Python对象

理解几个概念：

1. 类(Class): 用来描述具有相同属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。其中的对象被称作类的实例。
2. 实例：也称对象。通过类定义的初始化方法，赋予具体的值，成为一个”有血有肉的实体”。
3. 实例化：创建类的实例的过程或操作。
4. 实例变量：定义在实例中的变量，只作用于当前实例。
5. 类变量：类变量是所有实例公有的变量。类变量定义在类中，但在方法体之外。
6. 数据成员：类变量、实例变量、方法、类方法、静态方法和属性等的统称。
7. 方法：类中定义的函数。
8. 静态方法：不需要实例化就可以由类执行的方法
9. 类方法：类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。
10. 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对父类的方法进行改写，这个过程也称override。
11. 封装：将内部实现包裹起来，对外透明，提供api接口进行调用的机制
12. 继承：即一个派生类（derived class）继承父类（base class）的变量和方法。
13. 多态：根据对象类型的不同以不同的方式进行处理。

调用类的三种方法

实例方法，静态方法，类方法

class dd:
    def __init__(self,url):
        self.url=url
    def runx(self):
        print requests.get(self.url).status_code

a = dd('http://www.langzi.fun')
a.runx()
# 这种调用方法就是实例方法

　　

静态方法

静态方法由类调用，无默认参数。将实例方法参数中的self去掉，然后在方法定义上方加上@staticmethod，就成为静态方法。它属于类，和实例无关。建议只使用类名.静态方法的调用方式。（虽然也可以使用实例名.静态方法的方式调用）

class ff:
    @staticmethod
    def runx():
        print requests.get('http://www.langzi.fun').status_code
ff.runx()

类方法

类方法由类调用，采用@classmethod装饰，至少传入一个cls（代指类本身，类似self）参数。执行类方法时，自动将调用该方法的类赋值给cls。建议只使用类名.类方法的调用方式。（虽然也可以使用实例名.类方法的方式调用）

class gg:
    url = 0
    stat = 0
    # 因为使用classmethod后会传入新的变量，所以一开始是需要自己先定义类变量
    def __init__(self,url=0,stat=0):
    # 这里按照正常的定义构造函数
        self.url=url
        self.stat=stat
    @classmethod
    # 装饰器，立马执行下面的函数
    def split(cls,info):
        # 这个函数接受两个参数，默认的cls就是这个类的init函数，info就是外面传入进来的
        url,stat=map(str,info.split('-'))
        # 这里转换成了格式化的结构
        data = cls(url,stat)
        # 然后执行这个类第一个方法，这个类构造函数需要传入两个参数，于是就传入了两个参数
        return data
        # 这里就直接返回了函数结果
    def outer(self):
        print self.url
        print self.stat

r = gg.split(('langzi-200'))
r.outer()
# 这里是调用类方法，与调用实例方法一样

类的特性

封装

封装是指将数据与具体操作的实现代码放在某个对象内部，外部无法访问。必须要先调用类的方法才能启动。

案例

class cc:
    ccc = 'ccc'
    # cc就是类名 如果想要继承别的类 就class cc(threading) 意思就是从threading继承
    def __init__(self,a,b,c):
        self.a=a
        self.b=b
        self.c=c
print e.ccc
#类变量，在类里面找到定义的变量。
print ccc
# 这里会报错，这就是封装。类中的函数同理。

继承

当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。
比如，我们已经编写了一个名为Animal的class，有一个run()方法可以直接打印：

class Animal(object):
    def run(self):
        print 'Animal is running...'

当我们需要编写Dog和Cat类时，就可以直接从Animal类继承：

class Dog(Animal):
    pass
class Cat(Animal):
    pass

继承有什么好处？最大的好处是子类获得了父类的全部功能。由于Animial实现了run()方法，因此，Dog和Cat作为它的子类，什么事也没干，就自动拥有了run()方法：

dog = Dog()
dog.run()
cat = Cat()
cat.run()

当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

多态

要理解多态的好处，我们还需要再编写一个函数，这个函数接受一个Animal类型的变量：

def run_twice(animal):
    animal.run()
    animal.run()

当我们传入Animal的实例时，run_twice()就打印出：

run_twice(Animal())
运行结果：
Animal is running...
Animal is running...

当我们传入Dog的实例时，run_twice()就打印出：

run_twice(Dog())
运行结果：
Dog is running...
Dog is running...

当我们传入Cat的实例时，run_twice()就打印出：

run_twice(Cat())
运行结果：
Cat is running...
Cat is running...

看上去没啥意思，但是仔细想想，现在，如果我们再定义一个Tortoise类型，也从Animal派生：

class Tortoise(Animal):
    def run(self):
        print 'Tortoise is running slowly...'

当我们调用run_twice()时，传入Tortoise的实例：

run_twice(Tortoise())
运行结果：
Tortoise is running slowly...
Tortoise is running slowly...

你会发现，新增一个Animal的子类，不必对run_twice()做任何修改，实际上，任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行，原因就在于多态。

多态的好处就是，当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时，我们只需要接收Animal类型就可以了，因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型，然后，按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法，因此，传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思：

对于一个变量，我们只需要知道它是Animal类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心地调用run()方法，而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat还是Tortoise对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Animal的子类时，只要确保run()方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则：

对扩展开放：允许新增Animal子类；
对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。
总结：继承可以把父类的所有功能都直接拿过来，这样就不必重零做起，子类只需要新增自己特有的方法，也可以把父类不适合的方法覆盖重写；
有了继承，才能有多态。在调用类实例方法的时候，尽量把变量视作父类类型，这样，所有子类类型都可以正常被接收；
旧的方式定义Python类允许不从object类继承，但这种编程方式已经严重不推荐使用。任何时候，如果没有合适的类可以继承，就继承自object类。

魔法方法

在上面有提到除了init之外还有iter,reverse的方法，这里就详细说下除了init初始化还有哪些别的方法。

__init__ :      构造函数，在生成对象时调用
__del__ :       析构函数，释放对象时使用
__repr__ :      打印，转换
__setitem__ :   按照索引赋值
__getitem__:    按照索引获取值
__len__:        获得长度
__cmp__:        比较运算
__call__:       调用
__add__:        加运算
__sub__:        减运算
__mul__:        乘运算
__div__:        除运算
__mod__:        求余运算
__pow__:        幂

具体使用

1. doc

说明性文档和信息。Python自建，无需自定义。

class Foo:
    """ 描述类信息，可被自动收集 """
    def func(self):
        pass
# 打印类的说明文档 
print(Foo.__doc__)

2. init()

实例化方法，通过类创建实例时，自动触发执行。

class Foo:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 18
obj = Foo(jack') # 自动执行类中的 __init__ 方法

3. module__ 和 __class

module 表示当前操作的对象在属于哪个模块。
class 表示当前操作的对象属于哪个类。
这两者也是Python内建，无需自定义。

class Foo:
    pass
obj = Foo()
print(obj.__module__)
print(obj.__class__)
运行结果：
main

4. del()

析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发此方法。

注：此方法一般无须自定义，因为Python自带内存分配和释放机制，除非你需要在释放的时候指定做一些动作。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。

class Foo:
    def __del__(self):
        print("我被回收了！")

obj = Foo()
del obj

5. call()

如果为一个类编写了该方法，那么在该类的实例后面加括号，可会调用这个方法。

注：构造方法的执行是由类加括号执行的，即：对象 = 类名()，而对于call() 方法，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__

可以用Python内建的callable()函数进行测试，判断一个对象是否可以被执行。

callable(Student())

运行结果：

True

6. dict

列出类或对象中的所有成员！非常重要和有用的一个属性，Python自建，无需用户自己定义。

class Province:
    country = 'China'
    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count
    def func(self, *args, **kwargs):
        print（'func'）
# 获取类的成员
print(Province.__dict__)
# 获取 对象obj1 的成员 
obj1 = Province('HeBei',10000)
print(obj1.__dict__)
# 获取 对象obj2 的成员 
obj2 = Province('HeNan', 3888)
print(obj2.__dict__)

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。这也是一个非常重要的方法，需要用户自己定义。　

下面的类，没有定义str()方法，打印结果是：

class Foo:
    pass
obj = Foo()
print(obj)
定义了__str__()方法后，打印结果是：'jack'。
class Foo:
    def __str__(self):
        return 'jack'
obj = Foo()
print(obj)

8、getitem__()、_setitem_()、__delitem()

取值、赋值、删除这“三剑客”的套路，在Python中，我们已经见过很多次了，比如前面的@property装饰器。

Python中，标识符后面加圆括号，通常代表执行或调用方法的意思。而在标识符后面加中括号[]，通常代表取值的意思。Python设计了getitem()、setitem()、delitem()这三个特殊成员，用于执行与中括号有关的动作。它们分别表示取值、赋值、删除数据。

也就是如下的操作：

a = 标识符[]　： 　　执行__getitem__方法
标识符[] = a  ： 　　执行__setitem__方法
del 标识符[]　： 　　执行__delitem__方法

如果有一个类同时定义了这三个魔法方法，那么这个类的实例的行为看起来就像一个字典一样，如下例所示：

class Foo:
    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'] = 'jack'      # 自动触发执行 __setitem__
del obj['k1']             # 自动触发执行 __delitem__

9. iter()

这是迭代器方法！列表、字典、元组之所以可以进行for循环，是因为其内部定义了 iter()这个方法。如果用户想让自定义的类的对象可以被迭代，那么就需要在类中定义这个方法，并且让该方法的返回值是一个可迭代的对象。当在代码中利用for循环遍历对象时，就会调用类的这个iter()方法。

普通的类：

class Foo:
    pass
obj = Foo()
for i in obj:
    print(i)
# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable<br># 原因是Foo对象不可迭代
添加一个__iter__()，但什么都不返回：
class Foo:
    def __iter__(self):
        pass
obj = Foo()
for i in obj:
    print(i)
# 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
#原因是 __iter__方法没有返回一个可迭代的对象

返回一个个迭代对象：

class Foo:
    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)

最好的方法是使用生成器：

class Foo:
    def __init__(self):
        pass
    def __iter__(self):
        yield 1
        yield 2
        yield 3
obj = Foo()
for i in obj:
    print(i)

10、len()

在Python中，如果你调用内置的len()函数试图获取一个对象的长度，在后台，其实是去调用该对象的len()方法，所以，下面的代码是等价的：

len('ABC')
3
'ABC'.__len__()
3

Python的list、dict、str等内置数据类型都实现了该方法，但是你自定义的类要实现len方法需要好好设计。

11. repr()

这个方法的作用和str()很像，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。通常两者代码一样。

class Foo:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def __str__(self):
        return "this is %s" % self.name
    __repr__ = __str__

12. add__: 加运算 _sub_: 减运算 _mul_: 乘运算 _div_: 除运算 _mod_: 求余运算 __pow: 幂运算

这些都是算术运算方法，需要你自己为类设计具体运算代码。有些Python内置数据类型，比如int就带有这些方法。Python支持运算符的重载，也就是重写。

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b
   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print (v1 + v2)

13. author作者信息

__author__ = "Jack"
def show():
    print(__author__)
show()

14. slots

Python作为一种动态语言，可以在类定义完成和实例化后，给类或者对象继续添加随意个数或者任意类型的变量或方法，这是动态语言的特性。例如：

def print_doc(self):
    print("haha")

class Foo:
    pass

obj1 = Foo()
obj2 = Foo()
# 动态添加实例变量
obj1.name = "jack"
obj2.age = 18
# 动态的给类添加实例方法
Foo.show = print_doc
obj1.show()
obj2.show()

但是！如果我想限制实例可以添加的变量怎么办？可以使slots限制实例的变量，比如，只允许Foo的实例添加name和age属性。

def print_doc(self):
    print("haha")
class Foo:
    __slots__ = ("name", "age")
    pass
obj1 = Foo()
obj2 = Foo()
# 动态添加实例变量
obj1.name = "jack"
obj2.age = 18
obj1.sex = "male"       # 这一句会弹出错误
# 但是无法限制给类添加方法
Foo.show = print_doc
obj1.show()
obj2.show()
由于'sex'不在__slots__的列表中，所以不能绑定sex属性，试图绑定sex将得到AttributeError的错误。
Traceback (most recent call last):
  File "F:/Python/pycharm/201705/1.py", line 14, in <module>
    obj1.sex = "male"
AttributeError: 'Foo' object has no attribute 'sex'

需要提醒的是，slots定义的属性仅对当前类的实例起作用，对继承了它的子类是不起作用的。想想也是这个道理，如果你继承一个父类，却莫名其妙发现有些变量无法定义，那不是大问题么？如果非要子类也被限制，除非在子类中也定义slots，这样，子类实例允许定义的属性就是自身的slots加上父类的slots。

成员保护与访问机制

有些对象你不想外部访问，即使是通过调用类对象也无法访问，那就请认真学完本章节。

私有成员

class obj:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def pri(self):
        print self.name
    __age = 18
    # 加上双下划线的就是私有变量，只能在类的内部访问，外部无法访问
a = obj('zhao')
a.pri()

运行结果：

zhao

如果要在类中调用这个私有成员，可以这么用

class obj:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def prin(self):
        print self.name
    __age = 18
    # 加上双下划线的就是私有变量，只能在类的内部访问，外部无法访问
    @classmethod
    # 如果要在类中调用，首先调用类方法
    def pri(cls):
        print cls.__age
        # 然后在使用
a = obj('zhao')
a.prin()
obj.pri()
# 通过这样直接调用类中的私有变量

运行结果：

zhao
18

使用get-set-del方法操作私有成员

class obj:
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def prin(self):
        print self.name
    __age = 18
    # 加上双下划线的就是私有变量，只能在类的内部访问，外部无法访问
    @classmethod
    # 如果要在类中调用，首先调用类方法
    def pri(cls):
        print cls.__age
        # 然后在使用
    @classmethod
    def set_age(cls,value):
        cls.__age = value
        return cls.__age
        # 这个用法就是改变__age的值
    @classmethod
    def get_age(cls):
        return cls.__age
        # 这个用法就是直接返回__age的值
    @classmethod
    def del_age(cls):
        del cls.__age
        # 这个用法就是直接删除__age的值

print obj.get_age()
# 这里是直接调用出__age的值  返回值18
print obj.set_age(20)
# 这里是直接改变__age的值  返回值20
obj.del_age()
# 这里是直接删除__age的值

思考： 既然是私有变量，不让外部访问，为何有要在后面调用又改变呢？因为可以对私有变量进行额外的检测，处理，加工等等。比如判断value的值，使用isinstance然后做if-else判断。

使用私有变量可以对内部变量进行保护，外部无法改变，但是可以对它进行检测处理。

这里引申一下私有成员的保护机制，使用__age对私有变量其实就是—>obj._obj__age的样子进行保护，说白了你直接使用obj._obj__age就可以直接调用内部私有变量age了。

Propety装饰器

把类的方法伪装成属性调用的方式，就是把类里面的一个函数，变成一个属性一样的东西~
一开始调用类的方法要使用圆括号，现在变成了属性进行读取设置存储。
举个例子来说明：

常用的调用方法

class obj:
    def __init__(self,name,age):
        self.__name=name
        self.__age=age
        # 讲这些设置成私有变量
    def get_age(self):
        return self.__age
    def set_age(self,value):
        if isinstance(value,int):
            self.__age=value
        else:
            raise ValueError('非整数类型')
    def del_age(self):
        print 'delete over'
a = obj('langzi',18)
print a.get_age()
a.set_age(20)
print a.get_age()

使用装饰器

class obj:
    def __init__(self,name,age):
        self.__name=name
        self.__age=age
        # 把这些设置成私有变量
    @property
    def age(self):
        return self.__age
    @age.setter
    def age(self,value):
        if isinstance(value,int):
            self.__age=value
        else:
            raise ValueError('非整数类型')
    @age.deleter
    def age(self):
        print 'delete over'
a = obj('langzi',18)
# 使用这些装饰器，可以使用类与对象的方法直接调用
print a.age
# 这里就是直接调用返回age的值
a.age=20
# 这里就是直接使用setter把值转换
print a.age
del a.age
# 删除age

当然这种调用方法有些麻烦，每次都是一个一个去实例类与对象，有个更加简单直观的方法。

更加减半的使用property()函数

除了使用装饰器的方式将一个方法伪装成属性外，Python内置的builtins模块中的property()函数，为我们提供了第二种设置类属性的手段。

class People:

    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def get_age(self):
        return self.__age

    def set_age(self, age):
        if isinstance(age, int):
            self.__age = age
        else:
            raise ValueError

    def del_age(self):
        print("删除年龄数据！")

    # 核心在这句
    age = property(get_age, set_age, del_age, "年龄")    


obj = People("jack", 18)
print(obj.age)
obj.age = 19
print("obj.age:  ", obj.age)
del obj.ag

通过语句age = property(get_age, set_age, del_age, “年龄”)将一个方法伪装成为属性。其效果和装饰器的方法是一样的。

property()函数的参数：

第一个参数是方法名，调用 实例.属性 时自动执行的方法
第二个参数是方法名，调用 实例.属性 ＝ XXX时自动执行的方法
第三个参数是方法名，调用 del 实例.属性 时自动执行的方法
第四个参数是字符串，调用 实例.属性.__doc__时的描述信息。

参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/61042358