面向对象总结

最新推荐文章于 2022-09-07 20:00:18 发布

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#python #class #类 #元类 #面向对象

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动态添加属性：

动态添加属性，就是这个属性不是在类定义的时候添加的，而是在程序运行过程中添加的，动态添加属性有两种方法，第一个是直接通过对象名.属性名，第二个是通过setattr添加：

第一种：使用对象名.属性名添加，示例如下：

p.age = 18

第二种：使用setattr函数添加，示例如下：

 if not hasattr(p,'age'):
     setattr(p,'age',18)

hasattr是用来判断一个对象是否有某个属性，而setattr是用来给某个对象添加属性，并且指定这个属性的值。getattr是用来访问这个对象的某个属性，并且如果这个属性不存在的时候，可以指定一个默认值。

动态添加方法

动态添加实例方法：

动态添加方法，意思是方法不是在类定义的时候添加的。而是创建完这个对象后，在运行的时候添加的。如果想要在运行的时候添加方法，这时候就应该使用到types.MethodType这个方法了，示例代码如下：

import types
class Person(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name

def run(self):
    print('%s在奔跑' % self.name)

p1 = Person('p1')
p1.run = types.MethodType(run,p1)

p1.run()

其中types.MethodType的第一个参数是这个函数本身，第二个参数是在调用run这个函数的时候，传给run方法的第一个参数。

动态添加类方法：

添加类方法，是把这个方法添加给类。因此添加类方法的时候不是给对象添加，而是给类添加。并且添加类方法的时候不需要使用types.MethodType，直接将这个函数赋值给类就可以了，但是需要使用classmethod装饰器将这个方法设置为一个类方法。示例代码如下：

import types

class Person(object):
    country = 'china'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

@classmethod
def run(cls):
    print('%s在奔跑' % cls.country)

Person.run = run
Person.run()

动态添加静态方法:

添加静态方法，是把这个方法添加给类。因此也是直接给类添加的，并且使用staticmethod这个装饰器。示例方法如下：

import types

class Person(object):
    country = 'china'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

@staticmethod
def run():
    print('在奔跑')

Person.run = run
Person.run()

动态删除属性和方法：

del 对象.属性名
delattr(对象,“属性名”)

slots魔术变量：

有时候我们想指定某个类的对象，只能使用我指定的这些属性，不能随便添加其他的属性，那么这时候就可以使用__slots__魔术变量。这个魔术变量是一个列表或者一个元组，里面存放属性的名字，以后在对象外面，就只能添加这个魔术变量中指定的属性，不能添加其他属性，示例代码如下：

class Person(object):
    __slots__ = ('name','age')
    def __init__(self,name):
        self.name = name

p = Person('zhouxin')
setattr(p,'height',170)
# 报错

元类

类也是对象

Python中的类在大多数编程语言中，类就是一组用来描述如何生成一个对象的代码段。

>>> class ObjectCreator(object):
…       pass
…
>>> my_object = ObjectCreator()
>>> print my_object
<__main__.ObjectCreator object at 0x8974f2c>

但是，Python中的类还远不止如此。类同样也是一种对象。
只要使用关键字class，Python解释器在执行的时候就会创建一个对象。
下面的代码段：

>>> class ObjectCreator(object):
…       pass
…

将在内存中创建一个对象，名字就是ObjectCreator。这个对象（类）自身拥有创建对象（类实例）的能力，而这就是为什么它是一个类的原因。但是，它的本质仍然是一个对象，于是乎你可以对它做如下的操作：

将它赋值给一个变量
拷贝它
为它增加属性
将它作为函数参数进行传递

下面是示例：

>>> print ObjectCreator     # 打印一个类，因为它其实是一个对象
<class '__main__.ObjectCreator'>
>>> def echo(o):
…       print o
…
>>> echo(ObjectCreator)                 # 将类做为参数传给函数
<class '__main__.ObjectCreator'>
>>> print hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute') 
Fasle
>>> ObjectCreator.new_attribute = 'foo' #  为类增加属性
>>> print hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute')
True
>>> print ObjectCreator.new_attribute
foo
>>> ObjectCreatorMirror = ObjectCreator # 将类赋值给一个变量
>>> print ObjectCreatorMirror()
<__main__.ObjectCreator object at 0x8997b4c>

动态地创建类：

因为类也是对象，在运行时动态的创建它们，就像其他任何对象一样。首先，在函数中创建类，使用class关键字即可。

>>> def choose_class(name):
…       if name == 'foo':
…           class Foo(object):
…               pass
…           return Foo     # 返回的是类，不是类的实例
…       else:
…           class Bar(object):
…               pass
…           return Bar
…
>>> MyClass = choose_class('foo')
>>> print MyClass              # 函数返回的是类，不是类的实例
<class '__main__'.Foo>
>>> print MyClass()            # 你可以通过这个类创建类实例，也就是对象
<__main__.Foo object at 0x89c6d4c>

但这还不够动态，因为仍然需要自己编写整个类的代码。由于类也是对象，所以它们必须是通过什么东西来生成的才对。当你使用class关键字时，Python解释器自动创建这个对象。但就和Python中的大多数事情一样，Python仍然提供给你手动处理的方法。还记得内建函数type吗？这个古老但强大的函数能够让你知道一个对象的类型是什么，就像这样：

>>> print type(1)
<type 'int'>
>>> print type("1")
<type 'str'>
>>> print type(ObjectCreator)
<type 'type'>
>>> print type(ObjectCreator())
<class '__main__.ObjectCreator'>

这里，type有一种完全不同的能力，它也能动态的创建类。type可以接受一个类的描述作为参数，然后返回一个类。（根据传入参数的不同，同一个函数拥有两种完全不同的用法是一件很傻的事情，但这在Python中是为了保持向后兼容性）

type可以像这样工作：

type(类名, 父类的元组（针对继承的情况，可以为空），包含属性的字典（名称和值）)

比如下面的代码：

>>> class MyShinyClass(object):
…       pass

可以手动像这样创建：

>>> MyShinyClass = type('MyShinyClass', (), {})  # 返回一个类对象
>>> print MyShinyClass
<class '__main__.MyShinyClass'>
>>> print MyShinyClass()  #  创建一个该类的实例
<__main__.MyShinyClass object at 0x8997cec>

会发现使MyShinyClas作为类名，并且也可以把它当做一个变量来作为类的引用。类和变量是不同的，这里没有任何理由把事情弄的复杂。
type接受一个字典来为类定义属性，因此：

>>> class Foo(object):
…       bar = True

可以翻译为：

>>> Foo = type('Foo', (), {'bar':True})

并且可以将Foo当成一个普通的类一样使用：

>>> print Foo
<class '__main__.Foo'>
>>> print Foo.bar
True
>>> f = Foo()
>>> print f
<__main__.Foo object at 0x8a9b84c>
>>> print f.bar
True

当然，可以向这个类继承，所以，如下的代码：

>>> class FooChild(Foo):
…       pass

就可以写成：

>>> FooChild = type('FooChild', (Foo,),{})
>>> print FooChild
<class '__main__.FooChild'>
>>> print FooChild.bar   # bar属性是由Foo继承而来
True

最终会希望为类增加方法。只需要定义一个有着恰当签名的函数并将其作为属性赋值就可以了。

到底什么是元类

元类就是用来创建类的“东西”。创建类就是为了创建类的实例对象。但是知道到了Python中的类也是对象。好吧，元类就是用来创建这些类（对象）的，元类就是类的类，可以这样理解：

MyClass = MetaClass()
MyObject = MyClass()

已经看到了type可以这样做：

MyClass = type('MyClass', (), {})

这是因为函数type实际上是一个元类。type就是Python在背后用来创建所有类的元类。现在想知道那为什么type会全部采用小写形式而不是Type呢？我猜这是为了和str保持一致性，str是用来创建字符串对象的类，而int是用来创建整数对象的类。type就是创建类对象的类。你可以通过检查__class__属性来看到这一点。Python中所有的东西，注意，我是指所有的东西——都是对象。这包括整数、字符串、函数以及类。它们全部都是对象，而且它们都是从一个类创建而来。

>>> age = 35
>>> age.__class__
<type 'int'>
>>> name = 'bob'
>>> name.__class__
<type 'str'>
>>> def foo(): pass
>>>foo.__class__
<type 'function'>
>>> class Bar(object): pass
>>> b = Bar()
>>> b.__class__
<class '__main__.Bar'>

现在，对于任何一个__class__的__class__属性又是什么呢？

>>> a.__class__.__class__
<type 'type'>
>>> age.__class__.__class__
<type 'type'>
>>> foo.__class__.__class__
<type 'type'>
>>> b.__class__.__class__
<type 'type'>

因此，元类就是创建类这种对象的东西。如果你喜欢的话，可以把元类称为“类工厂”， type就是Python的内建元类，当然了，你也可以创建自己的元类。

metaclass属性：

你可以在写一个类的时候为其添加__metaclass__属性。

class Foo(object):
    __metaclass__ = something…
[…]

如果你这么做了，Python就会用元类来创建类Foo。小心点，这里面有些技巧。你首先写下class Foo(object)，但是类对象Foo还没有在内存中创建。Python会在类的定义中寻找metaclass属性，如果找到了，Python就会用它来创建类Foo，如果没有找到，就会用内建的type来创建这个类。把下面这段话反复读几次。当你写如下代码时：

class Foo(Bar):
    pass

Python做了如下的操作：

Foo中有__metaclass__这个属性吗？如果有，Python会在内存中通过__metaclass__创建一个名字为Foo的类对象（我说的是类对象，请紧跟我的思路）。如果Python没有找到__metaclass__，它会继续在Bar（父类）中寻找__metaclass__属性，并尝试做和前面同样的操作。如果Python在任何父类中都找不到__metaclass__，它就会在模块层次中去寻找__metaclass__，并尝试做同样的操作。如果还是找不到__metaclass__,Python就会用内置的type来创建这个类对象。

现在的问题就是，你可以在__metaclass__中放置些什么代码呢？答案就是：可以创建一个类的东西。那么什么可以用来创建一个类呢？type，或者任何使用到type或者子类化type的东西都可以。

自定义元类：

元类的主要目的就是为了当创建类时能够自动地改变类。通常，你会为API做这样的事情，你希望可以创建符合当前上下文的类。假想一个很傻的例子，你决定在你的模块里所有的类的属性都应该是大写形式。有好几种方法可以办到，但其中一种就是通过在模块级别设定__metaclass__。采用这种方法，这个模块中的所有类都会通过这个元类来创建，我们只需要告诉元类把所有的属性都改成大写形式就万事大吉了。

幸运的是，__metaclass__实际上可以被任意调用，以下代码自定义元类：

用函数的形式：

# 元类会自动将你通常传给‘type’的参数作为自己的参数传入
def upper_attr(future_class_name, future_class_parents, future_class_attr):
    '''返回一个类对象，将属性都转为大写形式'''
    #  选择所有不以'__'开头的属性
    attrs = ((name, value) for name, value in future_class_attr.items() if not name.startswith('__'))
    # 将它们转为大写形式
    uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)

    # 通过'type'来做类对象的创建
    return type(future_class_name, future_class_parents, uppercase_attr)

class Foo(object):
    __metaclass__ = upper_attr
    bar = 'bip'

类的形式：

class UpperAttrMetaclass(type):
      def __new__(cls, name, bases, dct):
          attrs = ((name, value) for name, value in dct.items() if not name.startswith('__'))
          uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)
          return super(UpperAttrMetaclass, cls).__new__(cls, name, bases, uppercase_attr)