#面向对象之继承与派生
一 初识继承
什么是继承
继承是一种创建新类的方式，新建的类可以继承一个或多个父类（python支持多继承），父类又可称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类。
子类会“”遗传”父类的属性，从而解决代码重用问题（比如练习7中Garen与Riven类有很多冗余的代码）
python中类的继承分为：单继承和多继承
class ParentClass1: #定义父类
pass
class ParentClass2: #定义父类
pass
class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
pass
class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
pass
查看继承
>>> SubClass1.__bases__ #__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 (<class '__main__.ParentClass1'>,) >>> SubClass2.__bases__ (<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)
经典类与新式类
1.只有在python2中才分新式类和经典类，python3中统一都是新式类 2.在python2中，没有显式的继承object类的类，以及该类的子类，都是经典类 3.在python2中，显式地声明继承object的类，以及该类的子类，都是新式类 3.在python3中，无论是否继承object，都默认继承object，即python3中所有类均为新式类 #关于新式类与经典类的区别，我们稍后讨论
提示：如果没有指定基类，python的类会默认继承object类，object是所有python类的基类，它提供了一些常见方法（如__str__）的实现。
>>> ParentClass1.__bases__ (<class 'object'>,) >>> ParentClass2.__bases__ (<class 'object'>,)
二 继承与抽象（先抽象再继承）
继承描述的是子类与父类之间的关系，是一种什么是什么的关系。要找出这种关系，必须先抽象再继承
抽象即抽取类似或者说比较像的部分。
抽象分成两个层次：
1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；
2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。
抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）
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。
抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类
三 继承与重用性
使用继承来重用代码比较好的例子
==========================第一部分
例如
猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒
狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒
如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能，伪代码如下：
#猫和狗有大量相同的内容
class 猫：
def 喵喵叫(self):
print '喵喵叫'
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
class 狗：
def 汪汪叫(self):
print '喵喵叫'
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
==========================第二部分
上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想，如下实现：
动物：吃、喝、拉、撒
猫：喵喵叫（猫继承动物的功能）
狗：汪汪叫（狗继承动物的功能）
伪代码如下：
class 动物:
def 吃(self):
# do something
def 喝(self):
# do something
def 拉(self):
# do something
def 撒(self):
# do something
# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 猫(动物)：
def 喵喵叫(self):
print '喵喵叫'
# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 狗(动物)：
def 汪汪叫(self):
print '喵喵叫'
==========================第三部分
#继承的代码实现
class Animal:
def eat(self):
print("%s 吃 " %self.name)
def drink(self):
print ("%s 喝 " %self.name)
def shit(self):
print ("%s 拉 " %self.name)
def pee(self):
print ("%s 撒 " %self.name)
class Cat(Animal):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed = '猫'
def cry(self):
print('喵喵叫')
class Dog(Animal):
def __init__(self, name):
self.name = name
self.breed='狗'
def cry(self):
print('汪汪叫')
# ######### 执行 #########
c1 = Cat('小白家的小黑猫')
c1.eat()
c2 = Cat('小黑的小白猫')
c2.drink()
d1 = Dog('胖子家的小瘦狗')
d1.eat()
在开发程序的过程中，如果我们定义了一个类A，然后又想新建立另外一个类B，但是类B的大部分内容与类A的相同时
我们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。
通过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用
class Hero:
def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value):
self.nickname=nickname
self.aggressivity=aggressivity
self.life_value=life_value
def move_forward(self):
print('%s move forward' %self.nickname)
def move_backward(self):
print('%s move backward' %self.nickname)
def move_left(self):
print('%s move forward' %self.nickname)
def move_right(self):
print('%s move forward' %self.nickname)
def attack(self,enemy):
enemy.life_value-=self.aggressivity
class Garen(Hero):
pass
class Riven(Hero):
pass
g1=Garen('草丛伦',100,300)
r1=Riven('锐雯雯',57,200)
print(g1.life_value)
r1.attack(g1)
print(g1.life_value)
'''
运行结果
243
'''
提示：用已经有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分，大大生了编程工作量，这就是常说的软件重用，不仅可以重用自己的类，也可以继承别人的，比如标准库，来定制新的数据类型，这样就是大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来说，意义重大.
注意：像g1.life_value之类的属性引用，会先从实例中找life_value然后去类中找，然后再去父类中找...直到最顶级的父类。
重点！！！：再看属性查找
class Foo:
def f1(self):
print('Foo.f1')
def f2(self):
print('Foo.f2')
self.f1()
class Bar(Foo):
def f1(self):
print('Foo.f1')
b=Bar()
b.f2()
四 派生
当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性（不会影响到父类），需要注意的是，一旦重新定义了自己的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以自己为准了。
class Riven(Hero):
camp='Noxus'
def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类
print('from riven')
def fly(self): #在自己这里定义新的
print('%s is flying' %self.nickname)
在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能需要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，因此即便是self参数也要为其传值
class Riven(Hero):
camp='Noxus'
def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value,skin):
Hero.__init__(self,nickname,aggressivity,life_value) #调用父类功能
self.skin=skin #新属性
def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类
Hero.attack(self,enemy) #调用功能
print('from riven')
def fly(self): #在自己这里定义新的
print('%s is flying' %self.nickname)
r1=Riven('锐雯雯',57,200,'比基尼')
r1.fly()
print(r1.skin)
'''
运行结果
锐雯雯 is flying
比基尼
'''
五 组合与重用性
软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式，即：组合
组合指的是，在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合
>>> class Equip: #武器装备类
... def fire(self):
... print('release Fire skill')
...
>>> class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
... camp='Noxus'
... def __init__(self,nickname):
... self.nickname=nickname
... self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性
...
>>> r1=Riven('锐雯雯')
>>> r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法
release Fire skill
组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同，
1.继承的方式
通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种'是'的关系，比如白马是马，人是动物。
当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如老师是人，学生是人
2.组合的方式
用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python和linux课程，教授有学生s1、s2、s3...
例子：继承与组合
class People:
def __init__(self,name,age,sex):
self.name=name
self.age=age
self.sex=sex
class Course:
def __init__(self,name,period,price):
self.name=name
self.period=period
self.price=price
def tell_info(self):
print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))
class Teacher(People):
def __init__(self,name,age,sex,job_title):
People.__init__(self,name,age,sex)
self.job_title=job_title
self.course=[]
self.students=[]
class Student(People):
def __init__(self,name,age,sex):
People.__init__(self,name,age,sex)
self.course=[]
egon=Teacher('egon',18,'male','沙河霸道金牌讲师')
s1=Student('牛榴弹',18,'female')
python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('python','3mons',3000.0)
#为老师egon和学生s1添加课程
egon.course.append(python)
egon.course.append(linux)
s1.course.append(python)
#为老师egon添加学生s1
egon.students.append(s1)
#使用
for obj in egon.course:
obj.tell_info()
当类之间有显著不同，并且较小的类是较大的类所需要的组件时，用组合比较好
六 接口与归一化设计
1.什么是接口
java中的interface
=================第一部分：Java 语言中的接口很好的展现了接口的含义: IAnimal.java
/*
* Java的Interface接口的特征:
* 1)是一组功能的集合,而不是一个功能
* 2)接口的功能用于交互,所有的功能都是public,即别的对象可操作
* 3)接口只定义函数,但不涉及函数实现
* 4)这些功能是相关的,都是动物相关的功能,但光合作用就不适宜放到IAnimal里面了 */
package com.oo.demo;
public interface IAnimal {
public void eat();
public void run();
public void sleep();
public void speak();
}
=================第二部分：Pig.java：猪”的类设计,实现了IAnnimal接口
package com.oo.demo;
public class Pig implements IAnimal{ //如下每个函数都需要详细实现
public void eat(){
System.out.println("Pig like to eat grass");
}
public void run(){
System.out.println("Pig run: front legs, back legs");
}
public void sleep(){
System.out.println("Pig sleep 16 hours every day");
}
public void speak(){
System.out.println("Pig can not speak"); }
}
=================第三部分：Person2.java
/*
*实现了IAnimal的“人”,有几点说明一下:
* 1)同样都实现了IAnimal的接口,但“人”和“猪”的实现不一样,为了避免太多代码导致影响阅读,这里的代码简化成一行,但输出的内容不一样,实际项目中同一接口的同一功能点,不同的类实现完全不一样
* 2)这里同样是“人”这个类,但和前面介绍类时给的类“Person”完全不一样,这是因为同样的逻辑概念,在不同的应用场景下,具备的属性和功能是完全不一样的 */
package com.oo.demo;
public class Person2 implements IAnimal {
public void eat(){
System.out.println("Person like to eat meat");
}
public void run(){
System.out.println("Person run: left leg, right leg");
}
public void sleep(){
System.out.println("Person sleep 8 hours every dat");
}
public void speak(){
System.out.println("Hellow world, I am a person");
}
}
=================第四部分：Tester03.java
package com.oo.demo;
public class Tester03 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===This is a person===");
IAnimal person = new Person2();
person.eat();
person.run();
person.sleep();
person.speak();
System.out.println("
===This is a pig===");
IAnimal pig = new Pig();
pig.eat();
pig.run();
pig.sleep();
pig.speak();
}
}
PS:hi boy，给我开个查询接口。。。此时的接口指的是：自己提供给使用者来调用自己功能的方式方法入口
2. 为何要用接口
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。
归一化的好处在于：
1. 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。
2. 归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合
2.1：就好象linux的泛文件概念一样，所有东西都可以当文件处理，不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕（当然，对底层设计者，当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”，然后做出针对性的设计：细致到什么程度，视需求而定）。
2.2：再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样
3. 模仿interface
在python中根本就没有一个叫做interface的关键字，如果非要去模仿接口的概念
可以借助第三方模块：
http://pypi.python.org/pypi/zope.interface
twisted的twistedinternetinterface.py里使用zope.interface
文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/
设计模式：https://github.com/faif/python-patterns
也可以使用继承：
继承的两种用途
一：继承基类的方法，并且做出自己的改变或者扩展（代码重用）：实践中，继承的这种用途意义并不很大，甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。
二：声明某个子类兼容于某基类，定义一个接口类（模仿java的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 Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念，python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。 def read(self): #定接口函数read pass def write(self): #定义接口函数write pass class Txt(Interface): #文本，具体实现read和write def read(self): print('文本数据的读取方法') def write(self): print('文本数据的读取方法') class Sata(Interface): #磁盘，具体实现read和write def read(self): print('硬盘数据的读取方法') def write(self): print('硬盘数据的读取方法') class Process(Interface): def read(self): print('进程数据的读取方法') def write(self): print('进程数据的读取方法')
上面的代码只是看起来像接口，其实并没有起到接口的作用，子类完全可以不用去实现接口 ，这就用到了抽象类
七 抽象类
1 什么是抽象类
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
2 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。
比如我们有香蕉的类，有苹果的类，有桃子的类，从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类，你吃水果时，要么是吃一个具体的香蕉，要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。
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：抽象类中只能有抽象方法（没有实现功能），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，即将揭晓答案
3. 在python中实现抽象类
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类
class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
all_type='file'
@abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
def read(self):
'子类必须定义读功能'
pass
@abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
def write(self):
'子类必须定义写功能'
pass
# class Txt(All_file):
# pass
#
# t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法
class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('文本数据的读取方法')
def write(self):
print('文本数据的读取方法')
class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('硬盘数据的读取方法')
def write(self):
print('硬盘数据的读取方法')
class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('进程数据的读取方法')
def write(self):
print('进程数据的读取方法')
wenbenwenjian=Txt()
yingpanwenjian=Sata()
jinchengwenjian=Process()
#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()
print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)
4. 抽象类与接口
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（如all_type）和函数属性（如read、write），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
八 继承实现的原理（可恶的菱形问题）
1 继承顺序
在Java和C#中子类只能继承一个父类，而Python中子类可以同时继承多个父类，如A(B,C,D)
如果继承关系为非菱形结构，则会按照先找B这一条分支，然后再找C这一条分支，最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性
如果继承关系为菱形结构，那么属性的查找方式有两种，分别是：深度优先和广度优先
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
继承顺序
2 继承原理（python如何实现的继承）
python到底是如何实现继承的，对于你定义的每一个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，例如
>>> F.mro() #等同于F.__mro__ [<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类
九 子类中调用父类的方法
方法一：指名道姓，即父类名.父类方法()
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
class Vehicle: #定义交通工具类
Country='China'
def __init__(self,name,speed,load,power):
self.name=name
self.speed=speed
self.load=load
self.power=power
def run(self):
print('开动啦...')
class Subway(Vehicle): #地铁
def __init__(self,name,speed,load,power,line):
Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power)
self.line=line
def run(self):
print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
Vehicle.run(self)
line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()
方法二：super()
class Vehicle: #定义交通工具类
Country='China'
def __init__(self,name,speed,load,power):
self.name=name
self.speed=speed
self.load=load
self.power=power
def run(self):
print('开动啦...')
class Subway(Vehicle): #地铁
def __init__(self,name,speed,load,power,line):
#super(Subway,self) 就相当于实例本身 在python3中super()等同于super(Subway,self)
super().__init__(name,speed,load,power)
self.line=line
def run(self):
print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
super(Subway,self).run()
class Mobike(Vehicle):#摩拜单车
pass
line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()
强调：二者使用哪一种都可以，但最好不要混合使用
了解部分：
即使没有直接继承关系，super仍然会按照mro继续往后查找
#A没有继承B,但是A内super会基于C.mro()继续往后找 class A: def test(self): super().test() class B: def test(self): print('from B') class C(A,B): pass c=C() c.test() #打印结果:from B print(C.mro()) #[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]
指名道姓与super()的区别
#指名道姓
class A:
def __init__(self):
print('A的构造方法')
class B(A):
def __init__(self):
print('B的构造方法')
A.__init__(self)
class C(A):
def __init__(self):
print('C的构造方法')
A.__init__(self)
class D(B,C):
def __init__(self):
print('D的构造方法')
B.__init__(self)
C.__init__(self)
pass
f1=D() #A.__init__被重复调用
'''
D的构造方法
B的构造方法
A的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''
#使用super()
class A:
def __init__(self):
print('A的构造方法')
class B(A):
def __init__(self):
print('B的构造方法')
super(B,self).__init__()
class C(A):
def __init__(self):
print('C的构造方法')
super(C,self).__init__()
class D(B,C):
def __init__(self):
print('D的构造方法')
super(D,self).__init__()
f1=D() #super()会基于mro列表,往后找
'''
D的构造方法
B的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''
当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次（注意注意注意：使用super调用的所有属性，都是从MRO列表当前的位置往后找，千万不要通过看代码去找继承关系，一定要看MRO列表）
#面向对象之多态、多态性
一 多态
多态指的是一类事物有多种形态
动物有多种形态：人，狗，猪
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')
文件有多种形态：文本文件，可执行文件
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')
二 多态性
一 什么是多态动态绑定（在继承的背景下使用时，有时也称为多态性）
多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例
详细解释
在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息（！！！obj.func():是调用了obj的方法func，又称为向obj发送了一条消息func），不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。
比如：老师.下课铃响了（），学生.下课铃响了()，老师执行的是下班操作，学生执行的是放学操作，虽然二者消息一样，但是执行的效果不同
多态性分为静态多态性和动态多态性
静态多态性：如任何类型都可以用运算符+进行运算
动态多态性：如下
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()
二 为什么要用多态性（多态性的好处）
其实大家从上面多态性的例子可以看出，我们并没有增加什么新的知识，也就是说python本身就是支持多态性的，这么做的好处是什么呢？
1.增加了程序的灵活性
以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)
2.增加了程序额可扩展性
通过继承animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用
>>> class Cat(Animal): #属于动物的另外一种形态：猫
... def talk(self):
... print('say miao')
...
>>> def func(animal): #对于使用者来说，自己的代码根本无需改动
... animal.talk()
...
>>> cat1=Cat() #实例出一只猫
>>> func(cat1) #甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能
say miao
'''
这样我们新增了一个形态Cat，由Cat类产生的实例cat1，使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法，即func(cat1)
'''
三 鸭子类型
逗比时刻：
Python崇尚鸭子类型，即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子，那么它就是鸭子’
python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如，如果想编写现有对象的自定义版本，可以继承该对象
也可以创建一个外观和行为像，但与它无任何关系的全新对象，后者通常用于保存程序组件的松耦合度。
例1：利用标准库中定义的各种‘与文件类似’的对象，尽管这些对象的工作方式像文件，但他们没有继承内置文件对象的方法
#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
例2：其实大家一直在享受着多态性带来的好处，比如Python的序列类型有多种形态：字符串，列表，元组，多态性体现如下
#str,list,tuple都是序列类型
s=str('hello')
l=list([1,2,3])
t=tuple((4,5,6))
#我们可以在不考虑三者类型的前提下使用s,l,t
s.__len__()
l.__len__()
t.__len__()
len(s)
len(l)
len(t)
#面向对象之封装
一 引子
从封装本身的意思去理解，封装就好像是拿来一个麻袋，把小猫，小狗，小王八，还有alex一起装进麻袋，然后把麻袋封上口子。照这种逻辑看，封装=‘隐藏’，这种理解是相当片面的
二 先看如何隐藏
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且仅仅只在类定义阶段发生变形
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成：_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，
#这种，在外部是无法通过__x这个名字访问到。
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，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，主要用来限制外部的直接访问。
2.变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形
3.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
三 封装不是单纯意义的隐藏
1：封装数据：将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口，然后我们可以在接口附加上对该数据操作的限制，以此完成对数据属性操作的严格控制。
class Teacher:
def __init__(self,name,age):
# self.__name=name
# self.__age=age
self.set_info(name,age)
def tell_info(self):
print('姓名:%s,年龄:%s' %(self.__name,self.__age))
def set_info(self,name,age):
if not isinstance(name,str):
raise TypeError('姓名必须是字符串类型')
if not isinstance(age,int):
raise TypeError('年龄必须是整型')
self.__name=name
self.__age=age
t=Teacher('egon',18)
t.tell_info()
t.set_info('egon',19)
t.tell_info()
2：封装方法：目的是隔离复杂度
封装方法举例：
1. 你的身体没有一处不体现着封装的概念：你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来，然后为你提供一个尿的接口就可以了（接口就是你的。。。，），你总不能把膀胱挂在身体外面，上厕所的时候就跟别人炫耀：hi，man，你瞅我的膀胱，看看我是怎么尿的。
2. 电视机本身是一个黑盒子，隐藏了所有细节，但是一定会对外提供了一堆按钮，这些按钮也正是接口的概念，所以说，封装并不是单纯意义的隐藏！！！
3. 快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法，该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了
提示：在编程语言里，对外提供的接口（接口可理解为了一个入口），可以是函数，称为接口函数，这与接口的概念还不一样，接口代表一组接口函数的集合体。
隔离复杂度的例子：
#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来,很明显这么做
#隔离了复杂度,同时也提升了安全性
class ATM:
def __card(self):
print('插卡')
def __auth(self):
print('用户认证')
def __input(self):
print('输入取款金额')
def __print_bill(self):
print('打印账单')
def __take_money(self):
print('取款')
def withdraw(self):
self.__card()
self.__auth()
self.__input()
self.__print_bill()
self.__take_money()
a=ATM()
a.withdraw()
3: 了解
python并不会真的阻止你访问私有的属性，模块也遵循这种约定，如果模块名以单下划线开头，那么from module import *时不能被导入,但是你from module import _private_module依然是可以导入的
其实很多时候你去调用一个模块的功能时会遇到单下划线开头的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),这些都是私有的，原则上是供内部调用的，作为外部的你，一意孤行也是可以用的，只不过显得稍微傻逼一点点
python要想与其他编程语言一样，严格控制属性的访问权限，只能借助内置方法如__getattr__，详见面向对象进阶
四 特性(property)
什么是特性property
property是一种特殊的属性，访问它时会执行一段功能（函数）然后返回值
例一：BMI指数（bmi是计算而来的，但很明显它听起来像是一个属性而非方法，如果我们将其做成一个属性，更便于理解）
class People:
def __init__(self,name,weight,height):
self.name=name
self.weight=weight
self.height=height
@property
def bmi(self):
return self.weight / (self.height**2)
p1=People('egon',75,1.85)
print(p1.bmi)
例二：圆的周长和面积
import math
class Circle:
def __init__(self,radius): #圆的半径radius
self.radius=radius
@property
def area(self):
return math.pi * self.radius**2 #计算面积
@property
def perimeter(self):
return 2*math.pi*self.radius #计算周长
c=Circle(10)
print(c.radius)
print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值
print(c.perimeter) #同上
'''
输出结果:
314.1592653589793
62.83185307179586
'''
#注意：此时的特性arear和perimeter不能被赋值 c.area=3 #为特性area赋值 ''' 抛出异常: AttributeError: can't set attribute '''
为什么要用property
将一个类的函数定义成特性以后，对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的，这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则
除此之外，看下
ps：面向对象的封装有三种方式: 【public】 这种其实就是不封装,是对外公开的 【protected】 这种封装方式对外不公开,但对朋友(friend)或者子类(形象的说法是“儿子”,但我不知道为什么大家 不说“女儿”,就像“parent”本来是“父母”的意思,但中文都是叫“父类”)公开 【private】 这种封装对谁都不公开
python并没有在语法上把它们三个内建到自己的class机制中，在C++里一般会将所有的所有的数据都设置为私有的，然后提供set和get方法（接口）去设置和获取，在python中通过property方法可以实现
class Foo:
def __init__(self,val):
self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来
@property
def name(self):
return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)
@name.setter
def name(self,value):
if not isinstance(value,str): #在设定值之前进行类型检查
raise TypeError('%s must be str' %value)
self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME
@name.deleter
def name(self):
raise TypeError('Can not delete')
f=Foo('egon')
print(f.name)
# f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str'
del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'
了解：一种property的古老用法
五 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。
#类的设计者
class Room:
def __init__(self,name,owner,width,length,high):
self.name=name
self.owner=owner
self.__width=width
self.__length=length
self.__high=high
def tell_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.__width * self.__length
#使用者
>>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20)
>>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area
400
#类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者完全不需要改变自己的代码
class Room:
def __init__(self,name,owner,width,length,high):
self.name=name
self.owner=owner
self.__width=width
self.__length=length
self.__high=high
def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏内部实现，此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法，但是功能已经变了
return self.__width * self.__length * self.__high
#对于仍然在使用tell_area接口的人来说，根本无需改动自己的代码，就可以用上新功能
>>> r1.tell_area()
8000
#面向对象之绑定方法与非绑定方法
一 类中定义的函数分成两大类
一：绑定方法（绑定给谁，谁来调用就自动将它本身当作第一个参数传入）：
1. 绑定到类的方法：用classmethod装饰器装饰的方法。
为类量身定制
类.boud_method(),自动将类当作第一个参数传入
（其实对象也可调用，但仍将类当作第一个参数传入）
2. 绑定到对象的方法：没有被任何装饰器装饰的方法。
为对象量身定制
对象.boud_method(),自动将对象当作第一个参数传入
（属于类的函数，类可以调用，但是必须按照函数的规则来，没有自动传值那么一说）
二：非绑定方法：用staticmethod装饰器装饰的方法
1. 不与类或对象绑定，类和对象都可以调用，但是没有自动传值那么一说。就是一个普通工具而已
注意：与绑定到对象方法区分开，在类中直接定义的函数，没有被任何装饰器装饰的，都是绑定到对象的方法，可不是普通函数，对象调用该方法会自动传值，而staticmethod装饰的方法，不管谁来调用，都没有自动传值一说
二 绑定方法
绑定给对象的方法（略）
绑定给类的方法（classmethod）
classmehtod是给类用的，即绑定到类，类在使用时会将类本身当做参数传给类方法的第一个参数（即便是对象来调用也会将类当作第一个参数传入），python为我们内置了函数classmethod来把类中的函数定义成类方法
HOST='127.0.0.1'
PORT=3306
DB_PATH=r'C:UsersAdministratorPycharmProjects est面向对象编程 est1db'
import settings
class MySQL:
def __init__(self,host,port):
self.host=host
self.port=port
@classmethod
def from_conf(cls):
print(cls)
return cls(settings.HOST,settings.PORT)
print(MySQL.from_conf) #<bound method MySQL.from_conf of <class '__main__.MySQL'>>
conn=MySQL.from_conf()
conn.from_conf() #对象也可以调用，但是默认传的第一个参数仍然是类
三 非绑定方法
在类内部用staticmethod装饰的函数即非绑定方法，就是普通函数
statimethod不与类或对象绑定，谁都可以调用，没有自动传值效果
import hashlib
import time
class MySQL:
def __init__(self,host,port):
self.id=self.create_id()
self.host=host
self.port=port
@staticmethod
def create_id(): #就是一个普通工具
m=hashlib.md5(str(time.time()).encode('utf-8'))
return m.hexdigest()
print(MySQL.create_id) #<function MySQL.create_id at 0x0000000001E6B9D8> #查看结果为普通函数
conn=MySQL('127.0.0.1',3306)
print(conn.create_id) #<function MySQL.create_id at 0x00000000026FB9D8> #查看结果为普通函数
四 classmethod与staticmethod的区别
import settings
class MySQL:
def __init__(self,host,port):
self.host=host
self.port=port
@staticmethod
def from_conf():
return MySQL(settings.HOST,settings.PORT)
# @classmethod #哪个类来调用,就将哪个类当做第一个参数传入
# def from_conf(cls):
# return cls(settings.HOST,settings.PORT)
def __str__(self):
return '就不告诉你'
class Mariadb(MySQL):
def __str__(self):
return '<%s:%s>' %(self.host,self.port)
m=Mariadb.from_conf()
print(m) #我们的意图是想触发Mariadb.__str__,但是结果触发了MySQL.__str__的执行，打印就不告诉你：
#面向对象进阶
一 isinstance(obj,cls)和issubclass(sub,super)
isinstance(obj,cls)检查是否obj是否是类 cls 的对象
1 class Foo(object): 2 pass 3 4 obj = Foo() 5 6 isinstance(obj, Foo)
issubclass(sub, super)检查sub类是否是 super 类的派生类
1 class Foo(object): 2 pass 3 4 class Bar(Foo): 5 pass 6 7 issubclass(Bar, Foo)
二 反射
1 什么是反射
反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力（自省）。这一概念的提出很快引发了计算机科学领域关于应用反射性的研究。它首先被程序语言的设计领域所采用,并在Lisp和面向对象方面取得了成绩。
2 python面向对象中的反射：通过字符串的形式操作对象相关的属性。python中的一切事物都是对象（都可以使用反射）
四个可以实现自省的函数
下列方法适用于类和对象（一切皆对象，类本身也是一个对象）
hasattr(object,name)
判断object中有没有一个name字符串对应的方法或属性
getattr(object, name, default=None)
def getattr(object, name, default=None): # known special case of getattr
"""
getattr(object, name[, default]) -> value
Get a named attribute from an object; getattr(x, 'y') is equivalent to x.y.
When a default argument is given, it is returned when the attribute doesn't
exist; without it, an exception is raised in that case.
"""
pass
setattr(x, y, v)
def setattr(x, y, v): # real signature unknown; restored from __doc__
"""
Sets the named attribute on the given object to the specified value.
setattr(x, 'y', v) is equivalent to ``x.y = v''
"""
pass
delattr(x, y)
def delattr(x, y): # real signature unknown; restored from __doc__
"""
Deletes the named attribute from the given object.
delattr(x, 'y') is equivalent to ``del x.y''
"""
pass
四个方法的使用演示
class BlackMedium:
feature='Ugly'
def __init__(self,name,addr):
self.name=name
self.addr=addr
def sell_house(self):
print('%s 黑中介卖房子啦,傻逼才买呢,但是谁能证明自己不傻逼' %self.name)
def rent_house(self):
print('%s 黑中介租房子啦,傻逼才租呢' %self.name)
b1=BlackMedium('万成置地','回龙观天露园')
#检测是否含有某属性
print(hasattr(b1,'name'))
print(hasattr(b1,'sell_house'))
#获取属性
n=getattr(b1,'name')
print(n)
func=getattr(b1,'rent_house')
func()
# getattr(b1,'aaaaaaaa') #报错
print(getattr(b1,'aaaaaaaa','不存在啊'))
#设置属性
setattr(b1,'sb',True)
setattr(b1,'show_name',lambda self:self.name+'sb')
print(b1.__dict__)
print(b1.show_name(b1))
#删除属性
delattr(b1,'addr')
delattr(b1,'show_name')
delattr(b1,'show_name111')#不存在,则报错
print(b1.__dict__)
类也是对象
class Foo(object):
staticField = "old boy"
def __init__(self):
self.name = 'wupeiqi'
def func(self):
return 'func'
@staticmethod
def bar():
return 'bar'
print getattr(Foo, 'staticField')
print getattr(Foo, 'func')
print getattr(Foo, 'bar')
反射当前模块成员
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import sys
def s1():
print 's1'
def s2():
print 's2'
this_module = sys.modules[__name__]
hasattr(this_module, 's1')
getattr(this_module, 's2')
导入其他模块，利用反射查找该模块是否存在某个方法
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
def test():
print('from the test')
1 #!/usr/bin/env python 2 # -*- coding:utf-8 -*- 3 4 """ 5 程序目录： 6 module_test.py 7 index.py 8 9 当前文件： 10 index.py 11 """ 12 13 import module_test as obj 14 15 #obj.test() 16 17 print(hasattr(obj,'test')) 18 19 getattr(obj,'test')()
3 为什么用反射之反射的好处
好处一：实现可插拔机制
有俩程序员，一个lili，一个是egon，lili在写程序的时候需要用到egon所写的类，但是egon去跟女朋友度蜜月去了，还没有完成他写的类，lili想到了反射，使用了反射机制lili可以继续完成自己的代码，等egon度蜜月回来后再继续完成类的定义并且去实现lili想要的功能。
总之反射的好处就是，可以事先定义好接口，接口只有在被完成后才会真正执行，这实现了即插即用，这其实是一种‘后期绑定’，什么意思？即你可以事先把主要的逻辑写好（只定义接口），然后后期再去实现接口的功能
egon还没有实现全部功能
class FtpClient:
'ftp客户端,但是还么有实现具体的功能'
def __init__(self,addr):
print('正在连接服务器[%s]' %addr)
self.addr=addr
不影响lili的代码编写
#from module import FtpClient
f1=FtpClient('192.168.1.1')
if hasattr(f1,'get'):
func_get=getattr(f1,'get')
func_get()
else:
print('---->不存在此方法')
print('处理其他的逻辑')
好处二：动态导入模块（基于反射当前模块成员）
三 __setattr__,__delattr__,__getattr__
三者的用法演示
class Foo:
x=1
def __init__(self,y):
self.y=y
def __getattr__(self, item):
print('----> from getattr:你找的属性不存在')
def __setattr__(self, key, value):
print('----> from setattr')
# self.key=value #这就无限递归了,你好好想想
# self.__dict__[key]=value #应该使用它
def __delattr__(self, item):
print('----> from delattr')
# del self.item #无限递归了
self.__dict__.pop(item)
#__setattr__添加/修改属性会触发它的执行
f1=Foo(10)
print(f1.__dict__) # 因为你重写了__setattr__,凡是赋值操作都会触发它的运行,你啥都没写,就是根本没赋值,除非你直接操作属性字典,否则永远无法赋值
f1.z=3
print(f1.__dict__)
#__delattr__删除属性的时候会触发
f1.__dict__['a']=3#我们可以直接修改属性字典,来完成添加/修改属性的操作
del f1.a
print(f1.__dict__)
#__getattr__只有在使用点调用属性且属性不存在的时候才会触发
f1.xxxxxx
四 二次加工标准类型(包装)
包装：python为大家提供了标准数据类型，以及丰富的内置方法，其实在很多场景下我们都需要基于标准数据类型来定制我们自己的数据类型，新增/改写方法，这就用到了我们刚学的继承/派生知识（其他的标准类型均可以通过下面的方式进行二次加工）
二次加工标准类型(基于继承实现)
class List(list): #继承list所有的属性，也可以派生出自己新的，比如append和mid
def append(self, p_object):
' 派生自己的append：加上类型检查'
if not isinstance(p_object,int):
raise TypeError('must be int')
super().append(p_object)
@property
def mid(self):
'新增自己的属性'
index=len(self)//2
return self[index]
l=List([1,2,3,4])
print(l)
l.append(5)
print(l)
# l.append('1111111') #报错，必须为int类型
print(l.mid)
#其余的方法都继承list的
l.insert(0,-123)
print(l)
l.clear()
print(l)
练习（clear加权限限制）
class List(list):
def __init__(self,item,tag=False):
super().__init__(item)
self.tag=tag
def append(self, p_object):
if not isinstance(p_object,str):
raise TypeError
super().append(p_object)
def clear(self):
if not self.tag:
raise PermissionError
super().clear()
l=List([1,2,3],False)
print(l)
print(l.tag)
l.append('saf')
print(l)
# l.clear() #异常
l.tag=True
l.clear()
授权：授权是包装的一个特性, 包装一个类型通常是对已存在的类型的一些定制,这种做法可以新建,修改或删除原有产品的功能。其它的则保持原样。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对象的默认属性。
实现授权的关键点就是覆盖__getattr__方法
授权示范一
import time class FileHandle: def __init__(self,filename,mode='r',encoding='utf-8'): self.file=open(filename,mode,encoding=encoding) def write(self,line): t=time.strftime('%Y-%m-%d %T') self.file.write('%s %s' %(t,line)) def __getattr__(self, item): return getattr(self.file,item) f1=FileHandle('b.txt','w+') f1.write('你好啊') f1.seek(0) print(f1.read()) f1.close()
授权示范二
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
#我们来加上b模式支持
import time
class FileHandle:
def __init__(self,filename,mode='r',encoding='utf-8'):
if 'b' in mode:
self.file=open(filename,mode)
else:
self.file=open(filename,mode,encoding=encoding)
self.filename=filename
self.mode=mode
self.encoding=encoding
def write(self,line):
if 'b' in self.mode:
if not isinstance(line,bytes):
raise TypeError('must be bytes')
self.file.write(line)
def __getattr__(self, item):
return getattr(self.file,item)
def __str__(self):
if 'b' in self.mode:
res="<_io.BufferedReader name='%s'>" %self.filename
else:
res="<_io.TextIOWrapper name='%s' mode='%s' encoding='%s'>" %(self.filename,self.mode,self.encoding)
return res
f1=FileHandle('b.txt','wb')
# f1.write('你好啊啊啊啊啊') #自定制的write,不用在进行encode转成二进制去写了,简单,大气
f1.write('你好啊'.encode('utf-8'))
print(f1)
f1.close()
练习题（授权）
#练习一
class List:
def __init__(self,seq):
self.seq=seq
def append(self, p_object):
' 派生自己的append加上类型检查，覆盖原有的append'
if not isinstance(p_object,int):
raise TypeError('must be int')
self.seq.append(p_object)
@property
def mid(self):
'新增自己的方法'
index=len(self.seq)//2
return self.seq[index]
def __getattr__(self, item):
return getattr(self.seq,item)
def __str__(self):
return str(self.seq)
l=List([1,2,3])
print(l)
l.append(4)
print(l)
# l.append('3333333') #报错，必须为int类型
print(l.mid)
#基于授权，获得insert方法
l.insert(0,-123)
print(l)
#练习二
class List:
def __init__(self,seq,permission=False):
self.seq=seq
self.permission=permission
def clear(self):
if not self.permission:
raise PermissionError('not allow the operation')
self.seq.clear()
def __getattr__(self, item):
return getattr(self.seq,item)
def __str__(self):
return str(self.seq)
l=List([1,2,3])
# l.clear() #此时没有权限，抛出异常
l.permission=True
print(l)
l.clear()
print(l)
#基于授权，获得insert方法
l.insert(0,-123)
print(l)
五 __getattribute__
回顾__getattr__
class Foo:
def __init__(self,x):
self.x=x
def __getattr__(self, item):
print('执行的是我')
# return self.__dict__[item]
f1=Foo(10)
print(f1.x)
f1.xxxxxx #不存在的属性访问，触发__getattr__
__getattribute__
class Foo:
def __init__(self,x):
self.x=x
def __getattribute__(self, item):
print('不管是否存在,我都会执行')
f1=Foo(10)
f1.x
f1.xxxxxx
二者同时出现
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
class Foo:
def __init__(self,x):
self.x=x
def __getattr__(self, item):
print('执行的是我')
# return self.__dict__[item]
def __getattribute__(self, item):
print('不管是否存在,我都会执行')
raise AttributeError('哈哈')
f1=Foo(10)
f1.x
f1.xxxxxx
#当__getattribute__与__getattr__同时存在,只会执行__getattrbute__,除非__getattribute__在执行过程中抛出异常AttributeError
六 描述符(__get__,__set__,__delete__)
1 描述符是什么:描述符本质就是一个新式类,在这个新式类中,至少实现了__get__(),__set__(),__delete__()中的一个,这也被称为描述符协议
__get__():调用一个属性时,触发
__set__():为一个属性赋值时,触发
__delete__():采用del删除属性时,触发
定义一个描述符
class Foo: #在python3中Foo是新式类,它实现了三种方法,这个类就被称作一个描述符
def __get__(self, instance, owner):
pass
def __set__(self, instance, value):
pass
def __delete__(self, instance):
pass
2 描述符是干什么的:描述符的作用是用来代理另外一个类的属性的(必须把描述符定义成这个类的类属性，不能定义到构造函数中)
引子:描述符类产生的实例进行属性操作并不会触发三个方法的执行
class Foo:
def __get__(self, instance, owner):
print('触发get')
def __set__(self, instance, value):
print('触发set')
def __delete__(self, instance):
print('触发delete')
#包含这三个方法的新式类称为描述符,由这个类产生的实例进行属性的调用/赋值/删除,并不会触发这三个方法
f1=Foo()
f1.name='egon'
f1.name
del f1.name
#疑问:何时,何地,会触发这三个方法的执行
描述符应用之何时?何地?
#描述符Str
class Str:
def __get__(self, instance, owner):
print('Str调用')
def __set__(self, instance, value):
print('Str设置...')
def __delete__(self, instance):
print('Str删除...')
#描述符Int
class Int:
def __get__(self, instance, owner):
print('Int调用')
def __set__(self, instance, value):
print('Int设置...')
def __delete__(self, instance):
print('Int删除...')
class People:
name=Str()
age=Int()
def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
self.name=name
self.age=age
#何地？：定义成另外一个类的类属性
#何时？：且看下列演示
p1=People('alex',18)
#描述符Str的使用
p1.name
p1.name='egon'
del p1.name
#描述符Int的使用
p1.age
p1.age=18
del p1.age
#我们来瞅瞅到底发生了什么
print(p1.__dict__)
print(People.__dict__)
#补充
print(type(p1) == People) #type(obj)其实是查看obj是由哪个类实例化来的
print(type(p1).__dict__ == People.__dict__)
3 描述符分两种
一 数据描述符:至少实现了__get__()和__set__()
1 class Foo:
2 def __set__(self, instance, value):
3 print('set')
4 def __get__(self, instance, owner):
5 print('get')
二 非数据描述符:没有实现__set__()
1 class Foo:
2 def __get__(self, instance, owner):
3 print('get')
4 注意事项:
一 描述符本身应该定义成新式类,被代理的类也应该是新式类
二 必须把描述符定义成这个类的类属性，不能为定义到构造函数中
三 要严格遵循该优先级,优先级由高到底分别是
1.类属性
2.数据描述符
3.实例属性
4.非数据描述符
5.找不到的属性触发__getattr__()
类属性>数据描述符
#描述符Str
class Str:
def __get__(self, instance, owner):
print('Str调用')
def __set__(self, instance, value):
print('Str设置...')
def __delete__(self, instance):
print('Str删除...')
class People:
name=Str()
def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
self.name=name
self.age=age
#基于上面的演示,我们已经知道,在一个类中定义描述符它就是一个类属性,存在于类的属性字典中,而不是实例的属性字典
#那既然描述符被定义成了一个类属性,直接通过类名也一定可以调用吧,没错
People.name #恩,调用类属性name,本质就是在调用描述符Str,触发了__get__()
People.name='egon' #那赋值呢,我去,并没有触发__set__()
del People.name #赶紧试试del,我去,也没有触发__delete__()
#结论:描述符对类没有作用-------->傻逼到家的结论
'''
原因:描述符在使用时被定义成另外一个类的类属性,因而类属性比二次加工的描述符伪装而来的类属性有更高的优先级
People.name #恩,调用类属性name,找不到就去找描述符伪装的类属性name,触发了__get__()
People.name='egon' #那赋值呢,直接赋值了一个类属性,它拥有更高的优先级,相当于覆盖了描述符,肯定不会触发描述符的__set__()
del People.name #同上
'''
数据描述符>实例属性
#描述符Str
class Str:
def __get__(self, instance, owner):
print('Str调用')
def __set__(self, instance, value):
print('Str设置...')
def __delete__(self, instance):
print('Str删除...')
class People:
name=Str()
def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
self.name=name
self.age=age
p1=People('egon',18)
#如果描述符是一个数据描述符(即有__get__又有__set__),那么p1.name的调用与赋值都是触发描述符的操作,于p1本身无关了,相当于覆盖了实例的属性
p1.name='egonnnnnn'
p1.name
print(p1.__dict__)#实例的属性字典中没有name,因为name是一个数据描述符,优先级高于实例属性,查看/赋值/删除都是跟描述符有关,与实例无关了
del p1.name
实例属性>非数据描述符
class Foo:
def func(self):
print('我胡汉三又回来了')
f1=Foo()
f1.func() #调用类的方法,也可以说是调用非数据描述符
#函数是一个非数据描述符对象(一切皆对象么)
print(dir(Foo.func))
print(hasattr(Foo.func,'__set__'))
print(hasattr(Foo.func,'__get__'))
print(hasattr(Foo.func,'__delete__'))
#有人可能会问,描述符不都是类么,函数怎么算也应该是一个对象啊,怎么就是描述符了
#笨蛋哥,描述符是类没问题,描述符在应用的时候不都是实例化成一个类属性么
#函数就是一个由非描述符类实例化得到的对象
#没错，字符串也一样
f1.func='这是实例属性啊'
print(f1.func)
del f1.func #删掉了非数据
f1.func()
再次验证：实例属性>非数据描述符
class Foo:
def __set__(self, instance, value):
print('set')
def __get__(self, instance, owner):
print('get')
class Room:
name=Foo()
def __init__(self,name,width,length):
self.name=name
self.width=width
self.length=length
#name是一个数据描述符,因为name=Foo()而Foo实现了get和set方法,因而比实例属性有更高的优先级
#对实例的属性操作,触发的都是描述符的
r1=Room('厕所',1,1)
r1.name
r1.name='厨房'
class Foo:
def __get__(self, instance, owner):
print('get')
class Room:
name=Foo()
def __init__(self,name,width,length):
self.name=name
self.width=width
self.length=length
#name是一个非数据描述符,因为name=Foo()而Foo没有实现set方法,因而比实例属性有更低的优先级
#对实例的属性操作,触发的都是实例自己的
r1=Room('厕所',1,1)
r1.name
r1.name='厨房'
非数据描述符>找不到
class Foo:
def func(self):
print('我胡汉三又回来了')
def __getattr__(self, item):
print('找不到了当然是来找我啦',item)
f1=Foo()
f1.xxxxxxxxxxx
5 描述符使用
众所周知，python是弱类型语言，即参数的赋值没有类型限制，下面我们通过描述符机制来实现类型限制功能
牛刀小试
class Str:
def __init__(self,name):
self.name=name
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
class People:
name=Str('name')
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
p1=People('egon',18,3231.3)
#调用
print(p1.__dict__)
p1.name
#赋值
print(p1.__dict__)
p1.name='egonlin'
print(p1.__dict__)
#删除
print(p1.__dict__)
del p1.name
print(p1.__dict__)
拔刀相助
class Str:
def __init__(self,name):
self.name=name
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
class People:
name=Str('name')
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
#疑问:如果我用类名去操作属性呢
People.name #报错,错误的根源在于类去操作属性时,会把None传给instance
#修订__get__方法
class Str:
def __init__(self,name):
self.name=name
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
if instance is None:
return self
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
class People:
name=Str('name')
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
print(People.name) #完美,解决
磨刀霍霍
class Str:
def __init__(self,name,expected_type):
self.name=name
self.expected_type=expected_type
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
if instance is None:
return self
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
if not isinstance(value,self.expected_type): #如果不是期望的类型，则抛出异常
raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
class People:
name=Str('name',str) #新增类型限制str
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
p1=People(123,18,3333.3)#传入的name因不是字符串类型而抛出异常
大刀阔斧
class Typed:
def __init__(self,name,expected_type):
self.name=name
self.expected_type=expected_type
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
if instance is None:
return self
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
if not isinstance(value,self.expected_type):
raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
class People:
name=Typed('name',str)
age=Typed('name',int)
salary=Typed('name',float)
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
p1=People(123,18,3333.3)
p1=People('egon','18',3333.3)
p1=People('egon',18,3333)
大刀阔斧之后我们已然能实现功能了，但是问题是，如果我们的类有很多属性，你仍然采用在定义一堆类属性的方式去实现，low，这时候我需要教你一招：独孤九剑
类的装饰器:无参
def decorate(cls):
print('类的装饰器开始运行啦------>')
return cls
@decorate #无参:People=decorate(People)
class People:
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
p1=People('egon',18,3333.3)
类的装饰器:有参
def typeassert(**kwargs):
def decorate(cls):
print('类的装饰器开始运行啦------>',kwargs)
return cls
return decorate
@typeassert(name=str,age=int,salary=float) #有参:1.运行typeassert(...)返回结果是decorate,此时参数都传给kwargs 2.People=decorate(People)
class People:
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
p1=People('egon',18,3333.3)
终极大招
刀光剑影
class Typed:
def __init__(self,name,expected_type):
self.name=name
self.expected_type=expected_type
def __get__(self, instance, owner):
print('get--->',instance,owner)
if instance is None:
return self
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set--->',instance,value)
if not isinstance(value,self.expected_type):
raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
instance.__dict__[self.name]=value
def __delete__(self, instance):
print('delete--->',instance)
instance.__dict__.pop(self.name)
def typeassert(**kwargs):
def decorate(cls):
print('类的装饰器开始运行啦------>',kwargs)
for name,expected_type in kwargs.items():
setattr(cls,name,Typed(name,expected_type))
return cls
return decorate
@typeassert(name=str,age=int,salary=float) #有参:1.运行typeassert(...)返回结果是decorate,此时参数都传给kwargs 2.People=decorate(People)
class People:
def __init__(self,name,age,salary):
self.name=name
self.age=age
self.salary=salary
print(People.__dict__)
p1=People('egon',18,3333.3)
6 描述符总结
描述符是可以实现大部分python类特性中的底层魔法,包括@classmethod,@staticmethd,@property甚至是__slots__属性
描述父是很多高级库和框架的重要工具之一,描述符通常是使用到装饰器或者元类的大型框架中的一个组件.
7 利用描述符原理完成一个自定制@property,实现延迟计算（本质就是把一个函数属性利用装饰器原理做成一个描述符：类的属性字典中函数名为key，value为描述符类产生的对象）
更多的内置类，详情请看：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6204014.html