python之面向对象编程二
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 静态字段属于类 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； 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 View Code 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 View Code 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 View Code 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__ View Code 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'} View Code 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 View Code 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__ View Code 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__ View Code 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。
