全面深刻理解 Python 面向对象

 

 

 

本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员。

类的成员

类的成员能够分为三大类：字段、方法和属性

注：全部成员中，只有普通字段的内容保存对象中，即：根据此类建立了多少对象，在内存中就有多少个普通字段。而其余的成员，则都是保存在类中，即：不管对象的多少，在内存中只建立一份。

1、字段

字段包括：普通字段和静态字段，他们在定义和使用中有所区别，而最本质的区别是内存中保存的位置不一样，

• 普通字段属于对象

• 静态字段属于类

class Province:    # 静态字段    country ＝ '中国'    def __init__(self, name):        # 普通字段        self.name = name# 直接访问普通字段obj = Province('河北省')print obj.name# 直接访问静态字段Province.country

由上述代码能够看出【普通字段须要经过对象来访问】【静态字段经过类访问】，在使用上能够看出普通字段和静态字段的归属是不一样的。其在内容的存储方式相似以下图：

由上图但是：

• 静态字段在内存中只保存一份

• 普通字段在每一个对象中都要保存一份

应用场景：经过类建立对象时，若是每一个对象都具备相同的字段，那么就使用静态字段

2、方法

方法包括：普通方法、静态方法和类方法，三种方法在内存中都归属于类，区别在于调用方式不一样。

• 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复制给cls；

• 静态方法：由类调用；无默认参数；

class Foo:    def __init__(self, name):        self.name = name    def ord_func(self):        """ 定义普通方法，至少有一个self参数 """        # print self.name        print '普通方法'    @classmethod    def class_func(cls):        """ 定义类方法，至少有一个cls参数 """        print '类方法'    @staticmethod    def static_func():        """ 定义静态方法 ，无默认参数"""        print '静态方法'# 调用普通方法f = Foo()f.ord_func()# 调用类方法Foo.class_func()# 调用静态方法Foo.static_func()

相同点：对于全部的方法而言，均属于类（非对象）中，因此，在内存中也只保存一份。

不一样点：方法调用者不一样、调用方法时自动传入的参数不一样。

3、属性　　

若是你已经了解Python类中的方法，那么属性就很是简单了，由于Python中的属性实际上是普通方法的变种。

对于属性，有如下两个知识点：

• 属性的基本使用

• 属性的两种定义方式

一、属性的基本使用

# ############### 定义 ###############class Foo:    def func(self):        pass    # 定义属性    @property    def prop(self):        pass# ############### 调用 ###############foo_obj = Foo()foo_obj.func()foo_obj.prop   #调用属性

由属性的定义和调用要注意一下几点：

• 定义时，在普通方法的基础上添加 @property 装饰器；

• 定义时，属性仅有一个self参数

• 调用时，无需括号

           方法：foo_obj.func()
           属性：foo_obj.prop

注意：属性存在乎义是：访问属性时能够制造出和访问字段彻底相同的假象

        属性由方法变种而来，若是Python中没有属性，方法彻底能够代替其功能。

实例：对于主机列表页面，每次请求不可能把数据库中的全部内容都显示到页面上，而是经过分页的功能局部显示，因此在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的全部数据（即：limit m,n），这个分页的功能包括：

• 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n

• 根据m 和 n 去数据库中请求数据 

# ############### 定义 ###############class Pager:    def __init__(self, current_page):        # 用户当前请求的页码（第一页、第二页...）        self.current_page = current_page        # 每页默认显示10条数据        self.per_items = 10     @property    def start(self):        val = (self.current_page - 1) * self.per_items        return val    @property    def end(self):        val = self.current_page * self.per_items        return val# ############### 调用 ###############p = Pager(1)p.start 就是起始值，即：mp.end   就是结束值，即：n

从上述可见，Python的属性的功能是：属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回。

二、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

咱们知道Python中的类有经典类和新式类，新式类的属性比经典类的属性丰富。（ 若是类继object，那么该类是新式类 ）
经典类，具备一种@property装饰器（如上一步实例）

# ############### 定义 ###############    class Goods:    @property    def price(self):        return "wupeiqi"# ############### 调用 ###############obj = Goods()result = obj.price  # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值

新式类，具备三种@property装饰器

# ############### 定义 ###############class Goods(object):    @property    def price(self):        print '@property'    @price.setter    def price(self, value):        print '@price.setter'    @price.deleter    def price(self):        print '@price.deleter'# ############### 调用 ###############obj = Goods()obj.price          # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值obj.price = 123    # 自动执行 @price.setter 修饰的 price 方法，并将  123 赋值给方法的参数del obj.price      # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

注：经典类中的属性只有一种访问方式，其对应被 @property 修饰的方法
      新式类中的属性有三种访问方式，并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

因为新式类中具备三种访问方式，咱们能够根据他们几个属性的访问特色，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

class Goods(object):    def __init__(self):        # 原价        self.original_price = 100        # 折扣        self.discount = 0.8    @property    def price(self):        # 实际价格 = 原价 * 折扣        new_price = self.original_price * self.discount        return new_price    @price.setter    def price(self, value):        self.original_price = value    @price.deltter    def price(self, value):        del self.original_priceobj = Goods()obj.price         # 获取商品价格obj.price = 200   # 修改商品原价del obj.price     # 删除商品原价

静态字段方式，建立值为property对象的静态字段

当使用静态字段的方式建立属性时，经典类和新式类无区别

class Foo:    def get_bar(self):        return 'wupeiqi'    BAR = property(get_bar)obj = Foo()reuslt = obj.BAR        # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值print reuslt

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

class Foo:    def get_bar(self):        return 'wupeiqi'    # *必须两个参数    def set_bar(self, value):         return return 'set value' + value    def del_bar(self):        return 'wupeiqi'    BAR ＝ property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...')obj = Foo()obj.BAR              # 自动调用第一个参数中定义的方法：get_barobj.BAR = "alex"     # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“alex”看成参数传入del Foo.BAR          # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法obj.BAE.__doc__      # 自动获取第四个参数中设置的值：description...

 因为静态字段方式建立属性具备三种访问方式，咱们能够根据他们几个属性的访问特色，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

class Goods(object):    def __init__(self):        # 原价        self.original_price = 100        # 折扣        self.discount = 0.8    def get_price(self):        # 实际价格 = 原价 * 折扣        new_price = self.original_price * self.discount        return new_price    def set_price(self, value):        self.original_price = value    def del_price(self, value):        del self.original_price    PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...')obj = Goods()obj.PRICE         # 获取商品价格obj.PRICE = 200   # 修改商品原价del obj.PRICE     # 删除商品原价

 注意：Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式建立的属性

class WSGIRequest(http.HttpRequest):    def __init__(self, environ):        script_name = get_script_name(environ)        path_info = get_path_info(environ)        if not path_info:            # Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing            # the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to            # operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force            # the path like this, but should be harmless.            path_info = '/'        self.environ = environ        self.path_info = path_info        self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/'))        self.META = environ        self.META['PATH_INFO'] = path_info        self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name        self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper()        _, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', ''))        if 'charset' in content_params:            try:                codecs.lookup(content_params['charset'])            except LookupError:                pass            else:                self.encoding = content_params['charset']        self._post_parse_error = False        try:            content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH'))        except (ValueError, TypeError):            content_length = 0        self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length)        self._read_started = False        self.resolver_match = None    def _get_scheme(self):        return self.environ.get('wsgi.url_scheme')    def _get_request(self):        warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or '                      '`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)        if not hasattr(self, '_request'):            self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)        return self._request    @cached_property    def GET(self):        # The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.        raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '')        return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)    # ############### 看这里看这里  ###############    def _get_post(self):        if not hasattr(self, '_post'):            self._load_post_and_files()        return self._post    # ############### 看这里看这里  ###############    def _set_post(self, post):        self._post = post    @cached_property    def COOKIES(self):        raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '')        return http.parse_cookie(raw_cookie)    def _get_files(self):        if not hasattr(self, '_files'):            self._load_post_and_files()        return self._files    # ############### 看这里看这里  ###############    POST = property(_get_post, _set_post)    FILES = property(_get_files)    REQUEST = property(_get_request)

因此，定义属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【静态字段】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不一样。

类成员的修饰符

类的全部成员在上一步骤中已经作了详细的介绍，对于每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

私有成员和公有成员的定义不一样：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 C:    def __init__(self):        self.name = '公有字段'        self.__foo = "私有字段"

私有成员和公有成员的访问限制不一样：

静态字段

• 公有静态字段：类能够访问；类内部能够访问；派生类中能够访问

• 私有静态字段：仅类内部能够访问；

class C:    name = "公有静态字段"    def func(self):        print C.nameclass D(C):    def show(self):        print C.nameC.name         # 类访问obj = C()obj.func()     # 类内部能够访问obj_son = D()obj_son.show() # 派生类中能够访问

class C:    __name = "公有静态字段"    def func(self):        print C.__nameclass D(C):    def show(self):        print C.__nameC.__name       # 类访问            ==> 错误obj = C()obj.func()     # 类内部能够访问     ==> 正确obj_son = D()obj_son.show() # 派生类中能够访问   ==> 错误

普通字段

• 公有普通字段：对象能够访问；类内部能够访问；派生类中能够访问

• 私有普通字段：仅类内部能够访问；

ps：若是想要强制访问私有字段，能够经过 【对象._类名__私有字段明 】访问（如：obj._C__foo），不建议强制访问私有成员。

class C:    def __init__(self):        self.foo = "公有字段"    def func(self):        print self.foo 　#　类内部访问class D(C):    def show(self):        print self.foo　＃　派生类中访问obj = C()obj.foo     # 经过对象访问obj.func()  # 类内部访问obj_son = D();obj_son.show()  # 派生类中访问

class C:    def __init__(self):        self.__foo = "私有字段"    def func(self):        print self.foo 　#　类内部访问class D(C):    def show(self):        print self.foo　＃　派生类中访问obj = C()obj.__foo     # 经过对象访问    ==> 错误obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确obj_son = D();obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误

方法、属性的访问于上述方式类似，即：私有成员只能在类内部使用

ps：非要访问私有属性的话，能够经过 对象._类__属性名

类的特殊成员

上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符，从而了解到类中有字段、方法和属性三大类成员，而且成员名前若是有两个下划线，则表示该成员是私有成员，私有成员只能由类内部调用。不管人或事物每每都有不按套路出牌的状况，Python的类成员也是如此，存在着一些具备特殊含义的成员，详情以下：

1. __doc__

　　表示类的描述信息

class Foo:    """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """    def func(self):        passprint Foo.__doc__#输出：类的描述信息

2. __module__ 和  __class__ 

　　__module__ 表示当前操做的对象在那个模块

　　__class__     表示当前操做的对象的类是什么

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-class C:    def __init__(self):        self.name = 'wupeiqi'

from lib.aa import Cobj = 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，经过类建立对象时，自动触发执行。

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

4. __del__

　　析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法通常无须定义，由于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，由于此工做都是交给Python解释器来执行，因此，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):        pass

5. __call__

　　对象后面加括号，触发执行。

注：构造方法的执行是由建立对象触发的，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__

　　类或对象中的全部成员

上文中咱们知道：类的普通字段属于对象；类中的静态字段和方法等属于类，即：

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，即：静态字段、方法、print Province.__dict__# 输出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}obj1 = Province('HeBei',10000)print obj1.__dict__# 获取 对象obj1 的成员# 输出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}obj2 = Province('HeNan', 3888)print obj2.__dict__# 获取 对象obj1 的成员# 输出：{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

 7. __str__

　　若是一个类中定义了__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 'wupeiqi'obj = Foo()print obj# 输出：wupeiqi

八、__getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操做，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-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__',keyobj = 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__

九、__getslice__、__setslice__、__delslice__

 该三个方法用于分片操做，如：列表

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-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,jobj = 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，之因此列表、字典、元组能够进行for循环，是由于类型内部定义了 __iter__ 

第一步

class Foo(object):    passobj = Foo()for i in obj:    print i# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable

第二步

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):    def __iter__(self):        passobj = Foo()for i in obj:    print i# 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'

第三步

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-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

以上步骤能够看出，for循环迭代的实际上是  iter([11,22,33,44]) ，因此执行流程能够变动为：

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-obj = iter([11,22,33,44])for i in obj:    print i

For循环语法内部

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-obj = iter([11,22,33,44])while True:    val = obj.next()    print val

11. __new__ 和 __metaclass__

阅读如下代码：

class Foo(object):    def __init__(self):        passobj = Foo()   # obj是经过Foo类实例化的对象

上述代码中，obj 是经过 Foo 类实例化的对象，其实，不只 obj 是一个对象，Foo类自己也是一个对象，由于在Python中一切事物都是对象。

若是按照一切事物都是对象的理论：obj对象是经过执行Foo类的构造方法建立，那么Foo类对象应该也是经过执行某个类的 构造方法 建立。

print type(obj) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 对象由Foo类建立print type(Foo) # 输出：<type 'type'>              表示，Foo类对象由 type 类建立

因此，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 是经过type类的构造方法建立。

那么，建立类就能够有两种方式：

a). 普通方式

class Foo(object):    def func(self):        print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):    print 'hello wupeiqi'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

＝＝》 类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的建立类？类又是如何建立对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化建立，因此，咱们能够为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 建立的过程。

class MyType(type):    def __init__(self, what, bases=None, dict=None):        super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)    def __call__(self, *args, **kwargs):        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)        self.__init__(obj)class Foo(object):    __metaclass__ = MyType    def __init__(self, name):        self.name = name    def __new__(cls, *args, **kwargs):        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)# 第一阶段：解释器从上到下执行代码建立Foo类# 第二阶段：经过Foo类建立obj对象obj = Foo()

以上就是面向对象进阶篇的全部内容，欢迎拍砖... 

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