python面向对象(进阶篇)

王朝学院·作者佚名  2016-08-27
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上一篇《Python 面向对象(初级篇)》文章介绍了面向对象基本知识:

面向对象是一种编程方式,此编程方式的实现是基于对类和对象的使用类 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

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classPRovince:#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')printobj.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;classFoo:def__init__(self, name):

self.name=namedeford_func(self):"""定义普通方法,至少有一个self参数"""#print self.nameprint'普通方法'@classmethoddefclass_func(cls):"""定义类方法,至少有一个cls参数"""print'类方法'@staticmethoddefstatic_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()

方法的定义和使用

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 ###############classFoo:deffunc(self):pass#定义属性@propertydefprop(self):pass################ 调用 ###############foo_obj =Foo()

foo_obj.func()

foo_obj.prop#调用属性

属性的定义和使用

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: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 ###############classPager: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@propertydefstart(self):

val= (self.current_page - 1) *self.per_itemsreturnval

@propertydefend(self):

val= self.current_page *self.per_itemsreturnval################ 调用 ###############p= Pager(1)

p.start 就是起始值,即:m

p.end 就是结束值,即:n

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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 ###############classGoods:

@propertydefprice(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

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新式类,具有三种@property装饰器

################ 定义 ###############classGoods(object):

@propertydefprice(self):print'@property'@price.setterdefprice(self, value):print'@price.setter'@price.deleterdefprice(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delobj.price#自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

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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

classGoods(object):def__init__(self):#原价self.original_price = 100#折扣self.discount = 0.8@propertydefprice(self):#实际价格 = 原价 * 折扣new_price = self.original_price *self.discountreturnnew_price

@price.setterdefprice(self, value):

self.original_price=value

@price.deltterdefprice(self, value):delself.original_price

obj=Goods()

obj.price#获取商品价格obj.price = 200#修改商品原价delobj.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

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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classFoo:defget_bar(self):return'wupeiqi'#*必须两个参数defset_bar(self, value):returnreturn'set value'+valuedefdel_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delFoo.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...

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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

classGoods(object):def__init__(self):#原价self.original_price = 100#折扣self.discount = 0.8defget_price(self):#实际价格 = 原价 * 折扣new_price = self.original_price *self.discountreturnnew_pricedefset_price(self, value):

self.original_price=valuedefdel_price(self, value):delself.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delobj.PRICE#删除商品原价

实例

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

classWSGIRequest(http.HttpRequest):def__init__(self, environ):

script_name=get_script_name(environ)

path_info=get_path_info(environ)ifnotpath_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'incontent_params:try:

codecs.lookup(content_params['charset'])exceptLookupError:passelse:

self.encoding= content_params['charset']

self._post_parse_error=Falsetry:

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=Nonedef_get_scheme(self):returnself.environ.get('wsgi.url_scheme')def_get_request(self):

warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or''`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)ifnothasattr(self,'_request'):

self._request=datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)returnself._request

@cached_propertydefGET(self):#The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ,'QUERY_STRING','')returnhttp.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)################ 看这里看这里 ###############def_get_post(self):ifnothasattr(self,'_post'):

self._load_post_and_files()returnself._post################ 看这里看这里 ###############def_set_post(self, post):

self._post=post

@cached_propertydefCOOKIES(self):

raw_cookie= get_str_from_wsgi(self.environ,'HTTP_COOKIE','')returnhttp.parse_cookie(raw_cookie)def_get_files(self):ifnothasattr(self,'_files'):

self._load_post_and_files()returnself._files################ 看这里看这里 ###############POST =property(_get_post, _set_post)

FILES=property(_get_files)

REQUEST= property(_get_request)

Django源码

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;classC:

name="公有静态字段"deffunc(self):printC.nameclassD(C):defshow(self):printC.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

classC:__name="公有静态字段"deffunc(self):printC.__nameclassD(C):defshow(self):printC.__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

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。

classC:def__init__(self):

self.foo="公有字段"deffunc(self):printself.foo#类内部访问classD(C):defshow(self):printself.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

classC:def__init__(self):

self.__foo="私有字段"deffunc(self):printself.foo#类内部访问classD(C):defshow(self):printself.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

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

classFoo:"""描述类信息,这是用于看片的神奇"""deffunc(self):passprintFoo.__doc__#输出:类的描述信息

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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 -*-classC:def__init__(self):

self.name='wupeiqi'

lib/aa.py

fromlib.aaimportC

obj=C()printobj.__module__#输出 lib.aa,即:输出模块printobj.__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。

classFoo:def__init__(self, name):

self.name=name

self.age= 18obj= 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。

classFoo: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()()

classFoo:def__init__(self):passdef__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:

classProvince:

country='China'def__init__(self, name, count):

self.name=name

self.count=countdeffunc(self, *args, **kwargs):print'func'#获取类的成员,即:静态字段、方法、printProvince.__dict__#输出:{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}obj1= Province('HeBei',10000)printobj1.__dict__#获取 对象obj1 的成员#输出:{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}obj2= Province('HeNan', 3888)printobj2.__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。

classFoo:def__str__(self):return'wupeiqi'obj=Foo()printobj#输出:wupeiqi

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8. __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。

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 wupeiqi'

b).特殊方式(type类的构造函数)

def func(self):

print 'hello wupeiqi'

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。

classMyType(type):def__init__(self, what, bases=None, dict=None):

super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)def__call__(self, *args, **kwargs):

obj= self.__new__(self, *args, **kwargs)

self.__init__(obj)classFoo(object):__metaclass__=MyTypedef__init__(self, name):

self.name=namedef__new__(cls, *args, **kwargs):returnobject.__new__(cls, *args, **kwargs)#第一阶段:解释器从上到下执行代码创建Foo类#第二阶段:通过Foo类创建obj对象obj = Foo()

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