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python之面向对象编程二

日期:2018-08-11点击:342

类的成员

类的成员可以分为三大类:字段、方法、属性。

字段:普通字段、静态字段。

方法:普通方法、类方法、静态方法

属性:普通属性。

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('吉林省') print obj.name # 直接访问静态字段 Province.country
字段的定义和使用

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:

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;

1.静态方法

通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法,什么是静态方法呢?其实不难理解,普通的方法,可以在实例化后直接调用,并且在方法里可以通过self.调用实例变量或类变量,但静态方法是不可以访问实例变量或类变量的,一个不能访问实例变量和类变量的方法,其实相当于跟类本身已经没什么关系了,它与类唯一的关联就是需要通过类名来调用这个方法。

class people(object): def __init__(self,name): self.name = name @staticmethod #把eat方法变为静态方法 def eat(self): print("%s is eating" % self.name) d = people("tom") d.eat()

上面的调用会出以下错误,说是eat需要一个self参数,但调用时却没有传递,没错,当eat变成静态方法后,再通过实例调用时就不会自动把实例本身当作一个参数传给self了。

Traceback (most recent call last): File "D:/pycharm/project/day6/静态方法.py", line 13, in <module> d.eat() TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

想让上面的代码可以正常工作有两种办法

1. 调用时主动传递实例本身给eat方法,即d.eat(d) 

2. 在eat方法中去掉self参数,但这也意味着,在eat中不能通过self.调用实例中的其它变量了

class people(object): def __init__(self, name): self.name = name @staticmethod # 把eat方法变为静态方法 def eat(): print("is eating" ) p = people("tom") p.eat()

2.类方法

类方法通过@classmethod装饰器实现,类方法和普通方法的区别是, 类方法只能访问类变量,不能访问实例变量

class people(object): def __init__(self, name): self.name = name @classmethod # 类方法 def eat(self): print("%s is eating"%self.name ) p = people("tom") p.eat()

执行报错如下,说people没有name属性,因为name是个实例变量,类方法是不能访问实例变量的

Traceback (most recent call last): File "D:/pycharm/project/day6/静态方法.py", line 12, in <module> p.eat() File "D:/pycharm/project/day6/静态方法.py", line 9, in eat print("%s is eating"%self.name ) AttributeError: type object 'people' has no attribute 'name'

此时可以定义一个类变量,也叫name,看下执行效果

class people(object): name = '我是类变量' def __init__(self, name): self.name = name @classmethod # 类方法 def eat(self): print("%s is eating"%self.name ) p = people("tom") p.eat()
#执行结果 我是类变量 is eating

三、属性

通过上述Python类中的方法,Python中的属性是普通方法的变行。

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 people: def func(self): print('普通属性...') # 定义属性  @property def prop(self): print('property属性调用..') # ############### 调用 ############### p = people() p.func() p.prop #调用属性
属性的定义及使用

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:p.func()
               属性:p.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

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

经典类,具有一种@property装饰器

 

# ############### 定义 ############### class people: # 定义属性  @property def prop(self): return 'tom' # ############### 调用 ############### p = people() result = p.prop # 自动执行 @property 修饰的 price 方法,并获取方法的返回值 print(result)
View Code

 

新式类,具有三种@property装饰器

class product(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 = product() 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
View Code

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 product(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.deleter def price(self, value): del self.original_price obj = product() print(obj.price) # 获取商品价格 obj.price = 200 # 修改商品原价 print(obj.original_price) # del obj.price # 删除商品原价
实例

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,经典类和新式类没有什么区别

class people: def talk(self): return 'yu' TALK = property(talk) obj = people() reuslt = obj.TALK # 自动调用talk方法,并获取方法的返回值 print( reuslt)
View Code

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 people: def get_bar(self): return 'yu' # *必须两个参数 def set_bar(self, value): return 'set value' + value def del_bar(self): return 'yu' BAR=property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...') obj = people() print(obj.BAR) # 自动调用第一个参数中定义的方法:get_bar obj.BAR = "hehe" # 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 people.BAR # 自动调用第三个参数中定义的方法:del_bar方法 obj.BAR.__doc__ # 自动获取第四个参数中设置的值:description...
View Code

 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 product(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 = product() 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
View Code

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

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__私有字段明 】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  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
公有字段
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
私有字段

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 """ def func(self): pass print Foo.__doc__ #输出:描述类信息
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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

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

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 = 18 obj = Foo('wupeiqi') # 自动执行类中的 __init__ 方法
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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
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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__
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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:

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:{'__doc__': None, '__init__': <function Province.__init__ at 0x0000025AFBF7E1E0>, 'country': 'China', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Province' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Province' objects>, '__module__': '__main__', 'func': <function Province.func at 0x0000025AFBF7E268>}  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'}
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 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 'yu' obj = Foo() print(obj) # 输出:yu
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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 Func(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 = Func() 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__
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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__
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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__

class Foo(object): pass obj = Foo() for i in obj: print i # 报错:TypeError: 'Foo' object is not iterable
第一步
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- class Foo(object): def __iter__(self): pass obj = Foo() for i in obj: print i # 报错:TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
第二步
#!/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
第三步

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

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。

print type(obj) # 输出:<class '__main__.Foo'> 表示,obj 对象由Foo类创建 print type(Foo) # 输出:<type 'type'> 表示,Foo类对象由 type 类创建

所以,obj对象是Foo类的一个实例Foo类对象是 type 类的一个实例,即:Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么,创建类就可以有两种方式:

a). 普通方式

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

b).特殊方式(type类的构造函数)

def func(self): print 'hello World' Foo = type('Foo',(object,), {'func': func}) #type第一个参数:类名 #type第二个参数:当前类的基类 #type第三个参数:类的成员

==》 类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了,类默认是由 type 类实例化产生,type类中如何实现的创建类?类又是如何创建对象?

答:类中有一个属性 __metaclass__,其用来表示该类由 谁 来实例化创建,所以,我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类,从而查看 类 创建的过程。

 

原文链接:https://yq.aliyun.com/articles/625088
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