7.29 多态和类的内置方法

一。多态

　　在现实生活中，多态也会体现。如对于水这种物质，有固态：冰，液态：常态，气态：水蒸气，

　　在程序中，其官方定义是：多个不同对象可以相应同一方法，产生不同的结果。

　　而在python中，多态不是一个特殊的语法，而是一种关系，一种特性，举例：

class A:
    def work(self):
        print('I am working in A')

    def name(self):
        print('i am A')

class B:
    def work(self):
        print('I am working in B')

    def name(self):
        print('i am B')

class C:
    def work(self):
        print('I am working in C')

    def name(self):
        print('i am C')

a=A()
b=B()
c=C()
def toge(obj):
    obj.work()

toge(a)
toge(b)
toge(c)
#I am working in A
#I am working in B
#I am working in C

　　上述代码中分别制造了ABC三个类，这三个类都有不同 的特征，也有相同的特征work，可以通过多态，统一管理其中的work使之工作而保留其他的特性。

　　这种方法在接口中有所体现是，所以除了上述的鸭子类型以外也可以使用接口和抽象类来使用多态。

　　如果不是这种特性，需要分别对ab三个对象编写其对应的方法。

二。相关内置对象

　　1.isinstance

　　作用：判断某个对象是否是某个类的实例：isinstance(对象,类)

　　这种方法也可以判断某个数据是否是某个类型isinstance(数据,类型)

class Person:
    def work(self):
        print('i am working ')

class book:
    def write(self):
        print('i can write')

def working(oop):
    if isinstance(oop,Person):
        oop.work()
    else:
        print('you are not Person')

ab=Person()
ac=book()
working(ab)
working(ac)
#i am working 
#you are not Person

　　当一个对象不具有某个特点时，可以使用isinstance来判断是否可以执行该函数，使程序不会报错，因为可以不执行不存在的方法。

　　除此之外，isinstance还可以判断某个数据是不是某个数据类型：

def add(a,b):
    if isinstance(a,int) and isinstance(b,int):
        return a+b
    else:
        return '不是整型'

print(add(2,44))
print(add('asd',2))
#46
#不是整型

　　2.issubclass(子类，父类)

　　作用，判断一个子类是不是某个父类的子类。

class Father:
    def name(self):
        print('i am father')

class Son(Father):
    def name(self):
        print('i am son')

class Wang:
    def name(self):
        print('i am wang ')

def test1(oop):
    if issubclass(type(oop),Father):
        oop.name()
    else:
        print('you are not my son')

s1=Son()
w1=Wang()
test1(s1)
test1(w1)
#i am son
#you are not my son

三。魔法函数

　　这类方法一般都放在类中使用。

　　1.__str__

　　该方法是在对象被转化为字符串时触发，而对象本来是一种对象形式：

<__main__.Person object at 0x00000288BDA380B8>

　　而这种方法显然是没有什么意义的，但是对于print的原理就是先将任何数据转化成字符串形式打印出来，所以，如果定义了该方法之后就可以直接打印该对象。

　　在__str__方法中可以传入对象参数，规定打印格式，如：

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

    def __str__(self):
        return '名字是%s,年龄是%s'%(self.name,self.age)

p1=Person('lzx',18)
print(p1)
#名字是lzx,年龄是18

　　2.__del__

　　该方法是在对象被删除时，执行该方法：

class Person2:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def __del__(self):
        print('i am del')

a=Person2('lzx',123)
del a
print('over')
#i am del
#over

　　当执行del a与据说是，会打印iam del

　　但是如果不执行del a 语句，程序会自动结束，垃圾回收机制会自动将不用的对象进行回收删除，所以即使不写这句话，在最后也会执行语句。

　　简易文件处理:

class File1:
    def __init__(self,file):
        self.file=open(file,'r',encoding='utf-8')

    def read(self):
        return self.file.read()

    def __del__(self):
        self.file.close()
        print('over')

ab=File1('test.py')
print(ab.read())

　　在对象结束时自动关闭对文件的操作。

　　3.__call__

　　当对象被调用时，执行该函数，调用就是对象名+()

class Test2:
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('666')

ba=Test2()
ba()
#666

　　4.__slots__

　　该属性是一个类属性，在类中使用，用于内存优化，当一个类定义了__slots__后，会使得类中的名称空间不被创建，类中只能创建slots中所用有的名称属性，不能多也不能少，这样就能减少内存开销的效果。

　　__slots__=['','']

class Person:

    __slots__ = ["name"]
    def __init__(self,name):
        self.name = name

p =  Person("jck")

# 查看内存占用
# print(sys.getsizeof(p))
# p.age = 20 # 无法添加

# dict 没有了
print(p.__dict__)

　　注意，这时候的Person中的__dict__已经不存在了。

　　5.getattr setattr delattr

　　getattr 用点访问属性的时如果属性不存在时执行

　　setattr 用点设置属性时

　　delattr 用del 对象.属性 删除属性时 执行

class Test3:
    def __getattr__(self, item):
        print('__getattr__')
        return 1

    def __setattr__(self, key, value):
        print('__setattr__')
        self.__dict__[key]=value

    def __delattr__(self, item):
        print('__delattr__')
        self.__dict__.pop(item)

abc=Test3()
print(abc.name)
abc.name='123'
print(abc.name)
del abc.name
print(abc.name)
#__getattr__
#1
#__setattr__
#123
#__delattr__
#__getattr__
#1

　　首先，除了使用super继承父类的方法运行程序实现功能之外，对于setattr的基本原理就是将键值添加至名称空间的字典__dict__里，在设置属性时调用。而删除也是将名称空间字典中的键值弹出，顺便执行该函数语句。

　　而getattr，当可以通过点获取该值时，就返回该值，当没有找到该值时就返回return中的值

　　getattribute

　　当类中有getattribute方法时，获取值前会优先执行该函数，如果获取到了属性，就会返回其值，如果没有找到，就会调用getattr方法。

class Test3:
    def __getattr__(self, item):
        print('__getattr__')
        return 1

    def __getattribute__(self, item):
        print('__getattribute__')
        return super().__getattribute__(item)


abc1=Test3()
# abc1.name=123
print(abc1.name)
#__getattribute__
#__getattr__
#1

　　6.getitem,setitem,delitem

　　当类中有上述发方法，使用[]获取其值时，会触发该函数。

class Test4:
    def __getitem__(self, item):
        print('__getitem__')
        return self.__dict__[item]

    def __setitem__(self, key, value):
        print('__setitem__')
        self.__dict__[key]=value

    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__')
        del self.__dict__[key]

abc4=Test4()
abc4['name']=22
print(abc4['name'])
del abc4['name']
print(abc4['name'])
#__setitem__
#__getitem__
#22
#__delitem__

　　了解即可。

　　例：让一个对象既支持点取值，又支持[]取值：

class MyDict(dict):

     def __getattr__(self, key):
         return self.get(key)
    
     def __setattr__(self, key, value):
         self[key] = value
    
     def __delattr__(self, item):
         del self[item]

　　在该类中，首先继承了dict类的方法，使得对象可以用于字典的属性，再对其点操作进行返回值。

　　7.运算符重载（__gt__,__lt__,__eq__）

　　gt是在对象之间进行比较大时，运行该函数

　　lt是在对象之间进行比较小时，运行该函数

　　eq是在对象之间进行比较等于时，运行该函数

　　本来对象之间是不支持运算符比较 的（等于可以比较）

class Test6:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

a=Test6('lzx',6)
b=Test6('zzp',3)
print(a>b)
#报错

　　进行等于比较时也是比较两个对象是否相同。

　　而使用gt或者lt就可以实现对象之间的属性值的比较：

class Test6:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def __gt__(self, other):
        if self.age>other.age:
            return True
        return False

    def __lt__(self, other):
        if self.age<other.age:
            return False
        return True

    def __eq__(self, other):
        if self.age==other.age:
            return 123
        return 321

a=Test6('lzx',6)
b=Test6('zzp',3)
print(a<b)
print(a==b)
#True
#321

　　当然，在gt和lt之间只需要使用一个就够了。符号如果不同 解释器会自动交换两个对象的位置。

四。迭代器

　　要使一个类或对象，成为一个迭代器，需要在其定义两个方法：__item__和__next__。

class Dd:
    def __init__(self,max):
        self.max=max
        self.count=0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.count<self.max:
            self.count+=1
            return self.count
        else:
            raise StopIteration

for i in Dd(10):
    print(i)

　　Dd就使一个迭代器，Dd的作用就是输入1-10的数，当调用该类时，执行next中的语句，使用StopItIreration进行异常抛出，停止程序，防止死循环的出现。

　　利用这个可以模仿range函数：

class Myrange:
    def __init__(self,min1,max1,step=1):
        self.min1=min1-1
        self.max1=max1-1
        self.step=step

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.min1<self.max1:
            self.min1+=self.step
            return self.min1
        else:
            raise StopIteration

for i in Myrange(0,10,2):
    print(i)

　　如上，range满足左开右闭原则，而步长step默认为1，即使不传也没关系，不同点在于必须要传入起始数字。

　　所以，可以把具有__iter__,__next__两个方法的类看作一个迭代器。

五。上下文操作

　　上下文操作其实早有应用，像文件的打开与写入就是上下文操作，在使用with操作文件时会获取一个文件句柄，对句柄进行操作，即使后来忘记关闭对文件的链接，最后程序也会自动帮你关闭，其原理 就是在open类中的exit函数帮你关闭文件。

　　当执行with语句时，会先执行enter语句，如果运行正常，则运行exit语句，当enter运行过程中出现异常，则会立即运行exit语句，并传入异常信息。

class Text7:
    def __init__(self,file):
        self.file=file

    def __enter__(self):
        print('enter===')
        self.f=open(self.file)
        return self.f

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print('exit===')
        print(exc_type, exc_val, exc_tb)
        self.f.close()

with Text7('test.py') as m:
    print(m.read())

　　Text7就是一个低配的open操作，其中：

　　enter将文件句柄作为返回值给类。

　　在exit中exc_type, exc_val, exc_tb，三个参数就是返回其异常信息（包含错误的类型.错误的信息.错误的追踪信息）。

　　小知识：exit也有返回值，返回的是一个布尔值（True，False），当程序正常运行结束时，没有太大影响，

　　　　　　当程序出现异常时，如果返回值是true时，异常会被处理，如果返回的时False。异常会被保留。