python学习之路-8 面向对象之进阶

最新推荐文章于 2024-07-17 00:20:10 发布

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本文深入探讨Python面向对象编程的高级特性，包括封装、继承、多态等核心概念的应用及其实现方式。此外，还详细介绍了类的特殊成员、属性的使用、成员修饰符的作用以及如何实现自定义类型。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

python学习之路-8 面向对象之进阶

上篇内容回顾和补充

面向对象三大特性

封装
继承

多态

在python中没有多态的概念
变量的类型允许为多种数据类型称之为多态

# c#/java中的多态
# 伪代码
def func(int arg):
    print(arg)
func(123)  # 这样调用是没问题的
func("aa")  # 这样是会报错的，因为func接受的参数必须是int类型

那么如果func函数中的arg参数需要接受多种类型的参数，就需要按照下面的代码来搞：
class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

调用的时候：
# arg参数，必须是A类型或A的子类类型
def func(A arg):
    print(arg)

# 下面这三种方式都可以赋值给func函数
# obj = B()
# obj = C()
# obj = A()

func(obj)

面向对象中的成员

字段

静态字段（类变量，多个对象共用一个字段，主要用于对象的变量内容都一样的时候）
普通字段（对象变量）
注意：静态字段在代码加载时就被创建了，而普通字段在类被实例化的时候才会被创建

class Foo:
    CC = 123  # 这个被称为字段（静态字段，属于类）
    
    def __init(self):
        self.name = "aaa"  #这个被称为字段（普通字段，属于对象）

静态字段和普通字段的使用

class Province:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.country = "中国"
    
# 实例化类
hn = Province("河南")
hn = Province("河北")
hn = Province("山东")
# 比如我需要实例化1000个像上面的对象，
每个对象中都会存在一个self.country="中国"的变量，
这样就会造成内存的浪费，这个时候就需要用静态字段来搞,代码如下：

class Province:
    country = "中国"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
# 实例化类
hn = Province("河南")
hn = Province("河北")
hn = Province("山东")
# 这样所有的对象就会共用一个类变量country

普通字段和静态字段的访问规则
- 普通字段只能用对象访问
- 静态字段用类访问（万不得已的时候可以使用对象访问）

方法

普通方法，至少一个self,由对象执行

class Province:
    country = "中国"
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def show(self): # 普通方法，由对象去调用执行（方法属于类）
        print(self.name)
    
# 调用普通方法
p = Province()  # 实例化成一个对象
p.show()   # 调用对象的show方法

静态方法，使用staticmethod装饰器将该方法变为静态方法，由类直接调用执行（也可以用对象执行，轻易不要用）

class Province:
    country = "中国"
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    @staticmethod
    def show(arg1, arg2):   # 静态方法  == 函数，放在这个位置，表示这个静态方法是跟Province类有关的
        print(arg1, arg2)
    
# 执行静态方法
Province.show(111, 222)

类方法，静态方法的特殊形式，使用classmethod装饰器将该方法变为类方法，由类直接调用执行（也可以用对象执行，轻易不要用）

class Province:
    country = "中国"
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    @classmethod
    def show(cls):  # 类方法，由类调用，最少要有一个参数cls，调用的时候这个参数不用传值，自动将类名赋值给cls
        print(cls)
    
# 调用方法
Province.show()

属性

将类中的方法变为一个属性，该属性的调用方法和字段是一样的

# 使用装饰器 property 将一个方法变为属性，在调用改属性的时候不需要加括号调用，代码如下：
    
class Pager:
    """
    计算分页的功能
    """
    
    def __init__(self, all_count):
        self.all_count = all_count
    
    
    @property
    def all_pager(self):
        """
        计算需要分几页,比如以每页10条为例子
        :return:
        """
        a1, a2 = divmod(self.all_count, 10)
        if a2 == 0:
            return a1
        else:
            return a1 + 1
    
p = Pager(101)
ret = p.all_pager
print(ret)

给属性添加赋值、删除功能(第一种方式)

class Pager:
"""
计算分页的功能
"""

def __init__(self, all_count):
    self.all_count = all_count

@property       # 将一个方法变为属性
def all_pager(self):
    """
    计算需要分几页,比如以每页10条为例子
    :return:
    """
    a1, a2 = divmod(self.all_count, 10)
    if a2 == 0:
        return a1
    else:
        return a1 + 1

@all_pager.setter    # 让all_pager属性具有赋值的方法，提供一个关联方式，具体的创建变量的代码还是需要自己去写的
def all_pager(self, value):
    print(value)
    
@all_pager.deleter   # 让all_pager属性具有删除的方法, 将del和这个方法进行关联，具体的删除方法还是需要自己去写的
def all_pager(self):
    print(“del all_pager”)

p = Pager(101)
ret = p.all_pager
print(ret)
    
p.all_pager = "100" # 给属性设置参数，会调用被装饰器@all_pager.setter装饰的方法
del p.all_pager # 删除  会调用被装饰器all_pager.deleter 装饰的方法

给属性添加赋值、删除功能(第二种方式)

class Pager:
    def __init__(self, all_count):
        self.all_count = all_count

    def f1(self):
        return 123

    def f2(self, value):
        pass

    def f3(self):
        pass

    foo = property(fget=f1, fset=f2, fdel=f3)  # 将foo实例化成一个属性，对foo进行调用的时候执行方法f1,对foo方法进行赋值的时候执行方法f2,对foo进行删除的时候调用方法f3

p = Pager(100)
result = p.foo
print(result)

p.foo = "aaa"

del p.foo

成员修饰符

私有，任何私有的东西都不能够在本类外部进行调用

私有字段

私有普通字段只能够在本类中调用，被继承的都不能够被调用

class Foo:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name  # 定义一个私有的普通字段

    def f1(self):
        print(self.__name)

class Bar(Foo):
    def f2(self):
        print(self.__name)   # 调用不到私有普通字段
obj = Foo("aaa")
print(obj.__name)   # 报错，私有字段只能够在本类中的方法进行调用
obj.f1()    # 这个就是正常的

私有静态字段 # 需要将一个方法变成静态方法，在静态方法中调用静态字段，然后在类外面通过调用类的静态方法，就可以访问类中的静态字段了

class Foo:
    __cc = "123"        # 定义一个私有的静态字段

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

    @staticmethod
    def f1():
        print(Foo.__cc)


# print(Foo.__cc) # 这样调用会报错
Foo.f1()  # 这样就可以了

私有方法

私有普通方法

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 定义一个私有的普通字段

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

    def f1(self):
        self.__print()


obj = Foo("aaa")
obj.f1()  # 通过调用类中的公有方法来执行私有方法

私有静态方法

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 定义一个私有的普通字段

    @staticmethod
    def __f2(num):
        print(num)

    @staticmethod
    def f3(num):
        Foo.__f2(num)

Foo.f3(10)

私有属性
使用对象访问私有的字段或方法可以通过obj._类名私有方法调用类中私有的字段和方法

class Foo:

    """
    这是一个测试类
    """

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__age = 10

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

obj = Foo("xx")
print(obj._Foo__age)
obj._Foo__print()

特殊成员

__init__ 构造方法，也叫作初始化方法
__del__ 析构函数垃圾回收
__doc__ 注释对类的一个说明文档

class Foo:

    """
    这是一个测试类
    """

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

obj = Foo("xx")
print(obj.__doc__)

# 输出
    这是一个测试类

__class__ 返回该对象属于哪个类使用方法：对象.__class__

class Foo:

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

obj = Foo("xx")
print(obj.__class__)

# 输出
<class '__main__.Foo'>  # 表示本模块中的Foo类

__call__ 执行对象() 会调用__call__方法

class Foo:

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

    def __call__(self):
        print("__call__", self.name)

obj = Foo("xx")
obj()

__str__ 直接print对象的时候会调用__str__方法，并且会将__str__方法的返回值赋值给obj进行输出

class Foo:

    """
    这是一个测试类
    """

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

    def __str__(self):
        return self.name

obj = Foo("xx")
print(obj)

# 输出
xx

__add__
__dict__

class Foo:

    """
    这是一个测试类
    """

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

obj1 = Foo("aaa", 100)
obj2 = Foo("bbb", 101)

ret = obj1.__dict__
print(ret)

# 输出
{'_Foo__age': 100, 'name': 'aaa'}

__getitem__ 对字典通过key取值和列表通过切片取值底层的实现

字典通过key取值

class Foo:

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

    def __getitem__(self, item):
        print(item)


obj1 = Foo("aaa", 100)

obj1["xxx"]   # 会调用对象obj1的__getitem__方法 中括号内的参数赋值给item
obj1[1:2]

# 输出
xxx
slice(1, 2, None)   # slice是一个类

列表通过切片取值


class Foo:

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

    def __getitem__(self, item):
        print(type(item))
        print(item)
        print(item.start)
        print(item.stop)
        print(item.step)

obj1 = Foo("aaa", 100)
obj1[1:20:2]

# 输出
<class 'slice'>
slice(1, 20, 2)
1
20
2

__setitem__ 对字典通过key设置值和列表通过切片设置值底层的实现

字典通过key设置值

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

    def __getitem__(self, item):
        print(type(item))
        print(item)
        print(item.start)
        print(item.stop)
        print(item.step)

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

    def __delitem__(self, key):
        print("del", key)

obj1 = Foo("aaa", 100)
obj1["key"] = "value"

# 输出
key value

列表通过切片设置值

class Foo:

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

    def __getitem__(self, item):
        print(type(item))
        print(item)
        print(item.start)
        print(item.stop)
        print(item.step)

    def __setitem__(self, key, value):
        print(key, value)
        print(key.start)
        print(key.stop)
        print(key.step)

    def __delitem__(self, key):
        print("del", key)

obj1 = Foo("aaa", 100)
obj1[1:20] = [1, 2, 3]

# 输出
slice(1, 20, None) [1, 2, 3]
1
20
None

__delitem__ 删除字典指定的key和列表指定的切片范围底层的实现方法

删除字典指定的key

class Foo:

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

def __getitem__(self, item):
    print(type(item))
    print(item)
    print(item.start)
    print(item.stop)
    print(item.step)

def __setitem__(self, key, value):
    print(key, value)
    print(key.start)
    print(key.stop)
    print(key.step)

def __delitem__(self, key):
    print("del", key)

obj1 = Foo("aaa", 100)
del obj1["aaa"]

# 输出
del aaa

删除列表指定的切片范围

class Foo:

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

def __getitem__(self, item):
    print(type(item))
    print(item)
    print(item.start)
    print(item.stop)
    print(item.step)

def __setitem__(self, key, value):
    print(key, value)
    print(key.start)
    print(key.stop)
    print(key.step)

def __delitem__(self, key):
    print("del", key)
    print(key.start)
    print(key.stop)
    print(key.step)

obj1 = Foo("aaa", 100)
del obj1[1:20]

# 输出
del slice(1, 20, None)
1
20
None

__iter__ 含有该方法，对象就可以被迭代了，默认不可迭代

class Foo:

    def __iter__(self):
        yield 1
        yield 2

obj = Foo()
for item in obj:
    print(item)

面向对象其他

isinstance 查看对象是否是类和该类父类的实例


class Foo:
    pass

obj = Foo()

ret = isinstance(obj, Foo)
print(ret)

# 输出
True

issubclass 查看前者是否是后者的子类

class Foo:
    pass


class Bar(Foo):
    pass


ret = issubclass(Bar, Foo)
print(ret)

# 输出
Trues

执行父类的方法，在父类方法的基础之上再添加自己的内容

class Foo:

    def f1(self):
        print("Foo.f1")


class Bar(Foo):

    def f1(self):
        # 主动执行父类的f1方法
        super(Bar, self).f1()
        print("哈哈哈")

obj = Bar()
obj.f1()

# 输出
Foo.f1
哈哈哈

应用

自定义类型，对字典进行补充 --> 有序字典

class MyDict(dict):

def __init__(self):
    self.li = []
    super(MyDict, self).__init__()   # 执行父类的__init__方法

def __setitem__(self, key, value):
    self.li.append(key)
    super(MyDict, self).__setitem__(key, value) # 执行父类的__setitem__方法

def __str__(self):
    temp_list = []
    for key in self.li:
        value = self.get(key)
        temp_list.append("'%s': %s" % (key, value,))

    temp_str = "{" + ",".join(temp_list) + "}"
    return temp_str

obj = MyDict()
obj["k1"] = 123    # 调用obj的__setitem__方法
obj["k2"] = 456
print(obj)  # 调用obj的__str__方法

异常处理

try except
else 如果无异常，则执行
finally 不管是否有异常，都执行
raise 主动触发异常
assert 断言条件成立不报错，反之报错

设计模式之单例模式

单例模式就是一个类只能创建一个实例化对象


class Foo:
    instance = None

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

    @classmethod
    def get_instance(cls):
        if cls.instance:
            return cls.instance
        else:
            obj = cls("aaa")
            cls.instance = obj
            return obj

obj1 = Foo.get_instance()
print(obj1)

obj2 = Foo.get_instance()
print(obj2)

# 输出
<__main__.Foo object at 0x1007f9550>
<__main__.Foo object at 0x1007f9550>

posted on 2016-06-26 10:46 奋斗中的码农阅读(...) 评论(...) 编辑收藏