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面向对象(八)

  • 面向对象是一种编程方式,此编程方式的实现是基于对 对象 的使用
  • 类 是一个模板,模板中包装了多个“函数”供使用(可以讲多函数中公用的变量封装到对象中)
  • 对象,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
  • 面向对象三大特性:封装、继承和多态

 本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员。

类的成员

类的成员可以分为三大类:字段、方法和属性

技术分享

注:所有成员中,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,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
  1. class Province:
  2. # 静态字段
  3. country = ‘中国‘
  4. def __init__(self, name):
  5. # 普通字段
  6. self.name = name
  7. # 直接访问普通字段
  8. obj = Province(‘河北省‘)
  9. print(obj.name)
  10. # 直接访问静态字段
  11. print(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

  • 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:由调用; 至少一个cls参数;执行类方法时,自动将调用该方法的复制给cls
  • 静态方法:由调用;无默认参数;
  1. class Foo:
  2. def __init__(self, name):
  3. self.name = name
  4. def ord_func(self):
  5. """ 定义普通方法,至少有一个self参数 """
  6. # print self.name
  7. print(‘普通方法‘)
  8. @classmethod
  9. def class_func(cls):
  10. """ 定义类方法,至少有一个cls参数 """
  11. print(‘类方法‘)
  12. @staticmethod
  13. def static_func():
  14. """ 定义静态方法 ,无默认参数"""
  15. print(‘静态方法‘)
  16. # 调用普通方法
  17. f = Foo("xiaoyao")
  18. f.ord_func()
  19. # 调用类方法
  20. Foo.class_func()
  21. # 调用静态方法
  22. Foo.static_func()
  23. # 调用静态方法
  24. 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

属性的定义和使用
  1. class Foo:
  2. def func(self):
  3. pass
  4. @property
  5. def prop(self):
  6. print(‘属性‘)
  7. ############### 调用 ###############
  8. foo_obj = Foo()
  9. foo_obj.func()
  10. foo_obj.prop # 调用属性,不需要括号
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 
  1. class Pager:
  2. def __init__(self, current_page):
  3. # 用户当前请求的页码(第一页、第二页...)
  4. self.current_page = current_page
  5. # 每页默认显示10条数据
  6. self.per_items = 10
  7. @property
  8. def start(self):
  9. val = (self.current_page - 1) * self.per_items
  10. return val
  11. @property
  12. def end(self):
  13. val = self.current_page * self.per_items
  14. return val
  15. p = Pager(11)
  16. print(p.start) #100就是起始值,即:m
  17. print(p.end) #110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

装饰器方式:

在类的普通方法上应用@property装饰器

我们知道Python中的类有经典类和新式类,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)



新式类,具有三种@property装饰器


# ############### 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_priceobj = 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

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

  1. class Foo:
  2. def get_bar(self):
  3. return ‘xiaoyao‘
  4. BAR = property(get_bar)
  5. obj = Foo()
  6. reuslt = obj.BAR # 自动调用get_bar方法,并获取方法的返回值
  7. print(reuslt) # 输出 xiaoyao
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
  1. class Foo:
  2. def get_bar(self):
  3. print(‘get value xiaoyao‘)
  4. # *必须两个参数
  5. def set_bar(self, value):
  6. print(‘set value ‘ + value)
  7. def del_bar(self):
  8. print(‘del value‘)
  9. BAR = property(get_bar, set_bar, del_bar, ‘description...xxx...‘)
  10. obj = Foo()
  11. obj.BAR # 自动调用第一个参数中定义的方法:get_bar
  12. 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_bar
  13. del obj.BAR # 自动调用第三个参数中定义的方法:del_bar方法
  14. print(Foo.BAR.__doc__) # 自动获取第四个参数中设置的值:description...xxx...
 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

 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:                passelse:                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)

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)

1
2
3
4
5
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;
  1. class A:
  2. name = "公有静态字段"
  3. def func(self):
  4. print(A.name)
  5. class B(A):
  6. def show(self):
  7. print(A.name)
  8. A.name # 类访问
  9. obj = A()
  10. obj.func() # 类内部可以访问
  11. obj_son = B()
  12. obj_son.show() # 派生类中可以访问
  1. class C:
  2. __name = "私有静态字段"
  3. def func(self):
  4. print(C.__name)
  5. class D(C):
  6. def show(self):
  7. print(C.__name)
  8. C.__name # 类访问 ==> 错误
  9. obj = C()
  10. obj.func() # 类内部可以访问 ==> 正确
  11. obj_son = D()
  12. 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。


  1. class C:
  2. def __init__(self):
  3. self.foo = "公有字段"def func(self):
  4. print self.foo  # 类内部访问class D(C):
  5. def show(self):
  6. print self.foo # 派生类中访问
  7. obj = C()
  8. obj.foo # 通过对象访问
  9. obj.func() # 类内部访问
  10. obj_son = D();
  11. obj_son.show() # 派生类中访问
  12. class C:
  13. def __init__(self):
  14. self.__foo = "私有字段"def func(self):
  15. print self.foo  # 类内部访问class D(C):
  16. def show(self):
  17. print self.foo # 派生类中访问
  18. obj = C()
  19. obj.__foo # 通过对象访问 ==> 错误
  20. obj.func() # 类内部访问 ==> 正确
  21. obj_son = D();
  22. 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

  1. class Foo(object):
  2. """
  3. 这是一个简单类
  4. """
  5. def __delitem__(self, key):
  6. print(‘__delitem__‘, key)
  7. obj = Foo()
  8. print(obj.__doc__)
  9. print(Foo.__doc__)
  10. print(Foo().__doc__)
  1. 这是一个简单类 这是一个简单类 这是一个简单类
可见类本身和它的对象都可以调用这个特殊成员。
前面我们讲过函数也有个__doc__,下面一起看一下:
  1. def Foo():
  2. """
  3. 这是一个简单函数
  4. """
  5. def __delitem__(self, key):
  6. print(‘__delitem__‘, key)
  7. print(Foo.__doc__)
  1. 这是一个简单函数

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

  1. # test.py
  2. class C:
  3. def __init__(self):
  4. self.name = ‘xxx‘
  1. from test import C
  2. obj = C()
  3. print(obj.__module__) # 输出 test,即:输出模块
  4. print(obj.__class__) # 输出 <class ‘test.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。

  1. class Foo:
  2. def __init__(self, name,age=18):
  3. self.name = name
  4. self.age = age
  5. obj = Foo(‘xxx‘) # 自动执行类中的 __init__ 方法
  6. print(obj.name,obj.age) #输出 xxx 18

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()()

  1. class T_call():
  2. def __call__(self, *args, **kwargs):
  3. print(args)
  4. print(kwargs)
  5. obj1 = T_call()
  6. obj1(‘a‘,19,"k1=v1",k1="v1")

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:


  1. class Province:
  2. country = ‘China‘
  3. def __init__(self, name, count):
  4. self.name = name
  5. self.count = count
  6. def func(self, *args, **kwargs):
  7. print(‘func‘)
  8. obj1 = Province(‘HeBei‘,10000)
  9. print(obj1.__dict__)# 获取 对象obj1 的成员
  10. # 输出:{‘count‘: 10000, ‘name‘: ‘HeBei‘}
  11. obj2 = Province(‘HeNan‘, 3888)
  12. print(obj2.__dict__)# 获取 对象obj1 的成员
  13. # 输出:{‘count‘: 3888, ‘name‘: ‘HeNan‘}
  14. print(Province.__dict__) #获取 类Province的成员
  15. # 输出:{‘__module__‘: ‘__main__‘, ‘__dict__‘: <attribute ‘__dict__‘ of ‘Province‘ objects>, ‘__doc__‘: None, ‘__init__‘: <function Province.__init__ at 0x009DE348>, ‘__weakref__‘: <attribute ‘__weakref__‘ of ‘Province‘ objects>, ‘func‘: <function Province.func at 0x009DE300>, ‘country‘: ‘China‘}

 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

  1. class Foo:
  2. def __str__(self):
  3. return ‘xiaoyao‘
  4. obj = Foo()
  5. print(obj) # 输出:xiaoyao
  1. class Foo:
  2. def __str__(self):
  3. pass #当没有return值的时候,输出会报错。
  4. obj = Foo()
  5. print(obj)
  6. Traceback (most recent call last):
  7. File "D:/myfiles/study/python/oldboy/Day8/t8.py", line 12, in <module>
  8. print(obj)
  9. TypeError: __str__ returned non-string (type NoneType)

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

  1. class Foo(object):
  2. def __getitem__(self, key):
  3. print(‘__getitem__‘, key)
  4. def __setitem__(self, key, value):
  5. # print(‘__setitem__‘, key, value)
  6. self.key = key
  7. self.value = value
  8. print(key,value)
  9. return self.key
  10. def __delitem__(self, key):
  11. print(‘__delitem__‘, key)
  12. obj = Foo()
  13. result = obj[‘k1‘] # 自动触发执行 __getitem__
  14. obj[‘k3‘] = ‘xxxxxx‘ # 自动触发执行 __setitem__
  15. del obj[‘k1‘] # 自动触发执行 __delitem__
  1. __getitem__ k1
  2. k3 xxxxxx
  3. __delitem__ k1

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__  #3.x 废弃,都用上面的__getitem__、__setitem__、__delitem__

 该三个方法用于分片操作,如:列表

  1. class Foo(object):
  2. def __getitem__(self, key):
  3. print(‘__getitem__‘, key)
  4. def __setitem__(self, key, value):
  5. # print(‘__setitem__‘, key, value)
  6. self.key = key
  7. self.value = value
  8. print(key,value)
  9. return self.key
  10. def __delitem__(self, key):
  11. print(‘__delitem__‘, key)
  12. obj = Foo()
  13. # result = obj[‘k1‘] # 自动触发执行 __getitem__
  14. # obj[‘k3‘] = ‘xxxxxx‘ # 自动触发执行 __setitem__
  15. # del obj[‘k1‘] # 自动触发执行 __delitem__
  16. obj[1:10:2] # 输出slice(1, 10, 2) slice类型的起始值,结束值,步长值
  17. obj[2:20:4] = [11,22,33,44,55] # 输出 slice(2, 20, 4) [11, 22, 33, 44, 55]
  18. obj[2:20:4] = ‘alex‘ # 输出slice(2, 20, 4) alex
  19. del obj[4:20:4] # 输出 slice(4, 20, 4)

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__ 

  1. class A:
  2. def __init__(self, sq):
  3. self.sq = sq
  4. def __iter__(self):
  5. return iter(self.sq)
  6. obj1 = A("11,22,33,44")
  7. obj2 = A([11,22,33,44])
  8. for i in obj1:
  9. print(i)
  10. for i in obj2:
  11. print(i)
  1. 1
  2. 1
  3. ,
  4. 2
  5. 2
  6. ,
  7. 3
  8. 3
  9. ,
  10. 4
  11. 4
  12. 11
  13. 22
  14. 33
  15. 44
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:
  1. obj = iter([11, 22, 33, 44])
  2. for i in obj:
  3. print(i)
在加两个例子,加深理解:(__iter__函数返回的是可迭代对象
  1. class A:
  2. def __iter__(self):
  3. return iter([11,22,33])
  4. obj = A()
  5. for x in obj:
  6. print(x)
  7. class B:
  8. def __iter__(self):
  9. yield ‘‘
  10. yield 1
  11. yield 2
  12. yield 3
  13. obj = B()
  14. for x in obj:
  15. print(x)

11.super  主动执行父类的方法
  1. class A:
  2. def f1(self):
  3. print(‘c1.f1‘)
  4. return 123
  5. class B(A):
  6. def f1(self):
  7. print(‘before c2.f1‘)
  8. # 主动执行父类的方法
  9. super(B,self).f1() # 这里第一个参数是子类而不是父类
  10. print(‘after c2.f1‘)
  11. obj1 = A()
  12. obj2 = B()
  13. obj1.f1()
  14. obj2.f1()
  1. c1.f1
  2. before c2.f1
  3. c1.f1
  4. after c2.f1

利用上面的知识点,写一个有序字典:
  1. class MyDict(dict):
  2. def __init__(self):
  3. self.temp_list = []
  4. super(MyDict,self).__init__()
  5. def __setitem__(self, key, value):
  6. self.temp_list.append(key)
  7. super(MyDict,self).__setitem__(key, value)
  8. def __str__(self):
  9. my_list = []
  10. for x in self.temp_list:
  11. value = self.get(x)
  12. my_list.append("‘{}‘:{}".format(x,value))
  13. temp_dict = ‘{‘+‘,‘.join(my_list)+‘}‘
  14. return temp_dict
  15. obj = MyDict()
  16. obj["k1"] = 123
  17. obj["k2"] = 456
  18. obj["k3"] = 789
  19. print(obj)

单例模式:
  1. class B:
  2. instance = None
  3. def __init__(self,name):
  4. self.name = name
  5. @classmethod
  6. def get_instance(cls):
  7. if cls.instance:
  8. return cls.instance
  9. else:
  10. obj = cls(‘xiaoyao‘)
  11. cls.instance = obj
  12. return obj
  13. obj1 = B.get_instance()
  14. print(obj1)
  15. obj2 = B.get_instance()
  16. print(obj2)
  1. <__main__.B object at 0x004CB2F0>
  2. <__main__.B object at 0x004CB2F0>

 异常捕获:
  1. while True:
  2. num1 = input("num1:").strip()
  3. num2 = input("num2:").strip()
  4. try:
  5. num = int(num1) + int(num2)
  6. print(num)
  7. except Exception as ex:
  8. print(ex)

完整语法:
没有异常的执行顺序:try--else--finally
有异常的执行顺序:try--except--finally
try:
print(‘a‘)
raise ValueError(主动抛出异常!) # 错误类型ValueError可以改成你想要的
except ValueError as ex:
print(ex)
except Exception as ex:
print(ex)
else:
print(‘b‘)
finally:
    print(‘c‘)



断言:
assert 1==1
assert 1==2
    assert 1==2AssertionError




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