python-----面向对象三大特性

一、继承

继承是一种创建新类的方法，在python中，新建的类可以继承一个或多个父类，父类又可称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类

python中类的继承分为：单继承和多继承

class A:   #定义父类
    pass
class B:   #定义父类
    pass
class C(A):  #单继承，基类是A，派生类是C
    pass
class D(A,B):   #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass
print(C.__bases__)   # (<class '__main__.A'>,)
#__base__只查看从左到右继承的第一个子类，__bases__则是查看所有继承的父类

继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

class Animal:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def eat(self):
        print('吃')
    def drink(self):
        print('喝')
class Dog(Animal):
    def guard(self):
        print('看门')
class Bird(Animal):
    def lay(self):
        print('下蛋')

dog = Dog()
bird = Bird()
dog.drink()

　　用已有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的那个类中的属性跟方法，大大省了编程工作量。当然，也可以在自己的类中重新定义与父类相同的属性和方法，那么在调用属性和方法时，就先以自己的为准了。

class Animal:
    '''
    人和狗都是动物，所以创造一个Animal基类
    '''
    def __init__(self, name, aggr, hp):
        self.name = name  # 人和狗都有自己的昵称;
        self.aggr = aggr # 人和狗都有自己的攻击力;
        self.hp = hp   # 人和狗都有自己的生命值;

    def eat(self):
        print('%s is eating'%self.name)

class Dog(Animal):
    '''
    狗类，继承Animal类
    '''
    def bite(self, people):
        '''
        派生：狗有咬人的技能
        :param people:
        '''
        people.hp  -= self.aggr

class Person(Animal):
    '''
    人类，继承Animal
    '''
    def attack(self, dog):
        '''
        派生：人有攻击的技能
        :param dog:
        '''
        dog.hp  -= self.aggr

p1 = Person('jim',10,1000)
ha2 = Dog('二愣子',50,1000)
print(ha2.hp )  # 1000
p1.attack(ha2)
print(ha2.hp )  #990

在python3中，子类执行父类的方法时也可以直接用super方法

class A:
    def func(self):
        print('A')

class B(A):
    def func(self):
        super().func()
        # super(B,self).func()
        # A.func(self)
        print('B')

a = A()
b = B()
b.func()  # A  B
super(B,b).func()  # A

class Animal:
    '''
    人和狗都是动物，所以创造一个Animal基类
    '''
    def __init__(self, name, aggr, hp):
        self.name = name  # 人和狗都有自己的昵称;
        self.aggr = aggr  # 人和狗都有自己的攻击力;
        self.hp = hp  # 人和狗都有自己的生命值;

    def eat(self):
        print('%s is eating'%self.name)

class Dog(Animal):
    '''
    狗类，继承Animal类
    '''
    def __init__(self,name,breed,aggr,hp):
        super().__init__(name, aggr, hp) #执行父类Animal的init方法
        self.breed = breed  #派生出了新的属性

    def bite(self, people):
        '''
        派生出了新的技能：狗有咬人的技能
        :param people:
        '''
        people.hp -= self.aggr

    def eat(self):
        # Animal.eat(self)
        #super().eat()
        print('from Dog')

class Person(Animal):
    '''
    人类，继承Animal
    '''
    def __init__(self,name,aggr, hp,money):
        #Animal.__init__(self, name, aggr, hp)
        #super(Person, self).__init__(name, aggr, hp)
        super().__init__(name,aggr, hp)  #执行父类的init方法
        self.money = money   #派生出了新的属性

    def attack(self, dog):
        '''
        派生出了新的技能：人有攻击的技能
        :param dog:
        '''
        dog.hp -= self.aggr

    def eat(self):
        #super().eat()
        Animal.eat(self)
        print('from Person')

jim = Person('jim',10,1000,600)
ha2 = Dog('二愣子','哈士奇',10,1000)
print(jim.name)
print(ha2.name)
jim.eat()

 接口类：

1：继承基类的方法，并且做出自己的改变或者扩展（代码重用）  

2：声明某个子类兼容于某基类，定义一个接口类Interface，接口类中定义了一些接口名（就是函数名）且并未实现接口的功能，子类继承接口类，并且实现接口中的功能

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('支付宝支付了%s元'%money)

class Applepay:
    def pay(self,money):
        print('apple pay支付了%s元'%money)

def pay(pay_obj,money):
    pay_obj.pay(money)
p = Alipay()
pay(p,200)

上述代码在开发中容易出问题，如下面出现错误情况代码

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('支付宝支付了%s元'%money)

class Applepay:
    def pay(self,money):
        print('apple pay支付了%s元'%money)

class Wechatpay:
    def fuqian(self,money):
        '''
        实现了pay的功能，但是名字不一样
        '''
        print('微信支付了%s元'%money)

def pay(payment,money):
    payment.pay(money)
p = Wechatpay()
pay(p,200)   #执行会报错  AttributeError: 'Wechatpay' object has no attribute 'pay'

借用abc模块来实现接口

from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Payment(metaclass=ABCMeta):  # 元类 默认的元类 type
    @abstractmethod
    def pay(self,money):pass   # 没有实现这个方法
# 规范 ：接口类或者抽象类都可以
# 接口类 支持多继承，接口类中的所有的方法都必须不能实现 —— java
# 抽象类 不支持多继承，抽象类中方法可以有一些代码的实现 —— java
class Wechat(Payment):
    def pay(self,money):
        print('已经用微信支付了%s元'%money)

class Alipay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('已经用支付宝支付了%s元' % money)

class Applepay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('已经用applepay支付了%s元' % money)

def pay(pay_obj,money):  # 统一支付入口
    pay_obj.pay(money)

p = Alipay()
pay(p,200)

依赖倒置原则：
高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该应该依赖细节；细节应该依赖抽象。换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程。

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。然后让子类去实现接口中的函数。
这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。
归一化，让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

抽象类：

与java一样，python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现，抽象类是一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被实例化.
为什么要有抽象类?
   如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。
   从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。
　 从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中有抽象方法，该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似，但其实是不同的

# tiger 走路 游泳
# swan 走路 游泳 飞
# oldying 走路 飞
from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Swim_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def swim(self):pass

class Walk_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def walk(self):pass

class Fly_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def fly(self):pass

class Tiger(Walk_Animal,Swim_Animal):
    def walk(self):
        pass
    def swim(self):
        pass
class OldYing(Fly_Animal,Walk_Animal):pass
class Swan(Swim_Animal,Walk_Animal,Fly_Animal):pass

# 接口类  刚好满足接口隔离原则 面向对象开发的思想 规范

# 抽象类的本质还是类，指的是一组类的相似性，包括数据属性和函数属性，而接口只强调函数属性的相似性。
# 抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计 。
# 在python中，并没有接口类这种东西。

1.多继承问题
# 在继承抽象类的过程中，我们应该尽量避免多继承；
# 而在继承接口的时候，我们反而鼓励你来多继承接口
#     接口隔离原则：
#     使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些不需要的接口。
# 2.方法的实现
# 在抽象类中，我们可以对一些抽象方法做出基础实现；
# 而在接口类中，任何方法都只是一种规范，具体的功能需要子类实现

钻石继承
继承顺序：
　　1、python的类可以继承多个类，Java和C#则只能继承一个类
   2、python的类如果继承了多个类，那么其寻找方法的方式有两种，分别是：深度优先和广度优先
　　　　a:当类是经典类时，多继承情况下，按按照深度优先方式查找。
　　　　b:当类是新式类时，多继承情况下，按按照广度优先方式查找。
　　　python3中只有广度优先

class A(object):
    def test(self):
        print('from A')

class B(A):
    def test(self):
        print('from B')

class C(A):
    def test(self):
        print('from C')

class D(B):
    def test(self):
        print('from D')

class E(C):
    def test(self):
        print('from E')

class F(D,E):
    # def test(self):
    #     print('from F')
    pass
f1=F()
f1.test()
print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表，经典类没有这个属性

#新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A
#经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C
#python3中统一都是新式类
#pyhon2中才分新式类与经典类

继承的作用

减少代码的重用
提高代码可读性
规范编程模式

抽象：抽象即抽取类似或者说比较像的部分。是一个从具题到抽象的过程。
继承：子类继承了父类的方法和属性
派生：子类在父类方法和属性的基础上产生了新的方法和属性

二、多态

 多态指的是一类事物有多种形态。

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass

class People(Animal): #动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')

class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')

class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print('say aoao')

import abc
class File(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass

class Text(File): #文件的形态之一:文本文件
    def click(self):
        print('open file')

class ExeFile(File): #文件的形态之二:可执行文件
    def click(self):
        print('execute file')

peo=People()
dog=Dog()
pig=Pig()

#peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法
#于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用
peo.talk()
dog.talk()
pig.talk()

#更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用
def func(obj):
    obj.talk()

鸭子类型

# list tuple
# 不崇尚根据继承所得来的相似
# 我只是自己实现我自己的代码就可以了。
# 如果两个类刚好相似，并不产生父类的子类的兄弟关系，而是鸭子类型
# list tuple 这种相似，是自己写代码的时候约束的，而不是通过父类约束的
# 优点 ： 松耦合 每个相似的类之间都没有影响
# 缺点 ： 太随意了,只能靠自觉

#二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用
class TxtFile:
    def read(self):
        pass

    def write(self):
        pass

class DiskFile:
    def read(self):
        pass
    def write(self):
        pass

接口类、抽象类的总结：

python中没有接口类，但有抽象类；abc模块中的metaclass = ABCMeta, @abstructmethod

本质是做代码规范用的，希望在子类中实现和父类方法名字完全一样的方法。

从java的角度身上看，接口类与抽象类是有区别的：

　　1：java本来就支持单继承，所以就有了抽象类

　　2：java没有多继承，所以为了接口隔离原则，设计了接口这个概念，支持多继承了。

python既支持单继承也支持多继承，所以对于接口类和抽象类的区别就不那么明显了。甚至在python中没有设置接口类。

三、封装

 封装：隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

 封装的好处：1.将变化隔离；2.便于使用；3.提高复用性；4.提高安全性

 封装原则：1.将不需要对外提供的内容都隐藏起来；2.把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

#其实这仅仅这是一种变形操作
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成：_类名__x的形式：

class A:
    __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
    def __init__(self):
        self.__X=10 #变形为self._A__X
    def __foo(self): #变形为_A__foo
        print('from A')
    def bar(self):
        self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.
#A._A__N是可以访问到的，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形
        
# 这种自动变形的特点：
#     1.类中定义的__x只能在内部使用，如self.__x，引用的就是变形的结果。
#     2.这种变形其实正是针对外部的变形，在外部是无法通过__x这个名字访问到的。
#     3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x，因为子类中变形成了：_子类名__x, 而父类中变形成了：_父类名__x，
#       即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的。
# 这种变形需要注意的问题是：
#     1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就可以拼出名字：_类名__属性，然
#       后就可以访问了，如a._A__N
#     2.变形的过程只在类的内部生效, 在定义后的赋值操作，不会变形

在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的

#正常情况
class A:
    def fa(self):
        print('from A')
    def test(self):
        self.fa()

class B(A):
    def fa(self):
        print('from B')

b=B()
b.test()
# from B

#把fa定义成私有的，即__fa
class A:
    def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa
        print('from A')
    def test(self):
        self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa
class B(A):
    def __fa(self):
        print('from B')
b=B()
b.test()
# from A

封装与扩展性

封装在于明确区分内外，使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码；而外部使用用者只知道一个接口(函数)，
只要接口（函数）名、参数不变，使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说，只要接口这个基础约
定不变，则代码改变不足为虑。

class Room:
    def __init__(self,name,length,width):
        self.__name = name
        self.__length = length
        self.__width = width
    def get_name(self):
        return self.__name
    def set_name(self,newName):
        if type(newName) is str and newName.isdigit() == False:
            self.__name = newName
        else:
            print('不合法的姓名')
    def area(self):  #对外提供的接口，隐藏了内部的实现细节，此时我们想求的是面积
        return self.__length * self.__width
#使用者
jin = Room('金老板',2,1)
print(jin.area())  #使用者调用接口area
jin.set_name('2')
print(jin.get_name())