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  • python 面向对象的进阶

    1、@property装饰器

    1、Python内置的@property装饰器,把一个方法,变成可以像属性那样,做取值用

    2、@score.setter,把一个方法,变成可以像属性那样,作赋值用

    3、@property和score.setter()同时,表示可读可写

    4、只有@property,表示只读

    5、下面的score()本身是一个方法,本来的用法是s.score()

    6、经过@property,可以像属性那样用s.score,不加括号

    # 使用装饰器的时候,需要注意

     1. 装饰器名,函数名需要一致.
     2. property需要先声明,再写setter,顺序不能倒过来
     3. 如果你希望一点变量只是被访问不能被修改,那么可以使用访问器@property
     4. 如果要修改访问器中的变量,可以搭建一个修改器,或者删除访问器.
     
     

    2、在python中类是动态的

    Python是一门[动态语言](动态语言,是指程序在运行时可以改变其结构:新的函数可以被引进,已有的函数可以被删除等在结构上的变化,类型的检查是在运行时做的,优点为方便阅读,清晰明了,缺点为不方便调试)。通常,动态语言允许我们在程序运行时给对象绑定新的属性或方法,当然也可以对已经绑定的属性和方法进行解绑定。但是如果我们需要限定自定义类型的对象只能绑定某些属性,可以通过在类中定义\_\_slots\_\_变量来进行限定。需要注意的是\_\_slots\_\_的限定只对当前类的对象生效,对子类并不起任何作用。
     

    3、继承和多态

    继承

    (英语:inheritance)是面向对象软件技术当中的一个概念。如果一个类别A“继承自”另一个类别B,就把这个A称为“B的子类别”,而把B称为“A的父类别”也可以称“B是A的超类”。继承可以使得子类别具有父类别的各种属性和方法,而不需要再次编写相同的代码。在令子类别继承父类别的同时,可以重新定义某些属性,并重写某些方法,即覆盖父类别的原有属性和方法,使其获得与父类别不同的功能。另外,为子类别追加新的属性和方法也是常见的做法。 一般静态的面向对象编程语言,继承属于静态的,意即在子类别的行为在编译期就已经决定,无法在执行期扩充。

    那么如何使用继承呢?用extends关键字来继承父类。
     ----摘自《百度百科》

    注意

    1、子类拥有父类的特征,而父类没有,父类更通用,子类更具体,(特征包括属性和方法,自身的特性,拥有父类没有的)
      2、使用extends继承父类,语句格式:class 子类名 extends 父类名{}
      3、父类中一般只定义一般属性和方法(这个一般可以理解为是子类共有的,这就是父类更通用,而子类拥有其他的,所以子类更具体)
      4、子类中通过super关键字来调用父构造方法
      5、在子类中可以继承父类得那些东西,哪些不可以继承
      父类中public,protected修饰的属性,方法可以继承,private修饰的属性和方法不能被继承
      6、规则: 创建子类对象的时候,首先调用的是父类的无参构造方法创建一个父类对象
      7、可以在子类中显示调用父类的有参构造方法
      8、如果父类的属性均为private修饰,则可以通过共有的getter,setter方法来调用
    有些编程语言支持多重继承,即一个子类别可以同时有多个父类别,比如C++编程语言;而在有些编程语言中,一个子类别只能继承自一个父类别,比如Java编程语言,这时可以利用接口来实现与多重继承相似的效果。
    现今面向对象程式设计技巧中,继承并非以继承类别的“行为”为主,而是继承类别的“型态”,使得元件的型态一致。另外在设计模式中提到一个守则,“多用合成,少用继承”,此守则也是用来处理继承无法在执行期动态扩充行为的遗憾。
     ----摘自《百度百科》
     

    多态

    (Polymorphism)按字面的意思就是“多种状态”。在面向对象语言中,接口的多种不同的实现方式即为多态。引用Charlie Calverts对多态的描述——多态性是允许你将父对象设置成为一个或更多的他的子对象相等的技术,赋值之后,父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作(摘自“Delphi4 编程技术内幕”)。简单的说,就是一句话:允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。多态性在Object Pascal和C++中都是通过虚函数实现的。
     ----摘自《百度百科》

    形式

    多态指同一个实体同时具有多种形式。它是面向对象程序设计(OOP)的一个重要特征。如果一个语言只支持类而不支持多态,只能说明它是基于对象的,而不是面向对象的。C++中的多态性具体体现在运行和编译两个方面。运行时多态是动态多态,其具体引用的对象在运行时才能确定。编译时多态是静态多态,在编译时就可以确定对象使用的形式。
    多态:同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。在运行时,可以通过指向基类的指针,来调用实现派生类中的方法。
    C++中,实现多态有以下方法:虚函数,抽象类,覆盖,模板(重载和多态无关)。
    OC中的多态:不同对象对同一消息的不同响应.子类可以重写父类的方法
    多态就是允许方法重名 参数或返回值可以是父类型传入或返回。
    多态也指生物学中腔肠动物的特殊的生活方式。水螅态与水母态的世代交替现象。
    ----摘自《百度百科》

    作用

    把不同的子类对象都当作父类来看,可以屏蔽不同子类对象之间的差异,写出通用的代码,做出通用的编程,以适应需求的不断变化。
    赋值之后,父类型的引用就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。也就是说,父亲的行为像儿子,而不是儿子的行为像父亲。
    举个例子:从一个基类中派生,响应一个虚命令,产生不同的结果。
    比如从某个基类派生出多个子类,其基类有一个虚方法Tdoit,然后其子类也有这个方法,但行为不同,然后这些子类对象中的任何一个可以赋给其基类对象的引用,或者说将子对象地址赋给基类指针,这样其基类的对象就可以执行不同的操作了。实际上你是在通过其基类的引用来访问其子类对象的,你要做的就是一个赋值操作。
    使用继承性的结果就是当创建了一个类的家族,在认识这个类的家族时,就是把子类的对象当作基类的对象,这种认识又叫作upcasting(向上转型)。这样认识的重要性在于:我们可以只针对基类写出一段程序,但它可以适应于这个类的家族,因为编译器会自动找出合适的对象来执行操作。这种现象又称为多态性。而实现多态性的手段又叫称动态绑定(dynamic binding)。
    简单的说,建立一个父类对象的引用,它所指对象可以是这个父类的对象,也可以是它的子类的对象。java中当子类拥有和父类同样的函数,当通过这个父类对象的引用调用这个函数的时候,调用到的是子类中的函数。

    ----摘自《百度百科》

     
    在已有类的基础上创建新类,这其中的一种做法就是让一个类从另一个类那里将属性和方法直接继承下来,从而减少重复代码的编写。提供继承信息的我们称之为父类,也叫超类或基类;得到继承信息的我们称之为子类,也叫派生类或衍生类。子类除了继承父类提供的属性和方法,还可以定义自己特有的属性和方法,所以子类比父类拥有的更多的能力,在实际开发中,我们经常会用子类对象去替换掉一个父类对象,这是面向对象编程中一个常见的行为,对应的原则称之为[里氏替换原则] 

     

    子类在继承了父类的方法后,可以对父类已有的方法给出新的实现版本,这个动作称之为方法重写(override)。通过方法重写我们可以让父类的同一个行为在子类中拥有不同的实现版本,当我们调用这个经过子类重写的方法时,不同的子类对象会表现出不同的行为,这个就是多态

     

    4、列表生成

    列表生成式

    a=[x for X in range ( 100000000000) if x % 2== 0]
    优点:计算速度快,因为一次性已经全部加载到内存中了,适合数据量不是太大的情况10000- 2000-
    缺点:占用内存

    列表生成器

    a=(来for x in range ( 100000000000) if x % 2== 0)
    优点:节约内存空间
    缺点:计算速度慢,因为要生成
     
     

    5、自定义装饰器(常用,非常重要)

    自定义装饰器,在日常工作中比较常用,是必须掌握的技能。

    6、迭代器

    迭代器(iterator)有时又称游标(cursor)是程序设计的软件设计模式,可在容器(container,例如链表或阵列)上遍访的接口,设计人员无需关心容器的内容。
    迭代器(iterator)是一种对象,它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素,每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口,所谓迭代器是一种概念上的抽象:那些行为上像迭代器的东西都可以叫做迭代器。然而迭代器有很多不同的能力,它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。
    迭代器提供一些基本操作符:*、++、==、!=、=。这些操作和C/C++“操作array元素”时的指针接口一致。不同之处在于,迭代器是个所谓的复杂的指针,具有遍历复杂数据结构的能力。其下层运行机制取决于其所遍历的数据结构。因此,每一种容器型都必须提供自己的迭代器。事实上每一种容器都将其迭代器以嵌套的方式定义于内部。因此各种迭代器的接口相同,型号却不同。这直接导出了泛型程序设计的概念:所有操作行为都使用相同接口,虽然它们的型别不同。
     ----摘自《百度百科》

    功能

    迭代器使开发人员能够在类或结构中支持foreach迭代,而不必整个实现IEnumerable或者IEnumerator接口。只需提供一个迭代器,即可遍历类中的数据结构。当编译器检测到迭代器时,将自动生成IEnumerable接口或者IEnumerator接口的Current,MoveNext和Dispose方法。
     ----摘自《百度百科》

    特点

    1.迭代器是可以返回相同类型值的有序序列的一段代码;
    2.迭代器可用作方法、运算符或get访问器的代码体;
    3.迭代器代码使用yieldreturn语句依次返回每个元素,yield break将终止迭代;
    4.可以在类中实现多个迭代器,每个迭代器都必须像任何类成员一样有惟一的名称,并且可以在foreach语句中被客户端,代码调用如下所示:foreach(int x in SimpleClass.Iterator2){};
    5.迭代器的返回类型必须为IEnumerable和IEnumerator中的任意一种;
    6.迭代器是产生值的有序序列的一个语句块,不同于有一个 或多个yield语句存在的常规语句块;
    7.迭代器不是一种成员,它只是实现函数成员的方式,理解这一点是很重要的,一个通过迭代器实现的成员,可以被其他可能或不可能通过迭代器实现的成员覆盖和重载;
    8.迭代器块在C#语法中不是独特的元素,它们在几个方面受到限制,并且主要作用在函数成员声明的语义上,它们在语法上只是语句块而已;
    9.yield关键字用于指定返回的值。到达yieldreturn语句时,会保存当前位置。下次调用迭代器时将从此位置重新开始执行。 迭代器对集合类特别有用,它提供一种简单的方法来迭代不常用的数据结构(如二进制树)。
     ----摘自《百度百科》

     

    输出结果为:

    6、进程和线程

    今天我们使用的计算机早已进入多CPU或多核时代,而我们使用的操作系统都是支持“多任务”的操作系统,这使得我们可以同时运行多个程序,也可以将一个程序分解为若干个相对独立的子任务,让多个子任务并发的执行,从而缩短程序的执行时间,同时也让用户获得更好的体验。因此在当下不管是用什么编程语言进行开发,实现让程序同时执行多个任务也就是常说的“并发编程”,应该是程序员必备技能之一。为此,我们需要先讨论两个概念,一个叫进程,一个叫线程。

    概念

    进程就是操作系统中执行的一个程序,操作系统以进程为单位分配存储空间,每个进程都有自己的地址空间、数据栈以及其他用于跟踪进程执行的辅助数据,操作系统管理所有进程的执行,为它们合理的分配资源。进程可以通过fork或spawn的方式来创建新的进程来执行其他的任务,不过新的进程也有自己独立的内存空间,因此必须通过进程间通信机制(IPC,Inter-Process Communication)来实现数据共享,具体的方式包括管道、信号、套接字、共享内存区等。

    一个进程还可以拥有多个并发的执行线索,简单的说就是拥有多个可以获得CPU调度的执行单元,这就是所谓的线程。由于线程在同一个进程下,它们可以共享相同的上下文,因此相对于进程而言,线程间的信息共享和通信更加容易。当然在单核CPU系统中,真正的并发是不可能的,因为在某个时刻能够获得CPU的只有唯一的一个线程,多个线程共享了CPU的执行时间。使用多线程实现并发编程为程序带来的好处是不言而喻的,最主要的体现在提升程序的性能和改善用户体验,今天我们使用的软件几乎都用到了多线程技术,这一点可以利用系统自带的进程监控工具(如macOS中的“活动监视器”、Windows中的“任务管理器”)

    当然多线程也并不是没有坏处,站在其他进程的角度,多线程的程序对其他程序并不友好,因为它占用了更多的CPU执行时间,导致其他程序无法获得足够的CPU执行时间;另一方面,站在开发者的角度,编写和调试多线程的程序都对开发者有较高的要求,对于初学者来说更加困难。

    Python既支持多进程又支持多线程,因此使用Python实现并发编程主要有3种方式:多进程、多线程、多进程+多线程。

    Python中的多进程

    Unix和Linux操作系统上提供了fork()系统调用来创建进程,调用fork()函数的是父进程,创建出的是子进程,子进程是父进程的一个拷贝,但是子进程拥有自己的PID。fork()函数非常特殊它会返回两次,父进程中可以通过fork()函数的返回值得到子进程的PID,而子进程中的返回值永远都是0。Python的os模块提供了fork()函数。由于Windows系统没有fork()调用,因此要实现跨平台的多进程编程,可以使用multiprocessing模块的Process类来创建子进程,而且该模块还提供了更高级的封装,例如批量启动进程的进程池(Pool)、用于进程间通信的队列(Queue)和管道(Pipe)等。

    下面用一个下载文件的例子来说明使用多进程和不使用多进程到底有什么差别,先看看下面的代码。

     

    输出结果为:

    从上面的例子可以看出,如果程序中的代码只能按顺序一点点的往下执行,那么即使执行两个毫不相关的下载任务,也需要先等待一个文件下载完成后才能开始下一个下载任务,很显然这并不合理也没有效率。接下来我们使用多进程的方式将两个下载任务放到不同的进程中,代码如下所示。 

    输出结果为:

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