Python-31 面向对象：进阶

类的成员

类的成员可以分为三类：字段、方法和属性

注：所有成员中，只是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：无论多少对象，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，它们在定义和使用中有所区别，而最本质的区别是在内存中保存的位置不同

• 普通字段属于对象
• 静态字段属于类

class Province:

    #静态字段
    country = '中国'

    def __init__(self,name):
        #普通字段
        self.name = name

访问普通字段

>>> p = Province('河北省')
>>> p.name
'河北省'
>>> 

访问静态字段

>>> Province.country
'中国'

由以上代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类来访问】，

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：

由上图可知：

• 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：由类调用；至少一个cls参数；执行类方法时，自动将调用该方法的类复制给cls；
• 静态方法：由类调用；无默认参数；

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

    def ord_func(self):
        print('普通方法')

    @classmethod
    def class_func(cls):
        print('类方法')

    @staticmethod
    def static_func():
        print('静态方法')

调用普通方法

>>> f = Foo('属性')
>>> f.ord_func()
普通方法

调用类方法

>>> Foo.class_func()
类方法

调用静态方法

>>> Foo.static_func()
静态方法
>>> 

相同点：对于所有的方法而言，均属于（非对象）中，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用。

三、属性

如果你已经了解了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、属性的基本应用

class Foo:
    def func(self):
        pass
    @property
    def prop(self):
        print('属性')

调用

>>> Foo.prop
<property object at 0x0200B4E0>
>>> f = Foo()
>>> f.prop
属性
>>> 

由属性的定义和调用要注意以下几点：

• 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：f.func()
• 属性：f.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条数计算出m和n
• 根据m和n去数据库中请求数据

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
        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(10)
>>> p.start
90
>>> p.end
100
>>> 

由上可见，Python的属性的功能是：属性内部进行一系列的计算，最终将计算结果返回。

2、属性的两种定义方式

属性的两种定义方式：

• 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。（如果类继承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 'goods'

##########调用############

>>> go = Goods()
>>> go.price #自动执行@property修饰的price方法，并获取方法的返回值
'goods'
>>> 

新式类，具有三种@property装饰器

######定义########

class Goods(object):
    @property
    def price(self):
        return 'goods'

    @price.setter
    def price(self,value):
        print('price.setter:%d' % value)

    @price.deleter
    def price(self):
        print('price.deleter')

######调用######

>>> g = Goods()
>>> g.price #自动执行@property修饰的price方法，并获取方法的返回值
'goods'
>>> g.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
price.setter:123
>>> del g.price #自动执行@price.deleter修饰的price方法
price.deleter
>>>

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):
        self.original_price = 100
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        new_price = self.original_price*self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self,value):
        self.original_price = value


    @price.deleter
    def price(self):
        del self.original_price

#######调用#######

>>> g = Goods()
>>> g.price #获取商品价格
80.0
>>> g.price = 200 #修改商品价格
>>> g.original_price
200
>>> g.price
160.0
>>> del g.price #删除商品价格

静态字段方式，创建值为property对象的静态字段

当时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 'wupei'

    BAR = property(get_bar)

>>> f = Foo()
>>> f.BAR #自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值
'wupei'
>>> 

>>> f.BAR.__doc__
"str(object='') -> str\nstr(bytes_or_buffer[, encoding[, errors]]) -> str\n\nCreate a new string object from the given object. If encoding or\nerrors is specified, then the object must expose a data buffer\nthat will be decoded using the given encoding and error handler.\nOtherwise, returns the result of object.__str__() (if defined)\nor repr(object).\nencoding defaults to sys.getdefaultencoding().\nerrors defaults to 'strict'."
>>> 

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 类.属性.__doc__，此参数是该属性的描述信息

class Foo:
    def get_bar(self):
        print('get_bar')

    def set_bar(self,value):
        print('set_bar')

    def del_bar(self):
        print('del_bar')

    BAR = property(get_bar,set_bar,del_bar,"this is description.....")

>>> f = Foo()
>>> f.BAR #自动调用第一个参数中定义的方法：get_bar
get_bar
>>> f.BAR = 'sdf' #自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将sdf当做参数传入
set_bar
>>> del f.BAR #自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法
del_bar
>>> Foo.BAR.__doc__ #自动获取第四个参数中设置的值：this is description
'this is 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属性的：

获取、修改、删除

class Goods(object):
    def __init__(self):
        self.original_price = 100
        self.discount = 0.8

    def get_price(self):
        new_price = self.original_price*self.discount
        return new_price

    def set_price(self,value):
        self.original_price = value


    def del_price(self):
        del self.original_price

    PIRCE = property(get_price,set_price,del_price,'价格描述.....')

>>> g = Goods()
>>> g.PIRCE #获取商品价格
80.0
>>> g.PIRCE = 200 #修改商品价格
>>> g.PIRCE
160.0
>>> del g.PIRCE #删除商品价格
>>> g.PIRCE = 200
>>> g.original_price
200
>>> Goods.PIRCE.__doc__
'价格描述.....'
>>> 

注意：Python WEB框架Django的视图中request.POST就是使用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：

• 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访问

私有成员和共有成员的定义不同：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 = '共有字段'
        self.__foo = '私有字段'

私有成员和共有成员的访问限制不同：

静态字段

• 共有静态字段：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；（类(对象)._类__字段名 也可访问到）

class C:
    name = '公有静态字段'

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

class D(C):
    def show(self):
        print(C.name)

>>> C.name
'公有静态字段'
>>> c = C()
>>> c.func()
公有静态字段
>>> d = D()
>>> d.show()
公有静态字段
>>> d.name
'公有静态字段'
>>> d.name
'公有静态字段'
>>> d.func()
公有静态字段
>>> 

#######

class C:
    __name = '私有静态字段'

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

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

>>> C.__name  #类访问 失败
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#9>", line 1, in <module>
    C.__name
AttributeError: type object 'C' has no attribute '__name'
>>> c = C()
>>> c.func() #类内部访问 正确
公有静态字段
>>> d = D()
>>> d.func()
公有静态字段
>>> d.show() #派生类中访问 失败
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#14>", line 1, in <module>
    d.show()
  File "E:/Video/039_private_2.py", line 9, in show
    print(C.__name)
AttributeError: type object 'C' has no attribute '_D__name'
>>> C._C__name #类._类__变量名
'公有静态字段'
>>> 

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__私有字段名】访问（如：obj._C_foo），不建议强制访问私有成员。

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

>>> c = C()>>> c.foo'公有字段'>>> c.func()公有字段>>> d = D()>>> d.foo'公有字段'>>> d.func()公有字段>>> d.show()公有字段>>> 

##########

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

    def func(self):
        print(self.__foo)


class D(C):
    def show(self):
        print(self.__foo)

>>> c = C()>>> c.func()私有字段>>> c.__fooTraceback (most recent call last):  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>    c.__fooAttributeError: 'C' object has no attribute '__foo'>>> d = D()>>> d.show()Traceback (most recent call last):  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>    d.show()  File "E:/Video/039_private_4.py", line 11, in show    print(self.__foo)AttributeError: 'D' object has no attribute '_D__foo'>>> d.func()私有字段>>> c._C__foo'私有字段'>>> d._C__foo'私有字段'>>> 

方法、属性的访问于上述方式类似，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的类成员以及修饰符，从而了解到类中有字段，方法和属性三大成员，并且成员前有两个下划线，

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，存在着一些就有特殊含义的成员，如下：

1、__doc__

表示类的描述信息

class Foo:
    """this is description......"""

    def func(self):
        pass

>>> print(Foo.__doc__)this is description......>>> Foo.__doc__'this is description......'

2、__module__和__class__

__module__表示当前操作的对象在哪个模块

__class__表示当前操作的对象的类是什么

>>> print(f.__module__)
__main__
>>> print(f.__class__)
<class '__main__.Foo'>

3、__init__

构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

class Foo:
    """this is description......"""

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

    def func(self):
        pass

>>> f = Foo('ethan')
>>> f.name
'ethan'

4、__del__

析构方法，当对象在内存中释放时，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 Foo1:

    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()触发的，

即：对象() 或者 类()()

class Foo2:
    def __init__(self):
        pass

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

>>> f = Foo2() #执行__init__
>>> f() #执行__call__
__call__
>>> Foo2()()
__call__
>>>

6、__dict__

类或对象中所有的成员。

>>> Foo.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Foo' objects>, 'func': <function Foo.func at 0x0228D348>, '__init__': <function Foo.__init__ at 0x022538E8>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Foo' objects>, '__doc__': 'this is description......'})

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：

class Province:

    country = 'China'

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

    def func(self):
        print('func')

获取类的成员，即：静态字段、方法

>>> print(Province.__dict__)
{'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Province' objects>, 'func': <function Province.func at 0x0229D4B0>, '__init__': <function Province.__init__ at 0x0229D468>, 'country': 'China', '__module__': '__main__', '__doc__': None, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Province' objects>}

获取对象成员

>>> p = Province('hebei',100000)
>>> print(p.__dict__)
{'name': 'hebei', 'count': 100000}
>>> 

7、__str__

如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印对象的时候，默认输入该方法的返回值。

class Foo3:
    def __str__(self):
        return '__str__'

>>> s = Foo3()>>> print(s)__str__

8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操作，如字典。分别表示获取、设置、删除数据

class Foo4(object):
    def __getitem__(self,key):
        print('__getitem__',key)

    def __setitem__(self,key,value):
        print('__setitem__',key,value)

    def __delitem__(self,key):
        print('__delitem__',key)

>>> f = Foo4()
>>> result = f['k1'] #自动触发执行__getitem__
__getitem__ k1
>>> f['k2'] = 'wuli' #自动触发执行 __setitem__
__setitem__ k2 wuli
>>> del f['k1'] #自动触发执行__delitem__
__delitem__ k1
>>> 

9、__iter__

用于迭代器

>>> obj = iter([11,21,34,67])
>>> for i in obj:
print(i)


11
21
34
67
>>> 

10、__new__、__metaclass__

阅读以下代码：

class Foo6(object):

    def __init__(self):
        pass

>>> f = Foo6()

上述代码中，f是通过Foo6类实例化的实例化的对象，其实，不仅obj是一个对象，Foo6类本身也是一个对象，

因为在Python中一切事物都是对象。