python小白-day7 面向对象高级部分

时间：2016-03-01 22:32:47 阅读：384 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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python 面向对象（进阶篇）

本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员以及类的反射。

类的成员

类的成员可以分为三大类：字段、方法和属性

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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

#!/usr/bin/env python
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(‘河北省‘)
print(obj.name)
 
# 直接访问静态字段
print(Province.country)

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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：

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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；

#!/usr/bin/env python
class Foo:
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def ord_func(self):
        """ 定义普通方法，至少有一个self参数 """
 
        # print self.name
        print(‘普通方法‘)
 
    @classmethod
    def class_func(cls):
        """ 定义类方法，至少有一个cls参数 """
 
        print(‘类方法‘)
 
    @staticmethod
    def static_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(‘hetan‘)
f.ord_func()
 
# 调用类方法
Foo.class_func()
 
# 调用静态方法
Foo.static_func()

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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 ###############
class Foo:
 
    def func(self):
        pass
 
    # 定义属性
    @property
    def prop(self):
        pass
# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()
 
foo_obj.func()
foo_obj.prop   #调用属性

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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 ###############
class Pager:
 
    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
 
 
    @property
    def start(self):
        val = (self.current_page - 1) * self.per_items
        return val
 
    @property
    def end(self):
        val = self.current_page * self.per_items
        return val
 
# ############### 调用 ###############
 
p = Pager(1)
print(p.start) #就是起始值，即：m
print(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 ###############    
class Goods:
 
    @property
    def price(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

新式类，具有三种@property装饰器

# ############### 定义 ###############
class Goods(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 = Goods()
 
print(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

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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

class Goods(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):
        del self.original_price
 
obj = Goods()
print(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

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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

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

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 Goods(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):
        del self.original_price
 
    PRICE = property(get_price, set_price, del_price, ‘价格属性描述...‘)
 
obj = Goods()
print(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

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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

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

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

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

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，这是用于看片的神奇 """
 
    def func(self):
        pass
 
print（Foo.__doc__）
#输出：类的描述信息

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 = ‘wupeiqi‘

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

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

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

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：

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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：{‘country‘: ‘China‘, ‘__module__‘: ‘__main__‘, ‘func‘: <function func at 0x10be30f50>, ‘__init__‘: <function __init__ at 0x10be30ed8>, ‘__doc__‘: None}
 
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. __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

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。

class MyType(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)
 
class Foo(object):
 
    __metaclass__ = MyType
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__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()

类的反射

有时候我们会碰到这样的需求，需要执行对象的某个方法，或是需要对对象的某个字段赋值，而方法名或是字段名在编码代码时并不能确定，需要通过参数传递字符串的形式输入。举个具体的例子：当我们需要实现一个通用的DBM框架时，可能需要对数据对象的字段赋值，但我们无法预知用到这个框架的数据对象都有些什么字段，换言之，我们在写框架的时候需要通过某种机制访问未知的属性。

这个机制被称为反射（反过来让对象告诉我们他是什么），或是自省（让对象自己告诉我们他是什么，好吧我承认括号里是我瞎掰的- -#），用于实现在运行时获取未知对象的信息。反射是个很吓唬人的名词，听起来高深莫测，在一般的编程语言里反射相对其他概念来说稍显复杂，一般来说都是作为高级主题来讲；但在Python中反射非常简单，用起来几乎感觉不到与其他的代码有区别，使用反射获取到的函数和方法可以像平常一样加上括号直接调用，获取到类后可以直接构造实例；不过获取到的字段不能直接赋值，因为拿到的其实是另一个指向同一个地方的引用，赋值只能改变当前的这个引用而已。

一、访问对象属性

以下列出了几个内建方法，可以用来检查或是访问对象的属性。这些方法可以用于任意对象而不仅仅是例子中的Cat实例对象；Python中一切都是对象。

#!/usr/bin/env python
#_*_coding:utf-8_*_
class Cat(object): # 类，Cat指向这个类对象
    def __init__(self, name=‘kitty‘):
        self.name = name
    def sayHi(self): #  实例方法，sayHi指向这个方法对象，使用类或实例.sayHi访问
        print(self.name, ‘says Hi!‘) # 访问名为name的字段，使用实例.name访问
cat = Cat(‘kitty‘)
 
print(cat.name) # 访问实例属性
cat.sayHi() # 调用实例方法
 
print(dir(cat)) # 获取实例的属性名，以列表形式返回
if hasattr(cat, ‘name‘): # 检查实例是否有这个属性
    setattr(cat, ‘name‘, ‘tiger‘) # same as: a.name = ‘tiger‘
print(getattr(cat, ‘name‘)) # same as: print a.name
 
getattr(cat, ‘sayHi‘)() # same as: cat.sayHi()

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dir([obj]):
调用这个方法将返回包含obj大多数属性名的列表（会有一些特殊的属性不包含在内）。obj的默认值是当前的模块对象。
hasattr(obj, attr):
这个方法用于检查obj是否有一个名为attr的值的属性，返回一个布尔值。
getattr(obj, attr):
调用这个方法将返回obj中名为attr值的属性的值，例如如果attr为‘bar‘，则返回obj.bar。
setattr(obj, attr, val):
调用这个方法将给obj的名为attr的值的属性赋值为val。例如如果attr为‘bar‘，则相当于obj.bar = val。
delattr(obj,attr):
删除obj名为attr的属性。

import sys
class WebServer(object):
    def __init__(self,host,port):    # 构造host和port
        self.host = host
        self.port = port
    def start(self):
        print("Server is starting...")
    def stop(self):
        print("Server is stopping...")
    def restart(self):
       self.stop()
       self.start()
def test_run(self,name):
    print("running...",name,self.host)
if __name__ == "__main__":
    server = WebServer(‘localhost‘,333)
    server2 = WebServer(‘localhost‘,333)
    #print(sys.argv[1])
    if hasattr(server,sys.argv[1]):   #server内是否含有sys.argv[1]方法，返回布尔值
        func = getattr(server,sys.argv[1]) #获取server.sys.argv[1] 内存地址
        func() #运行server.sys.argv[1]
 
    setattr(server,‘run‘,test_run)  #将一个类外面的函数关联到对象中
    server.run(server,‘hetan‘)      
    delattr(WebServer,‘start‘)     #删除WebServer类中的start方法
    server.restart()

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来自为知笔记(Wiz)

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