Python基础6-2 面向对象编程

时间:2022-12-20 15:02:54

 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

Python基础6-2 面向对象编程

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

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('河北省')
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:

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由上图可是:

  • 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;

class Foo:    def __init__(self, name):        self.name = name    def ord_func(self):        """ 定义普通方法,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()

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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

# ############### 定义 ###############class Foo:    def func(self):        pass    # 定义属性    @property    def prop(self):        pass# ############### 调用 ###############foo_obj = Foo()foo_obj.func()foo_obj.prop   #调用属性

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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

# ############### 定义 ###############class Pager:        def __init__(self, current_page):        # 用户当前请求的页码(第一页、第二页...)        self.current_page = current_page        # 每页默认显示10条数据        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# ############### 调用 ###############p = Pager(1)p.start 就是起始值,即:mp.end   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)

# ############### 定义 ###############    class Goods:    @property    def price(self):        return "wupeiqi"# ############### 调用 ###############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

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

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_barobj.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

 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)

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)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;

公有静态字段

class C:    name = "公有静态字段"    def func(self):        print C.nameclass D(C):    def show(self):        print C.nameC.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

私有静态字段

class C:    __name = "公有静态字段"    def func(self):        print C.__nameclass D(C):    def show(self):        print C.__nameC.__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

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。

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

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class Foo:    """ 描述类信息,这是用于看片的神奇 """    def func(self):        passprint Foo.__doc__#输出:类的描述信息

2. __module__ 和  __class__ 

lib/aa.py#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-class C:    def __init__(self):        self.name = 'wupeiqi'
index.pyfrom lib.aa import Cobj = 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 = 18obj = 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()()

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:

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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

#!/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

#!/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__

第一步

class Foo(object):    passobj = Foo()for i in obj:    print i    # 报错:TypeError: 'Foo' object is not iterable

第二步

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):        def __iter__(self):        passobj = Foo()for i in obj:    print i# 报错: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:

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


For循环语法内部

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-obj = iter([11,22,33,44])while True:    val = obj.next()    print val

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。