Python Day7

一、类的成员   

类的成员可以分为三大类：字段、方法和属性

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。

 

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1.字段

a.字段是什么？

就是变量，用来存东西的

 

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b.字段包括什么？

字段包括：普通字段和静态字段，它们之间最本质的区别就是内存中保存的位置不同

• 普通字段保存在对象中
• 静态字段保存在类中

class Person(object):

    planet = "earth"

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

# 普通字段访问
p1 = Person("Breakering", 25, "M")
print(p1.name)
# ==>Breakering
# print(Person.name)  # 普通字段是不能通过类来访问的

# 静态字段访问
print(Person.planet)
# ==>earth
print(p1.planet)  # 可以通过对象来访问静态字段
# ==>earth
p1.planet = "mars"  # 此时是在p1这个对象中重新创建了一个变量planet
print(p1.planet)
# ==>mars
print(Person.planet)  # 类中的planet不会发生改变
# ==>earth
Person.planet = "mars"  # 只能通过类来修改静态字段
print(Person.planet)
# ==>mars

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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总结：

• 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
• 普通字段只能通过对象调用，类无法访问普通字段
• 静态对象类和对象都能访问，但是对象在修改静态字段时本质是重新创建了一个和静态字段同名的普通字段，因此通过对象无法修改静态字段

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

2.方法

a.方法是什么？

本质上是函数，只不过封装在类中

 

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b.方法包括什么？

方法包括： 普通方法、静态方法和类方法，三种方法都保存在类中，只是调用方式不同。

• 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赋值给cls；
• 静态方法：由类调用；无默认参数。

class Person(object):

    _planet = "earth"

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

    def talk(self):  # 普通方法
        print("%s is say Hello!" % self.name)

    @classmethod
    def get_planet(cls):  # 类方法
        return cls._planet

    @staticmethod
    def test():
        print("test")

# 调用普通方法
p1 = Person("Breakering")
p1.talk()
print(p1.get_planet())  # 对象可以调用类方法
p1.test()  # 对象也可以调用静态方法

# 调用类方法
print(Person.get_planet())

# 调用静态方法
Person.test()

Person.talk()  # 类不可直接调用普通方法
# ==>TypeError: talk() missing 1 required positional argument: 'self'

def f1():
    print("f1")

p1.f1 = f1  # 这时方法是保存在对象中的

p1.f1()

Person.f1()
# ==>AttributeError: type object 'Person' has no attribute 'f1'

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。

 

3.属性

a.属性是什么？

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。

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。

 

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b.属性的基本使用

class Dog(object):
    """ 这个类是描述狗这个对象的 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = "包子"

    @property  # attribute
    def eat(self):
        print("%s is eating %s" % (self.name, self.__food))
        return self.__food

d = Dog("flydog")
d.eat

 

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c.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

class Dog(object):
    """ 这个类是描述狗这个对象的 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None

    @property  # attribute
    def eat(self):
        print("%s is eating %s" % (self.name, self.__food))
        return self.__food

    @eat.setter
    def eat(self, food):
        print("set to food:", food)
        self.__food = food

    @eat.deleter
    def eat(self):
        del self.__food
        print("删完了")

    def talk(self):
        print("%s is talking" % self.name)

d = Dog("flydog")
print(d)
d.eat = "包子"
d.eat
del d.eat

静态字段方式，创建值为property对象的静态字段

class Dog(object):
    """ 这个类是描述狗这个对象的 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None

    def get_food(self):
        print("%s is eating %s" % (self.name, self.__food))
        return self.__food

    def set_food(self, food):
        print("set to food:", food)
        self.__food = food

    def del_food(self):
        del self.__food
        print("删完了")

    def talk(self):
        print("%s is talking" % self.name)

    FOOD = property(get_food, set_food, del_food, "食物属性描述")

d = Dog("flydog")
d.FOOD = "包子"
d.FOOD
del d.FOOD

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

所以，定义属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【静态字段】

二、类成员修饰符   

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

 

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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 Student(object):

    def __init__(self, name, age,  score):
        self.name = name  # 公有字段
        self.__age = age  # 私有字段
        self.__score = score  # 私有字段

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.name, self.__score))

有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如__score，这样的实例变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。

双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢？其实也不是。不能直接访问是__score 因为Python解释器对外把变量__score改成了 _Student__score，所以，仍然可以通过_Student__score来访问__socre变量：

但是强烈建议你不要这么干，因为不同版本的Python解释器可能会把__score改成不同的变量名。

最后注意下面的这种错误写法：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 25, 98)
>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 98
>>> bart.__score = 100  # 设置__score变量！
>>> bart.__score
100

表面上看，外部代码“成功”地设置了__score变量，但实际上这个变量和__score class内部的__score变量不是一个变量！内部的__score变量已经被Python解释器自动改成了_Student__score，而外部代码给bart新增了一个__score变量。不信试试：

>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 98

 

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私有成员和公有成员的访问限制不同：

• 公有成员：类可以访问；类内部可以访问；派生类中可以访问
• 私有成员 ：仅类内部可以访问；

字段、方法和属性都可以有公有成员和私有成员，访问方式都类似，即：私有成员只能在类内部使用

class A(object):
    a = "a"
    __b = "b"

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

    def get_a(self):
        print(self.a)

    def get_b(self):
        print(self.__b)

class B(A):

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

    def show_sex(self):
        print(self.__sex)

obj1 = A("Dog", "F")
obj2 = B("Wolf", "M")
print(obj1.a)  # 对象可以访问公有静态字段
# print(obj1.__b)  # 对象不可以访问私有静态字段
obj1.get_a()  # 类内部可以访问公有静态字段
obj1.get_b()  # 类内部可以访问私有静态字段
obj2.get_b()  # 子类可以访问父类私有静态字段
obj2.show_name()  # 子类可以访问父类的公有字段
print(obj2.a)  # 子类可以访问父类的公有静态字段
# print(obj2.__b)  # 子类不可以访问私有静态字段
print(obj2.name)  # 子类可以访问公有字段
# obj2.show_sex()  # 子类不能访问父类的私有字段

三、类的特殊成员    

一、类的特殊成员是什么？

前面了解了在成员名前面加两个下划线，则可以把该成员变成私有成员，私有成员规定只能由类内部来调用。

那么成员名前后都有两个下划线呢？这就是类的特殊成员了，所以我们在命名一些成员时，不要在前后加上两个

下划线。

 

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二、具体有哪些特殊成员呢？

1. __doc__

     表示类的描述信息

 

class Dog(object):
    """ 这个类是描述狗这个对象的 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__food = None
d = Dog("flydog")
print(d.__doc__)
# ==> 这个类是描述狗这个对象的

2. __module__ 和  __class__ 

     __module__ 表示当前操作的对象在哪个模块

     __class__     表示当前操作的对象的类是什么

class C:

    def __init__(self):
        self.name = 'Breakering'

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 C:

    def __init__(self):
        self.name = 'Breakering'

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。但是可以在对象销毁前进行一些相应的操作。

class Foo:

    def __del__(self):
        # 关闭服务器
        # 关闭进程
        ...

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__

6. __dict__

     类或对象中的所有成员

class Person(object):

    _planet = "earth"

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

    def talk(self):  # 普通方法
        print("%s is say Hello!" % self.name)

    @classmethod
    def get_planet(cls):  # 类方法
        return cls._planet

    @staticmethod
    def test():
        print("test")

print(Person.__dict__)
# {'talk': <function Person.talk at 0x0000020E50C23510>, '__init__': <function Person.__init__ at 0x0000020E50C23488>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__module__': '__main__', '__doc__': None, 'test': <staticmethod object at 0x0000020E50C2C160>, '_planet': 'earth', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>, 'get_planet': <classmethod object at 0x0000020E50C2C128>}

print(p1.__dict__)
# {'name': 'Breakering'}

7. __str__

如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印 对象 时，默认输出该方法的返回值。

class Foo:

    def __str__(self):
        return 'Breakering'


obj = Foo()
print(obj)
# 输出：Breakering

但是细心的朋友会发现直接敲变量不用print，打印出来的实例还是不好看：

>>> obj
<__main__.Foo object at 0x109afb310>

这是因为直接显示变量调用的不是__str__()，而是__repr__()，两者的区别是__str__()返回用户看到的字符串，而__repr__()返回程序开发者看到的字符串，也就是说，__repr__()是为调试服务的。

解决办法是再定义一个__repr__()。但是通常__str__()和__repr__()代码都是一样的，所以，有个偷懒的写法：

class Foo:

    def __str__(self):
        return 'Breakering'
    _repr__ = __str__

8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

     用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

class Foo(object):

    def __getitem__(self, key):
        print '__getitem__',key

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

    def __delitem__(self, key):
        print '__delitem__',key


obj = Foo()

result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__
obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自动触发执行 __setitem__
del obj['k1']           # 自动触发执行 __delitem__

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

　　该三个方法用于分片操作，如：列表

class Foo(object):

    def __getslice__(self, i, j):
        print '__getslice__',i,j

    def __setslice__(self, i, j, sequence):
        print '__setslice__',i,j

    def __delslice__(self, i, j):
        print '__delslice__',i,j

obj = Foo()

obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

10. __iter__

　　用于迭代器，之所以列表、字典、元组可以进行for循环，是因为类型内部定义了 __iter_

class Foo(object):

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

    def __iter__(self):
        return iter(self.sq)

obj = Foo([11,22,33,44])

for i in obj:
    print i

11. __new__ 和 __metaclass__

class Foo(object):

    def __init__(self):
        pass

obj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

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 类创建

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')

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):
     print('hello')
    
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

注：类是由type类实例化产生的

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。