別,而最本質的區別是內存中保存的位置不一樣,程序員

  • 普通字段屬於對象
  • 靜態字段屬於類數據庫

    #### 字段的定義和使用
      class Province:
    
          # 靜態字段
          country = '中國'
    
          def __init__(self, name):
    
              # 普通字段
              self.name = name
    
    
      # 直接訪問普通字段
      obj = Province('河北省')
      print obj.name
    
      # 直接訪問靜態字段
      Province.country

由上述代碼能夠看出【普通字段須要經過對象來訪問】【靜態字段經過類訪問】,在使用上能夠看出普通字段和靜態字段的歸屬是不一樣的。其在內容的存儲方式相似以下圖:
函數

由上圖但是:code

靜態字段在內存中只保存一份
普通字段在每一個對象中都要保存一份
應用場景: 經過類建立對象時,若是每一個對象都具備相同的字段,那麼就使用靜態字段對象

二. 方法

方法包括:普通方法、靜態方法和類方法,三種方法在內存中都歸屬於類,區別在於調用方式不一樣。blog

  • 普通方法:由對象調用;至少一個self參數;執行普通方法時,自動將調用該方法的對象賦值給self;
  • 類方法:由類調用; 至少一個cls參數;執行類方法時,自動將調用該方法的類複製給cls;
  • 靜態方法:由類調用;無默認參數;

class Foo:內存

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

def ord_func(self):
    """ 定義普通方法,至少有一個self參數 """

    # print self.name
    print '普通方法'

@classmethod
def class_func(cls):
    """ 定義類方法,至少有一個cls參數 """

    print '類方法'

@staticmethod
def static_func():
    """ 定義靜態方法 ,無默認參數"""

    print '靜態方法'


# 調用普通方法
f = Foo()
f.ord_func()

# 調用類方法
Foo.class_func()

# 調用靜態方法
Foo.static_func()

相同點:對於全部的方法而言,均屬於類(非對象)中,因此,在內存中也只保存一份。utf-8

不一樣點:方法調用者不一樣、調用方法時自動傳入的參數不一樣。字符串

三. 屬性

若是你已經瞭解Python類中的方法,那麼屬性就很是簡單了,由於Python中的屬性實際上是普通方法的變種。

對於屬性,有如下三個知識點:

  • 屬性的基本使用
  • 屬性的兩種定義方式

1. 屬性的基本使用

# ############### 定義 ###############
class Foo:

    def func(self):
        pass

    # 定義屬性
    @property
    def prop(self):
        pass
# ############### 調用 ###############
foo_obj = Foo()

foo_obj.func()
foo_obj.prop   #調用屬性

由屬性的定義和調用要注意一下幾點:

  • 定義時,在普通方法的基礎上添加 @property 裝飾器;
  • 定義時,屬性僅有一個self參數
  • 調用時,無需括號
    方法:foo_obj.func()
    屬性:foo_obj.prop

注意:屬性存在乎義是:訪問屬性時能夠製造出和訪問字段徹底相同的假象
屬性由方法變種而來,若是Python中沒有屬性,方法徹底能夠代替其功能。

實例:對於主機列表頁面,每次請求不可能把數據庫中的全部內容都顯示到頁面上,而是經過分頁的功能局部顯示,因此在向數據庫中請求數據時就要顯示的指定獲取從第m條到第n條的全部數據(即:limit m,n),這個分頁的功能包括:

  • 根據用戶請求的當前頁和總數據條數計算出 m 和 n
  • 根據m 和 n 去數據庫中請求數據

    # ############### 定義 ###############
      class Pager:
    
          def __init__(self, current_page):
              # 用戶當前請求的頁碼(第一頁、第二頁...)
              self.current_page = current_page
              # 每頁默認顯示10條數據
              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
    
      # ############### 調用 ###############
    
      p = Pager(1)
      p.start 就是起始值,即:m
      p.end   就是結束值,即:n

從上述可見,Python的屬性的功能是:屬性內部進行一系列的邏輯計算,最終將計算結果返回。

2.屬性的兩種定義方式

屬性的定義有兩種方式:

  • 裝飾器 即:在方法上應用裝飾器
  • 靜態字段 即:在類中定義值爲property對象的靜態字段

因爲新式類中具備三種訪問方式,咱們能夠根據他們幾個屬性的訪問特色,分別將三個方法定義爲對同一個屬性:獲取、修改、刪除
class Goods(object):

def __init__(self):
            # 原價
            self.original_price = 100
            # 折扣
            self.discount = 0.8
    
        @property
        def price(self):
            # 實際價格 = 原價 * 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         # 獲取商品價格
    obj.price = 200   # 修改商品原價
    del obj.price     # 刪除商品原價

靜態字段方式,建立值爲property對象的靜態字段:

property的構造方法中有個四個參數

第一個參數是方法名,調用 對象.屬性 時自動觸發執行方法
第二個參數是方法名,調用 對象.屬性 = XXX 時自動觸發執行方法
第三個參數是方法名,調用 del 對象.屬性 時自動觸發執行方法
第四個參數是字符串,調用 對象.屬性.__doc__ ,此參數是該屬性的描述信息

class Goods(object):

    def __init__(self):
        # 原價
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    def get_price(self):
        # 實際價格 = 原價 * 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, '價格屬性描述...')

obj = Goods()
obj.PRICE         # 獲取商品價格
obj.PRICE = 200   # 修改商品原價
del obj.PRICE     # 刪除商品原價

類的修飾符

類的全部成員在上一步驟中已經作了詳細的介紹,對於每個類的成員而言都有兩種形式:

  • 公有成員,在任何地方都能訪問
  • 私有成員,只有在類的內部才能方法

私有成員和公有成員的定義不一樣:私有成員命名時,前兩個字符是下劃線。(特殊成員除外,例如:initcall、__dict__等)

class C:
 
    def __init__(self):
        self.name = '公有字段'
        self.__foo = "私有字段"

私有成員和公有成員的訪問限制不一樣:

靜態字段

  • 公有靜態字段:類能夠訪問;類內部能夠訪問;派生類中能夠訪問
  • 私有靜態字段:僅類內部能夠訪問;

    class C:
    
          name = "公有靜態字段"
    
          def func(self):
              print C.name
    
      class D(C):
    
          def show(self):
              print C.name
    
    
      C.name         # 類訪問
    
      obj = C()
      obj.func()     # 類內部能夠訪問
    
      obj_son = D()
      obj_son.show() # 派生類中能夠訪問
      *******************************
    
      class C:
    
          __name = "公有靜態字段"
    
          def func(self):
              print C.__name
    
      class D(C):
    
          def show(self):
              print C.__name
    
    
      C.__name       # 類訪問            ==> 錯誤
    
      obj = C()
      obj.func()     # 類內部能夠訪問     ==> 正確
    
      obj_son = D()
      obj_son.show() # 派生類中能夠訪問   ==> 錯誤

普通字段

  • 公有普通字段:對象能夠訪問;類內部能夠訪問;派生類中能夠訪問
  • 私有普通字段:僅類內部能夠訪問;
    ps:若是想要強制訪問私有字段,能夠經過 【對象._類名__私有字段明 】訪問(如:obj._C__foo),不建議強制訪問私有成員。

    class C:
    
          def __init__(self):
              self.foo = "公有字段"
    
          def func(self):
              print self.foo  # 類內部訪問
    
      class D(C):
    
          def show(self):
              print self.foo # 派生類中訪問
    
      obj = C()
    
      obj.foo     # 經過對象訪問
      obj.func()  # 類內部訪問
    
      obj_son = D();
      obj_son.show()  # 派生類中訪問
    
      **************************
    
      class C:
    
          def __init__(self):
              self.__foo = "私有字段"
    
          def func(self):
              print self.foo  # 類內部訪問
    
      class D(C):
    
          def show(self):
              print self.foo # 派生類中訪問
    
      obj = C()
    
      obj.__foo     # 經過對象訪問    ==> 錯誤
      obj.func()  # 類內部訪問        ==> 正確
    
      obj_son = D();
      obj_son.show()  # 派生類中訪問  ==> 錯誤

方法、屬性的訪問於上述方式類似,即:私有成員只能在類內部使用

ps:非要訪問私有屬性的話,能夠經過 對象._類__屬性名

類的特殊成員

上文介紹了Python的類成員以及成員修飾符,從而瞭解到類中有字段、方法和屬性三大類成員,而且成員名前若是有兩個下劃線,則表示該成員是私有成員,私有成員只能由類內部調用。不管人或事物每每都有不按套路出牌的狀況,Python的類成員也是如此,存在着一些具備特殊含義的成員,詳情以下:

1.__ doc __

  表示類的描述信息

class Foo:
    """ 描述類信息,這是用於看片的神奇 """

    def func(self):
        pass

print Foo.__doc__
#輸出:類的描述信息

2.__ module __ 和 __ class __

  __ module __ 表示當前操做的對象在那個模塊

  __ class__ 表示當前操做的對象的類是什麼

#!/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__  # 輸出 lib.aa,即:輸出模塊
print obj.__class__      # 輸出 lib.aa.C,即:輸出類

3.__ init __

構造方法,經過類建立對象時,自動觸發執行。

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 18


obj = Foo('wupeiqi') # 自動執行類中的 __init__ 方法

4.__ del __

析構方法,當對象在內存中被釋放時,自動觸發執行。

注:此方法通常無須定義,由於Python是一門高級語言,程序員在使用時無需關心內存的分配和釋放,由於此工做都是交給Python解釋器來執行,因此,析構函數的調用是由解釋器在進行垃圾回收時自動觸發執行的。

class Foo:

    def __del__(self):
        pass

5.__ call __

對象後面加括號,觸發執行。

注:構造方法的執行是由建立對象觸發的,即:對象 = 類名() ;而對於 call 方法的執行是由對象後加括號觸發的,即:對象() 或者 類()()

class Foo:

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

        print '__call__'


obj = Foo() # 執行 __init__
obj()       # 執行 __call__

6.__dict __

類或對象中的全部成員

上文中咱們知道:類的普通字段屬於對象;類中的靜態字段和方法等屬於類,即:

class Province:

    country = 'China'

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

    def func(self, *args, **kwargs):
        print 'func'

# 獲取類的成員,即:靜態字段、方法、
print Province.__dict__
# 輸出:{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}

obj1 = Province('HeBei',10000)
print obj1.__dict__
# 獲取 對象obj1 的成員
# 輸出:{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}

obj2 = Province('HeNan', 3888)
print obj2.__dict__
# 獲取 對象obj1 的成員
# 輸出:{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

7.__ str __

若是一個類中定義了__str__方法,那麼在打印 對象 時,默認輸出該方法的返回值。

class Foo:

    def __str__(self):
        return 'wupeiqi'


obj = Foo()
print obj
# 輸出: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']      # 自動觸發執行 __getitem__
obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自動觸發執行 __setitem__
del obj['k1']           # 自動觸發執行 __delitem__

9.__ getslice __ __ setslice __ __ delslice __

該三個方法用於分片操做,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]                   # 自動觸發執行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自動觸發執行 __setslice__
del obj[0:2]                # 自動觸發執行 __delslice__

10.__ iter __

用於迭代器,之因此列表、字典、元組能夠進行for循環,是由於類型內部定義了 iter

第一步

class Foo(object):
    pass


obj = Foo()

for i in obj:
    print i
    
# 報錯: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

# 報錯: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

以上步驟能夠看出,for循環迭代的實際上是 iter([11,22,33,44]) ,因此執行流程能夠變動爲:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
obj = iter([11,22,33,44])
 
for i in obj:
    print i

for循環語法內部

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

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

while True:
    val = obj.next()
    print val

上述代碼中,obj 是經過 Foo 類實例化的對象,其實,不只 obj 是一個對象,Foo類自己也是一個對象,由於在Python中一切事物都是對象。

若是按照一切事物都是對象的理論:obj對象是經過執行Foo類的構造方法建立,那麼Foo類對象應該也是經過執行某個類的 構造方法 建立。

print type(obj) # 輸出:<class '__main__.Foo'>     表示,obj 對象由Foo類建立
print type(Foo) # 輸出:<type 'type'>              表示,Foo類對象由 type 類建立

因此,obj對象是Foo類的一個實例,Foo類對象是 type 類的一個實例,即:Foo類對象 是經過type類的構造方法建立。

那麼,建立類就能夠有兩種方式:

a). 普通方式

class Foo(object):
 
    def func(self):
        print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式(type類的構造函數)

def func(self):
    print 'hello wupeiqi'

Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
#type第一個參數:類名
#type第二個參數:當前類的基類
#type第三個參數:類的成員

==》 類 是由 type 類實例化產生

那麼問題來了,類默認是由 type 類實例化產生,type類中如何實現的建立類?類又是如何建立對象?

答:類中有一個屬性 metaclass,其用來表示該類由 誰 來實例化建立,因此,咱們能夠爲 metaclass 設置一個type類的派生類,從而查看 類 建立的過程。

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)

# 第一階段:解釋器從上到下執行代碼建立Foo類
# 第二階段:經過Foo類建立obj對象
obj = Foo()
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