zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 转:Python3 面向对象,较为深入的两个理解

    一,

    1. 类的声明和创建

    对于 Python 函数来说,声明与定义类没什么区别,因为他们是同时进行的,定义(类体)紧跟在声明(含 class 关键字的头行[header line])和可选(但总是推荐使用)的文档字符串后面。同时,所有的方法也必须同时被定义。

    请注意 Python 并不支持纯虚函数(像 C++)或者抽象方法(如在 JAVA 中),这些都强制程序员在子类中定义方法。作为替代方法,你可以简单地在基类方法中引发 NotImplementedError 异常,这样可以获得类似的效果。
    2. 有关类的属性
    (1)查看类的属性

    要知道一个类有哪些属性,有两种方法。最简单的是使用 dir()内建函数(也可以查看实例属性)。另外是通过访问类的字典属性__dict__,这是所有类都具备的特殊属性之一。
    python

    >>> class HaHa:
            """Haha to you!"""
            variable1 = "Good"
            variable2 = "Nice"
            def change(self):
                self.variable1 = "Bad"

    >>> dir(HaHa)
    ['__doc__', '__module__', 'change', 'variable1', 'variable2']
    >>> HaHa.__dict__
    {'variable1': 'Good', '__module__': '__main__', 'variable2': 'Nice', '__doc__': 'Haha to you!', 'change': <function change at 0x02A9A930>}

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9
        10
        11

    dir()返回的仅是对象的属性的一个名字列表, 而__dict__返回的是一个字典,它的键(keys)是属性名,键值(values)是相应的属性对象的数据值。
    (2)类的特殊属性

    C.__name__      类C的名字(字符串)
    C.__doc__       类C的文档字符串
    C.__bases__     类C的所有父类构成的元组
    C.__dict__      类C的属性
    C.__module__    类C定义所在的模块(1.5 版本新增)
    C.__class__     实例C对应的类(仅新式类中)

        1
        2
        3
        4
        5
        6

    3. 对象
    (1)Understanding __new__ and __init__

    Understanding __new__ and __init__
    (2)__del__()方法

    有一个相应的特殊解构器(destructor)方法名为__del__()。然而,由于 Python 具有垃圾对象回收机制(靠引用计数),这个函数要直到该实例对象所有的引用都被清除掉后才会执行。
    Python 中的解构器是在实例释放前提供特殊处理功能的方法,它们通常没有被实现,因为实例很少被显式释放。

    要注意,解构器只能被调用一次,一旦引用计数为 0,则对象就被清除了。

    总结:

        不要忘记首先调用父类的__del__()。
        调用 del x 不表示调用了 x.__del__() —–它仅仅是减少 x 的引用计数。
        如果你有一个循环引用或其它的原因,让一个实例的引用逗留不去, 该对象的__del__()可能永远不会被执行。
        __del__()未捕获的异常会被忽略掉 (因为一些在__del__()用到的变量或许已经被删除了)。
        不要在__del__()中干与实例没任何关系的事情。
        除非你知道你正在干什么,否则不要去实现__del__()。
        如果你定义了__del__(),并且实例是某个循环的一部分,垃圾回收器将不会终止这个循环——你需要自已显式调用 del。

    (3)跟踪对象

    Python 没有提供任何内部机制来跟踪一个类有多少个实例被创建了,或者记录这些实例是些什么东西。如果需要这些功能,你可以显式加入一些代码到类定义或者__init__()和__del__()中去。最好的方式是使用一个静态成员来记录实例的个数。 靠保存它们的引用来跟踪实例对象是很危险的,因为你必须合理管理这些引用,不然,你的引用可能没办法释放(因为还有其它的引用)!

    class InstCt(object):

        count = 0 # count is class attr

        def __init__(self): # increment count
            InstCt.count += 1

        def __del__(self): # decrement count
            InstCt.count -= 1

        def howMany(self): # return count
            return InstCt.count

    >>> a = InstTrack()
    >>> b = InstTrack()
    >>> b.howMany()
    2
    >>> a.howMany()
    2
    >>> del b
    >>> a.howMany()
    1
    >>> del a
    >>> InstTrack.count
    0

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9
        10
        11
        12
        13
        14
        15
        16
        17
        18
        19
        20
        21
        22
        23
        24
        25

    (4)类、实例的其它内建函数

        issubclass() 布尔函数判断一个类是另一个类的子类或子孙类。它有如下语法:issubclass(sub, sup)
        isinstance() 布尔函数在判定一个对象是否是另一个给定类的实例时,非常有用。它有如下语法:isinstance(obj1, obj2)
        hasattr(), getattr(),setattr(), delattr()这些函数顾名思义,不做解释。

    4. 静态方法和类方法

    有两种方式声明静态方法和类方法:

        使用staticmethod()和 classmethod()内建函数

        class TestStaticMethod:
            def foo():
                print 'calling static method foo()'
            foo = staticmethod(foo)

        class TestClassMethod:
            def foo(cls):
                print 'calling class method foo()'
                print 'foo() is part of class:', cls.__name__
            foo = classmethod(foo)
            1
            2
            3
            4
            5
            6
            7
            8
            9
            10

        使用装饰器

        class TestStaticMethod:
            @staticmethod
            def foo():
                print 'calling static method foo()'

        class TestClassMethod:
            @classmethod
            def foo(cls):
                print 'calling class method foo()'
                print 'foo() is part of class:', cls.__name__
            1
            2
            3
            4
            5
            6
            7
            8
            9
            10

    静态方法和类方法的区别:

    静态方法没有cls参数,所以它既不能访问实例变量,也不能访问类变量。
    5. 继承
    (1)__bases__类属性

    我们可以通过此属性获得父类的信息。语法:ClassName.__bases__
    (2)方法覆盖(overriding)

    Code example :

    >>> class Parent(object):
            def foo(self):
                print 'Parent foo'


    >>> class Son(Parent):
            def foo(self):  # 父类的foo方法被覆盖
                print 'Son foo'


    >>> son = Son()
    >>> son.foo()
    Son foo

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9
        10
        11
        12
        13


    被覆盖了的父类方法可以通过super()函数在子类中调用.
    Code Example :

    >>> class NewSon(Parent):
            def foo(self):
                super(NewSon, self).foo()


    >>> new_son = NewSon()
    >>> new_son.foo()
    Parent foo

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8


    注意:
    子类覆盖父类的__init__()方法后,如果你想调用父类的此方法,你必须显示调用!Python默认不会帮我们做这件事。
    (3)多重继承

    方法解释顺序(MRO)
    经典类采用的是深度优先算法(python2.2之前),而新式类采用的是广度优先算法。因为在新式类中使用深度优先,会出现菱形效应。

    假设我们有如下继承结构的类:
    这里写图片描述
    左边为经典类情况下,右边为新式类情况下。在新式类下B,C都继承自object类。

    在新式类(右边继承结构)中采用旧的深度优先算法,假设在D的实例d中调用foo()方法,对于此方法的搜索顺序是D->B->A->C;采用广度优先算法,搜索顺序为D->B->C-A。因为D继承了B、C,多数情况下我们更希望首先搜索的是C而不是A,因为假设A、C中都有foo()方法时,你可能觉得A中的foo()方法太过通用了。很典型的就是__init__()方法。
    (4)从标准类派生

    比如你想从float类派生出一个子类,这都是很常见的需求。下面看两个例子:

    继承float类

    >>> class RoundFloat(float):                                             
    ...     def __new__(cls, val):                                           
    ...             return super(RoundFloat, cls).__new__(cls, round(val, 2))
    ...                                                                      
    >>> RoundFloat(1.5955)                                                   
    1.6                                                                      

        1
        2
        3
        4
        5
        6

    我们派生了一个可以自动四舍五入到两位小数的RoundFloat类。


    继承dict类

    >>> class SortedKeyDict(dict):
    ...     def keys(self):
    ...             return sorted(super(SortedKeyDict, self).keys())
    ...
    >>> dict1 = SortedKeyDict((('wang', 1), ('jiang', 2), ('guo', 3), ('han', 4)))
    >>> dict1.keys()  # 排序了
    ['guo', 'han', 'jiang', 'wang']
    >>> [key for key in dict1]  # 散列顺序
    ['guo', 'jiang', 'wang', 'han']

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9

    6. 特殊方法定制类

    Python中有很多特殊方法,它们是以__开头和结尾的。使用它们可以实现:

        模拟标准类型
        重载操作符

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7. 私有化

    Python 为类元素(属性和方法)的私有性提供初步的形式。由双下划线开始的属性在运行时被“混淆”(mixin),所以直接访问是不允许的。

    混淆会在名字前面加下划线和类名。比如,以例NumStr类中的 self.__num 属性为例,被“混淆”后,用于访问这个数据值的标识就变成了self._NumStr__num。把类名加上后形成的新的“混淆”结果将可以防止在祖先类或子孙类中的同名冲突。
    8. 包装和授权
    (1)包装(wrapping)

    定义:
    对一个已存在的对象进行包装,不管它是数据类型,还是一段代码,可以是对一个已存在的对象,增加新的,删除不要的,或者修改其它已存在的功能。你可以包装任何类型作为一个类的核心成员,以使新对象的行为模仿你想要的数据类型中已存在的行为,并且去掉你不希望存在的行为。


    包装类:
    你可以包装类,但是实际上没有必要。因为你完全可以通过派生实现相同的效果。
    (2)授权

    简介:
    授权是包装的一个特性,采用已存在的功能以达到最大限度的代码重用。包装一个类型通常是对已存在的类型的一些定制。授权的过程,即是所有更新的功能都是由新类的某部分来处理,但已存在的功能就授权给已存在的对象的默认属性。


    实现授权:
    实现授权的关键点就是覆盖__getattr__()方法,在代码中包含一个对 getattr()内建函数的调用。特别地,调用 getattr()以得到默认对象属性(数据属性或者方法)并返回它以便访问或调用。特殊方法__getattr__()的工作方式是, 当搜索一个属性时, 任何局部对象首先被找到 (定制的对象)。如果搜索失败了,则__getattr__()会被调用,然后调用 getattr()得到一个对象的默认行为。



    我们来实现一个包装文件对象的例子:

    >>> class UpperFile(object):
    ...     def __init__(self, fn, mode='r', buf=-1):
    ...             self.file = open(fn, mode, buf)
    ...     def __str__(self):
    ...             return str(self.file)
    ...     def __repr__(self):
    ...             return '%s' % self.file
    ...     def write(self, line):
    ...             self.file.write(line.upper())
    ...     def __getattr__(self, attr):
    ...             return getattr(self.file, attr)
    ...
    >>> f = UpperFile(r'C: est.txt', 'w')
    >>> f.write('abcde')
    >>> f.close()
    >>> f
    <open file 'C:\test.txt', mode 'w' at 0x029F1D88>

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9
        10
        11
        12
        13
        14
        15
        16
        17

    我们包装了open()函数返回的文件对象。改写了write()方法。当使用包装后的类实例化的对象调用write()方法时,使用的是修改的方法;当调用close()方法时,因为我们并没有改动此方法,则授权给原始文件对象,调用它的close()方法。
    9. 新式类的高级特性
    (1)工厂函数

    在python中,所有的内建转换函数都是工厂函数。当这些函数被调用时,实际上是对相应的类型实例化。

    类型测试:
    使用

    isinstance(obj, int)

        1

    也可以使用

    isinstance(obj, (int, bool))

        1

    检测obj是否是int或者bool类型。

    但要注意:尽管 isinstance()很灵活,但它没有执行“严格匹配”比较—-如果 obj 是一个给定类型的实例或其子类的实例,也会返回 True。但如果想进行严格匹配,你仍然需要使用 is 操作符:

    type(obj) is int

        1

    (2)__slots__类属性

    __dict__属性跟踪所有实例属性,以字典格式存储(属性名为key,属性值为value)。字典会占据大量内存,如果你有一个属性数量很少的类,但有很多实例,那么正好是这种情况。为内存上的考虑,用户现在可以使用__slots__属性来替代__dict__。

    __slots__是一个类变量,由一序列型对象组成,由所有合法标识构成的实例属性的集合来表示。它可以是一个列表,元组或可迭代对象。也可以是标识实例能拥有的唯一的属性的简单字符串。任何试图创建一个其名不在__slots__中的名字的实例属性都将导致 AttributeError 异常

    Code Example :

    >>> class SlottedClass(object):
    ...     __slots__ = ('foo', 'bar')
    ...
    >>> c = SlottedClass()
    >>> c.foo = 12
    >>> c.xx = 12
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'SlottedClass' object has no attribute 'xx'

        1
        2
        3
        4
        5
        6
        7
        8
        9

    这种特性的主要目的是节约内存。其副作用是某种类型的”安全”,它能防止用户随心所欲的动态增加实例属性。带__slots__属性的类定义不会存在__dict__了。
    (3)特殊方法__getattribute__()

    请注意,这个方法不是上面我们在授权中提到的__getattr__()方法。

    当有属性被访问时,不管这个属性会不会被找到,__getattribute__()函数都会被调用。

    如果类同时定义了__getattribute__()及__getattr__()方法,除非明确从__getattribute__()调用,或__getattribute__()引发了 AttributeError 异常,否则后者不会被调用。

    如果你将要在__getattribute__()中访问这个类或其祖先类的属性,请务必小心。因为其实你是在__getattribute__()中调用__getattribute__(),你将会进入无穷递归。

    (4)描述符

    关于描述符,请移步这里:Python描述符
    (5)元类:Metaclasses 和__metaclass__

    在python中,类其实也是对象,它由元类创建。典型的应用场景是:ORM。这里不详细展开,你可以参见:
    深刻理解Python中的元类(metaclass)

    二,

    Python 实例方法、类方法、静态方法的区别与作用

    Python中至少有三种比较常见的方法类型,即实例方法,类方法、静态方法。它们是如何定义的呢?如何调用的呢?它们又有何区别和作用呢?且看下文。

    首先,这三种方法都定义在类中。下面我先简单说一下怎么定义和调用的。(PS:实例对象的权限最大。)

    实例方法

        定义:第一个参数必须是实例对象,该参数名一般约定为self”,通过它来传递实例的属性和方法(也可以传类的属性和方法);

        调用:只能由实例对象调用。

    类方法

        定义:使用装饰器@classmethod。第一个参数必须是当前类对象,该参数名一般约定为cls”,通过它来传递类的属性和方法(不能传实例的属性和方法);

        调用:实例对象和类对象都可以调用。

    静态方法

        定义:使用装饰器@staticmethod。参数随意,没有“self”和“cls”参数,但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法;

        调用:实例对象和类对象都可以调用。

    实例方法

    简而言之,实例方法就是类的实例能够使用的方法。这里不做过多解释。

    类方法

    使用装饰器@classmethod。

    原则上,类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。假设有个方法,且这个方法在逻辑上采用类本身作为对象来调用更合理,那么这个方法就可以定义为类方法。另外,如果需要继承,也可以定义为类方法。

    如下场景:

    假设我有一个学生类和一个班级类,想要实现的功能为:
        执行班级人数增加的操作、获得班级的总人数;
        学生类继承自班级类,每实例化一个学生,班级人数都能增加;
        最后,我想定义一些学生,获得班级中的总人数。

    思考:这个问题用类方法做比较合适,为什么?因为我实例化的是学生,但是如果我从学生这一个实例中获得班级总人数,在逻辑上显然是不合理的。同时,如果想要获得班级总人数,如果生成一个班级的实例也是没有必要的。

    复制代码
    class ClassTest(object):
        __num = 0
    
        @classmethod
        def addNum(cls):
            cls.__num += 1
    
        @classmethod
        def getNum(cls):
            return cls.__num
    
        # 这里我用到魔术方法__new__,主要是为了在创建实例的时候调用累加方法。
        def __new__(self):
            ClassTest.addNum()
            return super(ClassTest, self).__new__(self)
    
    
    class Student(ClassTest):
        def __init__(self):
            self.name = ''
    
    a = Student()
    b = Student()
    print(ClassTest.getNum())
    复制代码

    静态方法

    使用装饰器@staticmethod。

    静态方法是类中的函数,不需要实例。静态方法主要是用来存放逻辑性的代码,逻辑上属于类,但是和类本身没有关系,也就是说在静态方法中,不会涉及到类中的属性和方法的操作。可以理解为,静态方法是个独立的、单纯的函数,它仅仅托管于某个类的名称空间中,便于使用和维护。

    譬如,我想定义一个关于时间操作的类,其中有一个获取当前时间的函数。

    复制代码
    import time
    
    class TimeTest(object):
        def __init__(self, hour, minute, second):
            self.hour = hour
            self.minute = minute
            self.second = second
    
        @staticmethod
        def showTime():
            return time.strftime("%H:%M:%S", time.localtime())
    
    
    print(TimeTest.showTime())
    t = TimeTest(2, 10, 10)
    nowTime = t.showTime()
    print(nowTime)
    复制代码

    如上,使用了静态方法(函数),然而方法体中并没使用(也不能使用)类或实例的属性(或方法)。若要获得当前时间的字符串时,并不一定需要实例化对象,此时对于静态方法而言,所在类更像是一种名称空间。

    其实,我们也可以在类外面写一个同样的函数来做这些事,但是这样做就打乱了逻辑关系,也会导致以后代码维护困难。

    以上就是我对Python的实例方法,类方法和静态方法之间的区别和作用的简要阐述。

  • 相关阅读:
    一次开发中使用过的shell命令
    MySQL 数据库 Having 和Where的区别
    mysql 正则表达式
    mysql union与 union all 的区别
    压缩与解压
    MySQL Shell
    MGR监控报警
    MySQL Router单点隐患通过Keepalived实现
    expdp和impdp
    ogg trail文件序列号不一致
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/augustone/p/11364444.html
Copyright © 2011-2022 走看看