函数python
abs(-20) //结果为:20,绝对值函数git
def 函数名称([参数1,参数2,参数3]):程序员
执行语句算法
return 编程
def test(r):json
s=3.14*r*r设计模式
return sapi
s=test(1)网络
print s //结果为:3.14数据结构
cmp(x,y) //比较函数,若是x<y
,返回-1
,若是x==y
,返回0
,若是x>y
,返回1
float('12.34') //结果为:12.34
str(123) //结果为:'123'
unicode(100) //结果为:u'100'
bool(1) //结果为:True
bool('') //结果为:False
空语句 pass ,至关于占位符,让代码先跑起来
据类型检查能够用内置函数
isinstanceisinstance
实现:
if not isinstance(x, (int, float)): raise TypeError('bad operand type')
函数能够同时返回多个值,但其实就是一个tuple。
def test(a):
x=a+1
y=a+2
return x,y
r=test(1)
print r //结果为(2,3)
def enroll(name,gender,age=6,city='BeiJing'): //参数后面加等号即为默认参数,调取函数时选填
print 'name:',name
print 'gender:',gender
print 'age:',age
print 'city:'city
enroll('Ling','F')
enroll('ling','M',7)
enroll('ling','M',city='ShangHai')
默认参数如用到[],会有个坑,重复调用会记住上次的[],写的时候最好这么写
def add_end(L=None) //使用None这个不变的对象来实现
if L is None:
L=[]
.....
可变参数
面向对象最重要的概念就是类(class)和实例(instance),必须牢记类是抽象的模板,好比Student类,而实例是根据类建立出来的一个个具体的对象,每一个对象都有相同的方法,可是各自的数据可能不一样。仍以Student类为例,在Python中,定义类是经过class关键字:后面紧接着是类名,即,类名一般是大写开头的单词,紧接着是,表示该类是从哪一个类继承下来的,继承的概念咱们后面再讲,一般,若是没有合适的继承类,就使用类,这是全部类最终都会继承的类。
定义好了类,就能够根据类建立出的实例,建立实例是经过类名+()实现的:
能够看到,变量指向的就是一个Student的object,后面的是内存地址,每一个object的地址都不同,而自己则是一个类。能够自由地给一个实例变量绑定属性,好比,给实例绑定一个属性:因为类能够起到模板的做用,所以,能够在建立实例的时候,把一些咱们认为必须绑定的属性强制填写进去。经过定义一个特殊的方法,在建立实例的时候,就把,等属性绑上去:
注意到方法的第一个参数永远是,表示建立的实例自己,所以,在方法内部,就能够把各类属性绑定到,由于就指向建立的实例自己。
有了方法,在建立实例的时候,就不能传入空的参数了,必须传入与方法匹配的参数,但不须要传,Python解释器本身会把实例变量传进去:
普通的函数相比,在类中定义的函数只有一点不一样,就是第一个参数永远是实例变量,而且,调用时,不用传递该参数。除此以外,类的方法和普通函数没有什么区别,因此,仍然能够用默认参数、可变参数和关键字参数。def calc(numbers): sum = 0 for n in numbers: sum = sum + n * n return sum可是调用时须要先组装出一个list或者tuple数据封装
面向对象编程的一个重要特色就是数据封装。在上面的类中,每一个实例就拥有各自的和这些数据。咱们能够经过函数来访问这些数据,好比打印一个学生的成绩:
可是,既然实例自己就拥有这些数据,要访问这些数据,就没有必要从外面的函数去访问,能够直接在类的内部定义访问数据的函数,这样,就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和类自己是关联起来的,咱们称之为类的方法:
要定义一个方法,除了第一个参数是外,其余和普通函数同样。要调用一个方法,只须要在实例变量上直接调用,除了不用传递,其余参数正常传入:
这样一来,咱们从外部看类,就只须要知道,建立实例须要给出和,而如何打印,都是在类的内部定义的,这些数据和逻辑被“封装”起来了,调用很容易,但却不用知道内部实现的细节。
封装的另外一个好处是能够给类增长新的方法,好比:
一样的,方法能够直接在实例变量上调用,不须要知道内部实现细节:
小结
类是建立实例的模板,而实例则是一个一个具体的对象,各个实例拥有的数据都互相独立,互不影响;
方法就是与实例绑定的函数,和普通函数不一样,方法能够直接访问实例的数据;
经过在实例上调用方法,咱们就直接操做了对象内部的数据,但无需知道方法内部的实现细节。
和静态语言不一样,Python容许对实例变量绑定任何数据,也就是说,对于两个实例变量,虽然它们都是同一个类的不一样实例,但拥有的变量名称均可能不一样:
访问限制
在Class内部,能够有属性和方法,而外部代码能够经过直接调用实例变量的方法来操做数据,这样,就隐藏了内部的复杂逻辑。
可是,从前面Student类的定义来看,外部代码仍是能够自由地修改一个实例的、属性:
若是要让内部属性不被外部访问,能够把属性的名称前加上两个下划线,在Python中,实例的变量名若是以开头,就变成了一个私有变量(private),只有内部能够访问,外部不能访问,因此,咱们把Student类改一改:
改完后,对于外部代码来讲,没什么变更,可是已经没法从外部访问和了:
这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态,这样经过访问限制的保护,代码更加健壮。
可是若是外部代码要获取name和score怎么办?能够给Student类增长和这样的方法:
若是又要容许外部代码修改score怎么办?能够给Student类增长方法:
你也许会问,原先那种直接经过也能够修改啊,为何要定义一个方法大费周折?由于在方法中,能够对参数作检查,避免传入无效的参数:
须要注意的是,在Python中,变量名相似的,也就是以双下划线开头,而且以双下划线结尾的,是特殊变量,特殊变量是能够直接访问的,不是private变量,因此,不能用、这样的变量名。
有些时候,你会看到以一个下划线开头的实例变量名,好比,这样的实例变量外部是能够访问的,可是,按照约定俗成的规定,当你看到这样的变量时,意思就是,“虽然我能够被访问,可是,请把我视为私有变量,不要随意访问”。
双下划线开头的实例变量是否是必定不能从外部访问呢?其实也不是。不能直接访问是由于Python解释器对外把变量改为了,因此,仍然能够经过来访问变量:
可是强烈建议你不要这么干,由于不一样版本的Python解释器可能会把改为不一样的变量名。
总的来讲就是,Python自己没有任何机制阻止你干坏事,一切全靠自觉。
继承和多态
在OOP程序设计中,当咱们定义一个class的时候,能够从某个现有的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)。
好比,咱们已经编写了一个名为的class,有一个方法能够直接打印:
当咱们须要编写Dog和Cat类时,就能够直接从Animal类继承:
对于Dog来讲,Animal就是它的父类,对于Animal来讲,Dog就是它的子类。Cat和Dog相似。
继承有什么好处?最大的好处是子类得到了父类的所有功能。因为Animial实现了方法,所以,Dog和Cat做为它的子类,什么事也没干,就自动拥有了方法:
运行结果以下:
固然,也能够对子类增长一些方法,好比Dog类:
继承的第二个好处须要咱们对代码作一点改进。你看到了,不管是Dog仍是Cat,它们的时候,显示的都是,符合逻辑的作法是分别显示和,所以,对Dog和Cat类改进以下:
再次运行,结果以下:
当子类和父类都存在相同的方法时,咱们说,子类的覆盖了父类的,在代码运行的时候,老是会调用子类的。这样,咱们就得到了继承的另外一个好处:多态。
要理解什么是多态,咱们首先要对数据类型再做一点说明。当咱们定义一个class的时候,咱们实际上就定义了一种数据类型。咱们定义的数据类型和Python自带的数据类型,好比str、list、dict没什么两样:
判断一个变量是不是某个类型能够用判断:
看来a、b、c确实对应着list、Animal、Dog这3种类型。
可是等等,试试:
看来c不只仅是Dog,c仍是Animal!
不过仔细想一想,这是有道理的,由于Dog是从Animal继承下来的,当咱们建立了一个Dog的实例时,咱们认为的数据类型是Dog没错,但同时也是Animal也没错,Dog原本就是Animal的一种!
因此,在继承关系中,若是一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也能够被看作是父类。可是,反过来就不行:
Dog能够当作Animal,但Animal不能够当作Dog。
要理解多态的好处,咱们还须要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal类型的变量:
当咱们传入Animal的实例时,就打印出:
当咱们传入Dog的实例时,就打印出:
当咱们传入Cat的实例时,就打印出:
看上去没啥意思,可是仔细想一想,如今,若是咱们再定义一个Tortoise类型,也从Animal派生:
当咱们调用run_twice()时,传入Tortoise的实例:
你会发现,新增一个Animal的子类,没必要对run_twice()作任何修改,实际上,任何依赖Animal做为参数的函数或者方法均可以不加修改地正常运行,缘由就在于多态。
多态的好处就是,当咱们须要传入Dog、Cat、Tortoise……时,咱们只须要接收Animal类型就能够了,由于Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型,而后,按照Animal类型进行操做便可。因为Animal类型有方法,所以,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方法,这就是多态的意思:
对于一个变量,咱们只须要知道它是Animal类型,无需确切地知道它的子类型,就能够放心地调用方法,而具体调用的方法是做用在Animal、Dog、Cat仍是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,无论细节,而当咱们新增一种Animal的子类时,只要确保方法编写正确,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:容许新增Animal子类;
对修改封闭:不须要修改依赖Animal类型的等函数。
获取对象信息
当咱们拿到一个对象的引用时,如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢?
使用type()
首先,咱们来判断对象类型,使用函数:
基本类型均可以用判断:
若是一个变量指向函数或者类,也能够用判断:
可是函数返回的是什么类型呢?它返回type类型。若是咱们要在语句中判断,就须要比较两个变量的type类型是否相同:
可是这种写法太麻烦,Python把每种type类型都定义好了常量,放在模块里,使用以前,须要先导入:
最后注意到有一种类型就叫,全部类型自己的类型就是,好比:
使用isinstance()
对于class的继承关系来讲,使用type()就很不方便。咱们要判断class的类型,可使用函数。
咱们回顾上次的例子,若是继承关系是:
那么,就能够告诉咱们,一个对象是不是某种类型。先建立3种类型的对象:
而后,判断:
没有问题,由于变量指向的就是Husky对象。
再判断:
虽然自身是Husky类型,但因为Husky是从Dog继承下来的,因此,也仍是Dog类型。换句话说,判断的是一个对象是不是该类型自己,或者位于该类型的父继承链上。
所以,咱们能够确信,仍是Animal类型:
同理,实际类型是Dog的也是Animal类型:
可是,不是Husky类型:
能用判断的基本类型也能够用判断:
而且还能够判断一个变量是不是某些类型中的一种,好比下面的代码就能够判断是不是str或者unicode:
因为和都是从继承下来的,因此,还能够把上面的代码简化为:
使用dir()
若是要得到一个对象的全部属性和方法,可使用函数,它返回一个包含字符串的list,好比,得到一个str对象的全部属性和方法:
相似的属性和方法在Python中都是有特殊用途的,好比方法返回长度。在Python中,若是你调用函数试图获取一个对象的长度,实际上,在函数内部,它自动去调用该对象的方法,因此,下面的代码是等价的:
咱们本身写的类,若是也想用的话,就本身写一个方法:
剩下的都是普通属性或方法,好比返回小写的字符串:
仅仅把属性和方法列出来是不够的,配合、以及,咱们能够直接操做一个对象的状态:
紧接着,能够测试该对象的属性:
若是试图获取不存在的属性,会抛出AttributeError的错误:
能够传入一个default参数,若是属性不存在,就返回默认值:
也能够得到对象的方法:
小结
经过内置的一系列函数,咱们能够对任意一个Python对象进行剖析,拿到其内部的数据。要注意的是,只有在不知道对象信息的时候,咱们才会去获取对象信息。若是能够直接写:
就不要写:
一个正确的用法的例子以下:
假设咱们但愿从文件流fp中读取图像,咱们首先要判断该fp对象是否存在read方法,若是存在,则该对象是一个流,若是不存在,则没法读取。就派上了用场。
请注意,在Python这类动态语言中,有方法,不表明该fp对象就是一个文件流,它也多是网络流,也多是内存中的一个字节流,但只要方法返回的是有效的图像数据,就不影响读取图像的功能。
使用__slots__
正常状况下,当咱们定义了一个class,建立了一个class的实例后,咱们能够给该实例绑定任何属性和方法,这就是动态语言的灵活性。先定义class:
而后,尝试给实例绑定一个属性:
还能够尝试给实例绑定一个方法:
可是,给一个实例绑定的方法,对另外一个实例是不起做用的:
为了给全部实例都绑定方法,能够给class绑定方法:
给class绑定方法后,全部实例都可调用:
一般状况下,上面的方法能够直接定义在class中,但动态绑定容许咱们在程序运行的过程当中动态给class加上功能,这在静态语言中很难实现。
使用__slots__
可是,若是咱们想要限制class的属性怎么办?好比,只容许对Student实例添加和属性。
为了达到限制的目的,Python容许在定义class的时候,定义一个特殊的变量,来限制该class能添加的属性:
而后,咱们试试:
因为没有被放到中,因此不能绑定属性,试图绑定将获得AttributeError的错误。
使用要注意,定义的属性仅对当前类起做用,对继承的子类是不起做用的:
除非在子类中也定义,这样,子类容许定义的属性就是自身的加上父类的。
使用@property
在绑定属性时,若是咱们直接把属性暴露出去,虽然写起来很简单,可是,没办法检查参数,致使能够把成绩随便改:
这显然不合逻辑。为了限制score的范围,能够经过一个方法来设置成绩,再经过一个来获取成绩,这样,在方法里,就能够检查参数:
如今,对任意的Student实例进行操做,就不能为所欲为地设置score了:
可是,上面的调用方法又略显复杂,没有直接用属性这么直接简单。
有没有既能检查参数,又能够用相似属性这样简单的方式来访问类的变量呢?对于追求完美的Python程序员来讲,这是必需要作到的!
还记得装饰器(decorator)能够给函数动态加上功能吗?对于类的方法,装饰器同样起做用。Python内置的装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的:
的实现比较复杂,咱们先考察如何使用。把一个getter方法变成属性,只须要加上就能够了,此时,自己又建立了另外一个装饰器,负责把一个setter方法变成属性赋值,因而,咱们就拥有一个可控的属性操做:
注意到这个神奇的,咱们在对实例属性操做的时候,就知道该属性极可能不是直接暴露的,而是经过getter和setter方法来实现的。
还能够定义只读属性,只定义getter方法,不定义setter方法就是一个只读属性:
上面的是可读写属性,而就是一个只读属性,由于能够根据和当前时间计算出来。
小结
普遍应用在类的定义中,可让调用者写出简短的代码,同时保证对参数进行必要的检查,这样,程序运行时就减小了出错的可能性。
calc([1, 2, 3])
calc((1, 3, 5, 7))
在参数numbers前面加个*,就变为可变参数,调用时就不须组装list和tuple'ABCDEFG'[1:5:2] //结果为:'BD',可对字符串进行切片calc([1, 2, 3])calc((1, 3, 5, 7))
def calc(*numbers):
calc(1,2,3)
calc()
此时若已有list或者tuple,能够这样调取nums=[1,2,3]calc(*nums)关键字参数def person(name, age, **kw): print 'name:', name, 'age:', age, 'other:', kw
person('Michael', 30) //结果为:name: Michael age: 30 other: {}
kw = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
person('Jack', 24, **kw) //结果为:name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
要注意定义可变参数和关键字参数的语法:
*args
是可变参数,args接收的是一个tuple;
**kw
是关键字参数,kw接收的是一个dict。以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法:
可变参数既能够直接传入:
func(1, 2, 3)
,又能够先组装list或tuple,再经过*args
传入:func(*(1, 2, 3))
;关键字参数既能够直接传入:
func(a=1, b=2)
,又能够先组装dict,再经过**kw
传入:func(**{'a': 1, 'b': 2})
。使用
*args
和**kw
是Python的习惯写法,固然也能够用其余参数名,但最好使用习惯用法。递归函数def fact(n): if n==1: return 1 return n * fact(n - 1)
使用递归函数须要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是经过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。因为栈的大小不是无限的,因此,递归调用的次数过多,会致使栈溢出
解决递归调用栈溢出的方法是经过尾递归优化,事实上尾递归和循环的效果是同样的,因此,把循环当作是一种特殊的尾递归函数也是能够的。
尾递归是指,在函数返回的时候,调用自身自己,而且,return语句不能包含表达式。这样,编译器或者解释器就能够把尾递归作优化,使递归自己不管调用多少次,都只占用一个栈帧,不会出现栈溢出的状况。
切片L=[1,2,3,4,5,6,7,8]L[0:3] //结果为:[1,2,3],从索引0开始取,直到取到索引3,但不包括索引3
L[:3] //结果为:[1,2,3],索引0可省略
L[-8:] //结果为:[1,2,3,4,5,6,7,8],从倒数第八个开始取,冒号后省略就取到最后一个L[::2] //结果为:[1,3,5,7],第三个参数是每隔几个取一个def calc(*numbers):
calc(1,2,3)
calc()
此时若已有list或者tuple,能够这样调取nums=[1,2,3]calc(*nums)关键字参数def person(name, age, **kw): print 'name:', name, 'age:', age, 'other:', kw
person('Michael', 30) //结果为:name: Michael age: 30 other: {}
kw = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
person('Jack', 24, **kw) //结果为:name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
要注意定义可变参数和关键字参数的语法:
*args
是可变参数,args接收的是一个tuple;
**kw
是关键字参数,kw接收的是一个dict。以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法:
可变参数既能够直接传入:
func(1, 2, 3)
,又能够先组装list或tuple,再经过*args
传入:func(*(1, 2, 3))
;关键字参数既能够直接传入:
func(a=1, b=2)
,又能够先组装dict,再经过**kw
传入:func(**{'a': 1, 'b': 2})
。使用
*args
和**kw
是Python的习惯写法,固然也能够用其余参数名,但最好使用习惯用法。递归函数def fact(n): if n==1: return 1 return n * fact(n - 1)
使用递归函数须要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是经过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。因为栈的大小不是无限的,因此,递归调用的次数过多,会致使栈溢出
解决递归调用栈溢出的方法是经过尾递归优化,事实上尾递归和循环的效果是同样的,因此,把循环当作是一种特殊的尾递归函数也是能够的。
尾递归是指,在函数返回的时候,调用自身自己,而且,return语句不能包含表达式。这样,编译器或者解释器就能够把尾递归作优化,使递归自己不管调用多少次,都只占用一个栈帧,不会出现栈溢出的状况。
切片L=[1,2,3,4,5,6,7,8]L[0:3] //结果为:[1,2,3],从索引0开始取,直到取到索引3,但不包括索引3
L[:3] //结果为:[1,2,3],索引0可省略
L[-8:] //结果为:[1,2,3,4,5,6,7,8],从倒数第八个开始取,冒号后省略就取到最后一个L[::2] //结果为:[1,3,5,7],第三个参数是每隔几个取一个def calc(*numbers):calc(1,2,3)calc()def person(name, age, **kw): print 'name:', name, 'age:', age, 'other:', kwperson('Michael', 30) //结果为:name: Michael age: 30 other: {}kw = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}person('Jack', 24, **kw) //结果为:name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}*args**kwfunc(1, 2, 3)*argsfunc(*(1, 2, 3))func(a=1, b=2)**kwfunc(**{'a': 1, 'b': 2})*args**kwdef fact(n): if n==1: return 1 return n * fact(n - 1)迭代若是给定一个list或tuple,咱们能够经过
for
循环来遍历这个list或tuple,这种遍历咱们称为迭代(Iteration)。默认状况下,dict迭代的是key:
字符串也可迭代d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} for key in d: print key a c b
若是要迭代value能够用for value in d.itervalues()
,若是要同时迭代key和value,能够用for k, v in d.iteritems()
。那么,如何判断一个对象是可迭代对象呢?方法是经过collections模块的Iterable类型判断:
>>> from collections import Iterable >>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代 True >>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代 True
最后一个小问题,若是要对list实现相似Java那样的下标循环怎么办?Python内置的
enumerate
函数能够把一个list变成索引-元素对,这样就能够在for
循环中同时迭代索引和元素自己:>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']): ... print i, value ... 0 A 1 B 2 C
列表生成式
range(1,11)即为list[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
>>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
for循环后面还能够加上if判断,这样咱们就能够筛选出仅偶数的平方:
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [4, 16, 36, 64, 100]
还可使用两层循环,能够生成全排列:
>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ'] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']
生成器>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } >>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()] ['y=B', 'x=A', 'z=C']
经过列表生成式,咱们能够直接建立一个列表。可是,受到内存限制,列表容量确定是有限的。并且,建立一个包含100万个元素的列表,不只占用很大的存储空间,若是咱们仅仅须要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
因此,若是列表元素能够按照某种算法推算出来,那咱们是否能够在循环的过程当中不断推算出后续的元素呢?这样就没必要建立完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器(Generator)。
要建立一个generator,有不少种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的
[]
改为()
,就建立了一个generator:>>> L = [x * x for x in range(10)] >>> L [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81] >>> g = (x * x for x in range(10)) >>> g <generator object <genexpr> at 0x104feab40>
建立
L
和g
的区别仅在于最外层的[]
和()
,L
是一个list,而g
是一个generator。咱们能够直接打印出list的每个元素,但咱们怎么打印出generator的每个元素呢?
若是要一个一个打印出来,能够经过generator的
next()
方法:>>> g.next() 0 >>> g.next() 1 >>> g.next() 4 >>> g.next() 9 >>> g.next() 16 >>> g.next() 25 >>> g.next() 36 >>> g.next() 49 >>> g.next() 64 >>> g.next() 81
咱们讲过,generator保存的是算法,每次调用
next()
,就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。固然,上面这种不断调用
next()
方法实在是太变态了,正确的方法是使用for
循环,由于generator也是可迭代对象:>>> g = (x * x for x in range(10)) >>> for n in g: ... print n ... 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
斐波拉契数列用列表生成式写不出来,可是,用函数把它打印出来却很容易:
def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: print b a, b = b, a + b n = n + 1
>>> fib(6) 1 1 2 3 5 8
变量可指向变量仔细观察,能够看出,
fib
函数其实是定义了斐波拉契数列的推算规则,能够从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实很是相似generator。也就是说,上面的函数和generator仅一步之遥。要把
fib
函数变成generator,只须要把print b
改成yield b
就能够了:def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: yield b a, b = b, a + b n = n + 1
这就是定义generator的另外一种方法。若是一个函数定义中包含
yield
关键字,那么这个函数就再也不是一个普通函数,而是一个generator:>>> fib(6) <generator object fib at 0x104feaaa0>
这里,最难理解的就是generator和函数的执行流程不同。函数是顺序执行,遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数,在每次调用
next()
的时候执行,遇到yield
语句返回,再次执行时从上次返回的yield
语句处继续执行。举个简单的例子,定义一个generator,依次返回数字1,3,5:
>>> def odd(): ... print 'step 1' ... yield 1 ... print 'step 2' ... yield 3 ... print 'step 3' ... yield 5 ... >>> o = odd() >>> o.next() step 1 1 >>> o.next() step 2 3 >>> o.next() step 3 5
f=absf(-10)结果为10既然变量能够指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就能够接收另外一个函数做为参数,这种函数就称之为高阶函数。
map/reduce
如
map()
函数接收两个参数,一个是函数,一个是序列,map
将传入的函数依次做用到序列的每一个元素,并把结果做为新的list返回。def f(x):
return x*x
map(f,range(10))
map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
再看reduce的用法。reduce把一个函数做用在一个序列[x1, x2, x3...]上,这个函数必须接收两个参数,reduce把结果继续和序列的下一个元素作累积计算,其效果就是:
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
首字母大写 'LING'.capitalize()相似的还有大小写upper(),lower()ford = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} for key in d: print key a c bfor value in d.itervalues()for k, v in d.iteritems()>>> from collections import Iterable >>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代 True >>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代 Trueenumeratefor>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']): ... print i, value ... 0 A 1 B 2 C比方说对一个序列求和,就能够用reduce实现:
>>> def add(x, y): ... return x + y ... >>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9]) 25
列表生成式
range(1,11)即为list[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
>>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
for循环后面还能够加上if判断,这样咱们就能够筛选出仅偶数的平方:
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [4, 16, 36, 64, 100]
还可使用两层循环,能够生成全排列:
>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ'] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']
生成器>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } >>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()] ['y=B', 'x=A', 'z=C']
经过列表生成式,咱们能够直接建立一个列表。可是,受到内存限制,列表容量确定是有限的。并且,建立一个包含100万个元素的列表,不只占用很大的存储空间,若是咱们仅仅须要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
因此,若是列表元素能够按照某种算法推算出来,那咱们是否能够在循环的过程当中不断推算出后续的元素呢?这样就没必要建立完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器(Generator)。
要建立一个generator,有不少种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的
[]
改为()
,就建立了一个generator:>>> L = [x * x for x in range(10)] >>> L [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81] >>> g = (x * x for x in range(10)) >>> g <generator object <genexpr> at 0x104feab40>
建立
L
和g
的区别仅在于最外层的[]
和()
,L
是一个list,而g
是一个generator。咱们能够直接打印出list的每个元素,但咱们怎么打印出generator的每个元素呢?
若是要一个一个打印出来,能够经过generator的
next()
方法:>>> g.next() 0 >>> g.next() 1 >>> g.next() 4 >>> g.next() 9 >>> g.next() 16 >>> g.next() 25 >>> g.next() 36 >>> g.next() 49 >>> g.next() 64 >>> g.next() 81
咱们讲过,generator保存的是算法,每次调用
next()
,就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。固然,上面这种不断调用
next()
方法实在是太变态了,正确的方法是使用for
循环,由于generator也是可迭代对象:>>> g = (x * x for x in range(10)) >>> for n in g: ... print n ... 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
斐波拉契数列用列表生成式写不出来,可是,用函数把它打印出来却很容易:
def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: print b a, b = b, a + b n = n + 1
>>> fib(6) 1 1 2 3 5 8
变量可指向变量仔细观察,能够看出,
fib
函数其实是定义了斐波拉契数列的推算规则,能够从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实很是相似generator。也就是说,上面的函数和generator仅一步之遥。要把
fib
函数变成generator,只须要把print b
改成yield b
就能够了:def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: yield b a, b = b, a + b n = n + 1
这就是定义generator的另外一种方法。若是一个函数定义中包含
yield
关键字,那么这个函数就再也不是一个普通函数,而是一个generator:>>> fib(6) <generator object fib at 0x104feaaa0>
这里,最难理解的就是generator和函数的执行流程不同。函数是顺序执行,遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数,在每次调用
next()
的时候执行,遇到yield
语句返回,再次执行时从上次返回的yield
语句处继续执行。举个简单的例子,定义一个generator,依次返回数字1,3,5:
>>> def odd(): ... print 'step 1' ... yield 1 ... print 'step 2' ... yield 3 ... print 'step 3' ... yield 5 ... >>> o = odd() >>> o.next() step 1 1 >>> o.next() step 2 3 >>> o.next() step 3 5
f=absf(-10)结果为10既然变量能够指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就能够接收另外一个函数做为参数,这种函数就称之为高阶函数。
>>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]for循环后面还能够加上if判断,这样咱们就能够筛选出仅偶数的平方:
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [4, 16, 36, 64, 100]还可使用两层循环,能够生成全排列:
>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ'] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } >>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()] ['y=B', 'x=A', 'z=C'][]()>>> L = [x * x for x in range(10)] >>> L [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81] >>> g = (x * x for x in range(10)) >>> g <generator object <genexpr> at 0x104feab40>Lg[]()Lgnext()>>> g.next() 0 >>> g.next() 1 >>> g.next() 4 >>> g.next() 9 >>> g.next() 16 >>> g.next() 25 >>> g.next() 36 >>> g.next() 49 >>> g.next() 64 >>> g.next() 81next()next()for>>> g = (x * x for x in range(10)) >>> for n in g: ... print n ... 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: print b a, b = b, a + b n = n + 1>>> fib(6) 1 1 2 3 5 8fibfibprint byield bdef fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: yield b a, b = b, a + b n = n + 1yield>>> fib(6) <generator object fib at 0x104feaaa0>next()yieldyield>>> def odd(): ... print 'step 1' ... yield 1 ... print 'step 2' ... yield 3 ... print 'step 3' ... yield 5 ... >>> o = odd() >>> o.next() step 1 1 >>> o.next() step 2 3 >>> o.next() step 3 5map()mapmap(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)>>> def add(x, y): ... return x + y ... >>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9]) 25Python内建的
filter()
函数用于过滤序列。和
排序算法filter()map()filter()map()filter()TrueFalsemap()
相似,filter()
也接收一个函数和一个序列。和map()
不一样的时,filter()
把传入的函数依次做用于每一个元素,而后根据返回值是True
仍是False
决定保留仍是丢弃该元素。一般规定,对于两个元素
xyx < y-1x == y0x > y1x
和y
,若是认为x < y
,则返回-1
,若是认为x == y
,则返回0
,若是认为x > y
,则返回1
>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21]) [5, 9, 12, 21, 36]
>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21]) [5, 9, 12, 21, 36]sorted()reversed_cmpdef reversed_cmp(x, y): if x > y: return -1 if x < y: return 1 return 0此外,
sorted()
函数也是一个高阶函数,它还能够接收一个比较函数来实现自定义的排序。好比,若是要倒序排序,咱们就能够自定义一个reversed_cmp
函数:def reversed_cmp(x, y): if x > y: return -1 if x < y: return 1 return 0
传入自定义的比较函数
reversed_cmp
,就能够实现倒序排序:>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21], reversed_cmp) [36, 21, 12, 9, 5]
返回函数
匿名函数def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum
当咱们调用lazy_sum()
时,返回的并非求和结果,而是求和函数:>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f <function sum at 0x10452f668>
调用函数f
时,才真正计算求和的结果:>>> f() 25
在这个例子中,咱们在函数lazy_sum
中又定义了函数sum
,而且,内部函数sum
能够引用外部函数lazy_sum
的参数和局部变量,当lazy_sum
返回函数sum
时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。请再注意一点,当咱们调用
lazy_sum()
时,每次调用都会返回一个新的函数,即便传入相同的参数:>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 False
map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
关键字
lambda
表示匿名函数,冒号前面的x
表示函数参数。匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式,不用写
return
,返回值就是该表达式的结果。用匿名函数有个好处,由于函数没有名字,没必要担忧函数名冲突。
装饰器
def now():print '2015-3-28'
f=nowf()f.__name__ //结果为:'now',函数对象有个__name__属性,能够拿到函数的名字在面向对象(OOP)的设计模式中,decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式须要经过继承和组合来实现,而Python除了能支持OOP的decorator外,直接从语法层次支持decorator。Python的decorator能够用函数实现,也能够用类实现。
decorator能够加强函数的功能,定义起来虽然有点复杂,但使用起来很是灵活和方便。
如今,假设咱们要加强
now()
函数的功能,好比,在函数调用先后自动打印日志,但又不但愿修改now()
函数的定义,这种在代码运行期间动态增长功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。本质上,decorator就是一个返回函数的高阶函数。因此,咱们要定义一个能打印日志的decorator,能够定义以下:
def log(func): def wrapper(*args, **kw): print 'call %s():' % func.__name__ return func(*args, **kw) return wrapper
观察上面的
log
,由于它是一个decorator,因此接受一个函数做为参数,并返回一个函数。咱们要借助Python的@语法,把decorator置于函数的定义处:@log def now(): print '2013-12-25'
调用
now()
函数,不只会运行now()
函数自己,还会在运行now()
函数前打印一行日志:>>> now() call now(): 2013-12-25
把@log
放到now()
函数的定义处,至关于执行了语句:now = log(now)
因为
log()
是一个decorator,返回一个函数,因此,原来的now()
函数仍然存在,只是如今同名的now变量指向了新的函数,因而调用now()
将执行新函数,即在log()
函数中返回的wrapper()
函数。
wrapper()
函数的参数定义是(*args, **kw)
,所以,wrapper()
函数能够接受任意参数的调用。在wrapper()
函数内,首先打印日志,再紧接着调用原始函数。若是decorator自己须要传入参数,那就须要编写一个返回decorator的高阶函数,写出来会更复杂。
reversed_cmp>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21], reversed_cmp) [36, 21, 12, 9, 5]返回函数传入自定义的比较函数
reversed_cmp
,就能够实现倒序排序:>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21], reversed_cmp) [36, 21, 12, 9, 5]
返回函数
匿名函数def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum
当咱们调用lazy_sum()
时,返回的并非求和结果,而是求和函数:>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f <function sum at 0x10452f668>
调用函数f
时,才真正计算求和的结果:>>> f() 25
在这个例子中,咱们在函数lazy_sum
中又定义了函数sum
,而且,内部函数sum
能够引用外部函数lazy_sum
的参数和局部变量,当lazy_sum
返回函数sum
时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。请再注意一点,当咱们调用
lazy_sum()
时,每次调用都会返回一个新的函数,即便传入相同的参数:>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 False
map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
关键字
lambda
表示匿名函数,冒号前面的x
表示函数参数。匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式,不用写
return
,返回值就是该表达式的结果。用匿名函数有个好处,由于函数没有名字,没必要担忧函数名冲突。
装饰器
def now():print '2015-3-28'
f=nowf()f.__name__ //结果为:'now',函数对象有个__name__属性,能够拿到函数的名字在面向对象(OOP)的设计模式中,decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式须要经过继承和组合来实现,而Python除了能支持OOP的decorator外,直接从语法层次支持decorator。Python的decorator能够用函数实现,也能够用类实现。
decorator能够加强函数的功能,定义起来虽然有点复杂,但使用起来很是灵活和方便。
如今,假设咱们要加强
now()
函数的功能,好比,在函数调用先后自动打印日志,但又不但愿修改now()
函数的定义,这种在代码运行期间动态增长功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。本质上,decorator就是一个返回函数的高阶函数。因此,咱们要定义一个能打印日志的decorator,能够定义以下:
def log(func): def wrapper(*args, **kw): print 'call %s():' % func.__name__ return func(*args, **kw) return wrapper
观察上面的
log
,由于它是一个decorator,因此接受一个函数做为参数,并返回一个函数。咱们要借助Python的@语法,把decorator置于函数的定义处:@log def now(): print '2013-12-25'
调用
now()
函数,不只会运行now()
函数自己,还会在运行now()
函数前打印一行日志:>>> now() call now(): 2013-12-25
把@log
放到now()
函数的定义处,至关于执行了语句:now = log(now)
因为
log()
是一个decorator,返回一个函数,因此,原来的now()
函数仍然存在,只是如今同名的now变量指向了新的函数,因而调用now()
将执行新函数,即在log()
函数中返回的wrapper()
函数。
wrapper()
函数的参数定义是(*args, **kw)
,所以,wrapper()
函数能够接受任意参数的调用。在wrapper()
函数内,首先打印日志,再紧接着调用原始函数。若是decorator自己须要传入参数,那就须要编写一个返回decorator的高阶函数,写出来会更复杂。
匿名函数def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sumlazy_sum()>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f <function sum at 0x10452f668>f>>> f() 25lazy_sumsumsumlazy_sumlazy_sumsumlazy_sum()>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 Falsedef lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum
当咱们调用lazy_sum()
时,返回的并非求和结果,而是求和函数:>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f <function sum at 0x10452f668>
调用函数f
时,才真正计算求和的结果:>>> f() 25
在这个例子中,咱们在函数lazy_sum
中又定义了函数sum
,而且,内部函数sum
能够引用外部函数lazy_sum
的参数和局部变量,当lazy_sum
返回函数sum
时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。请再注意一点,当咱们调用
lazy_sum()
时,每次调用都会返回一个新的函数,即便传入相同的参数:>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 False
map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
关键字
lambda
表示匿名函数,冒号前面的x
表示函数参数。匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式,不用写
return
,返回值就是该表达式的结果。用匿名函数有个好处,由于函数没有名字,没必要担忧函数名冲突。
装饰器
def now():map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])lambdaxreturnprint '2015-3-28'now()now()def log(func): def wrapper(*args, **kw): print 'call %s():' % func.__name__ return func(*args, **kw) return wrapperlog@log def now(): print '2013-12-25'now()now()now()>>> now() call now(): 2013-12-25@lognow()now = log(now)log()now()now()log()wrapper()wrapper()(*args, **kw)wrapper()wrapper()一个完整的decorator的写法以下:
import functools def log(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print 'call %s():' % func.__name__ return func(*args, **kw) return wrapper
import functools def log(text): def decorator(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print '%s %s():' % (text, func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper return decorator
import functools
是导入functools
模块。模块的概念稍候讲解。如今,只需记住在定义wrapper()
的前面加上@functools.wraps(func)
便可。偏函数
functools.partial
就是帮助咱们建立一个偏函数的,不须要咱们本身定义int2()
,能够直接使用下面的代码建立一个新的函数int2
:因此,简单总结>>> import functools >>> int2 = functools.partial(int, base=2) >>> int2('1000000') 64 >>> int2('1010101') 85
functools.partial
的做用就是,把一个函数的某些参数给固定住(也就是设置默认值),返回一个新的函数,调用这个新函数会更简单。
import functools def log(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print 'call %s():' % func.__name__ return func(*args, **kw) return wrapperimport functools def log(text): def decorator(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print '%s %s():' % (text, func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper return decoratorimport functoolsfunctoolswrapper()@functools.wraps(func)functools.partialint2()int2>>> import functools >>> int2 = functools.partial(int, base=2) >>> int2('1000000') 64 >>> int2('1010101') 85functools.partial模块#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- ' a test module ' __author__ = 'Michael Liao' import sys def test(): args = sys.argv if len(args)==1: print 'Hello, world!' elif len(args)==2: print 'Hello, %s!' % args[1] else: print 'Too many arguments!' if __name__=='__main__': test()
第1行和第2行是标准注释,第1行注释可让这个
hello.py
文件直接在Unix/Linux/Mac上运行,第2行注释表示.py文件自己使用标准UTF-8编码;第4行是一个字符串,表示模块的文档注释,任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释;
第6行使用
__author__
变量把做者写进去,这样当你公开源代码后别人就能够瞻仰你的大名;以上就是Python模块的标准文件模板,固然也能够所有删掉不写,可是,按标准办事确定没错。
后面开始就是真正的代码部分。
你可能注意到了,使用
sys
模块的第一步,就是导入该模块:import sys
导入
sys
模块后,咱们就有了变量sys
指向该模块,利用sys
这个变量,就能够访问sys
模块的全部功能。
sys
模块有一个argv
变量,用list存储了命令行的全部参数。argv
至少有一个元素,由于第一个参数永远是该.py文件的名称,例如:运行
python hello.py
得到的sys.argv
就是['hello.py']
;运行
python hello.py Michael
得到的sys.argv
就是['hello.py', 'Michael]
。最后,注意到这两行代码:
if __name__=='__main__': test()
当咱们在命令行运行
hello
模块文件时,Python解释器把一个特殊变量__name__
置为__main__
,而若是在其余地方导入该hello
模块时,if
判断将失败,所以,这种if
测试可让一个模块经过命令行运行时执行一些额外的代码,最多见的就是运行测试。咱们能够用命令行运行
hello.py
看看效果:$ python hello.py Hello, world! $ python hello.py Michael Hello, Michael!
若是启动Python交互环境,再导入
hello
模块:$ python Python 2.7.5 (default, Aug 25 2013, 00:04:04) [GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.0.68)] on darwin Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> import hello >>>
导入时,没有打印
Hello, word!
,由于没有执行test()
函数。调用
hello.test()
时,才能打印出Hello, word!
:>>> hello.test() Hello, world!
别名
导入模块时,还可使用别名,这样,能够在运行时根据当前环境选择最合适的模块。好比Python标准库通常会提供
StringIO
和cStringIO
两个库,这两个库的接口和功能是同样的,可是cStringIO
是C写的,速度更快,因此,你会常常看到这样的写法:try: import cStringIO as StringIO except ImportError: # 导入失败会捕获到ImportError import StringIO
这样就能够优先导入
cStringIO
。若是有些平台不提供cStringIO
,还能够降级使用StringIO
。导入cStringIO
时,用import ... as ...
指定了别名StringIO
,所以,后续代码引用StringIO
便可正常工做。还有相似
simplejson
这样的库,在Python 2.6以前是独立的第三方库,从2.6开始内置,因此,会有这样的写法:try: import json # python >= 2.6 except ImportError: import simplejson as json # python <= 2.5
因为Python是动态语言,函数签名一致接口就同样,所以,不管导入哪一个模块后续代码都能正常工做。
若是采用面向对象的程序设计思想,咱们首选思考的不是程序的执行流程,而是
Student
这种数据类型应该被视为一个对象,这个对象拥有name
和score
这两个属性(Property)。若是要打印一个学生的成绩,首先必须建立出这个学生对应的对象,而后,给对象发一个print_score
消息,让对象本身把本身的数据打印出来。class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def print_score(self): print '%s: %s' % (self.name, self.score)
给对象发消息实际上就是调用对象对应的关联函数,咱们称之为对象的方法(Method)。面向对象的程序写出来就像这样:
bart = Student('Bart Simpson', 59) lisa = Student('Lisa Simpson', 87) bart.print_score() lisa.print_score()
面向对象的设计思想是从天然界中来的,由于在天然界中,类(Class)和实例(Instance)的概念是很天然的。Class是一种抽象概念,好比咱们定义的Class——Student,是指学生这个概念,而实例(Instance)则是一个个具体的Student,好比,Bart Simpson和Lisa Simpson是两个具体的Student:
因此,面向对象的设计思想是抽象出Class,根据Class建立Instance。
面向对象的抽象程度又比函数要高,由于一个Class既包含数据,又包含操做数据的方法。
数据封装、继承和多态是面向对象的三大特色。
类和实例#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- ' a test module ' __author__ = 'Michael Liao' import sys def test(): args = sys.argv if len(args)==1: print 'Hello, world!' elif len(args)==2: print 'Hello, %s!' % args[1] else: print 'Too many arguments!' if __name__=='__main__': test()hello.py__author__sysimport syssyssyssyssyssysargvargvpython hello.pysys.argv['hello.py']python hello.py Michaelsys.argv['hello.py', 'Michael]if __name__=='__main__': test()hello__name____main__helloififhello.py$ python hello.py Hello, world! $ python hello.py Michael Hello, Michael!hello$ python Python 2.7.5 (default, Aug 25 2013, 00:04:04) [GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.0.68)] on darwin Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> import hello >>>Hello, word!test()hello.test()Hello, word!>>> hello.test() Hello, world!StringIOcStringIOcStringIOtry: import cStringIO as StringIO except ImportError: # 导入失败会捕获到ImportError import StringIOcStringIOcStringIOStringIOcStringIOimport ... as ...StringIOStringIOsimplejsontry: import json # python >= 2.6 except ImportError: import simplejson as json # python <= 2.5Studentnamescoreprint_scoreclass Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def print_score(self): print '%s: %s' % (self.name, self.score)bart = Student('Bart Simpson', 59) lisa = Student('Lisa Simpson', 87) bart.print_score() lisa.print_score()class Student(object): passclassStudent(object)objectStudentStudentStudent>>> bart = Student() >>> bart <__main__.Student object at 0x10a67a590> >>> Student <class '__main__.Student'>bart0x10a67a590Studentbartname>>> bart.name = 'Bart Simpson' >>> bart.name 'Bart Simpson'__init__namescoreclass Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score__init__self__init__selfself__init____init__self>>> bart = Student('Bart Simpson', 59) >>> bart.name 'Bart Simpson' >>> bart.score 59selfStudentnamescore>>> def print_score(std): ... print '%s: %s' % (std.name, std.score) ... >>> print_score(bart) Bart Simpson: 59StudentStudentStudentclass Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def print_score(self): print '%s: %s' % (self.name, self.score)selfself>>> bart.print_score() Bart Simpson: 59StudentnamescoreStudentStudentget_gradeclass Student(object): ... def get_grade(self): if self.score >= 90: return 'A' elif self.score >= 60: return 'B' else: return 'C'get_grade>>> bart.get_grade() 'C'>>> bart = Student('Bart Simpson', 59) >>> lisa = Student('Lisa Simpson', 87) >>> bart.age = 8 >>> bart.age 8 >>> lisa.age Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'namescore>>> bart = Student('Bart Simpson', 98) >>> bart.score 98 >>> bart.score = 59 >>> bart.score 59____class Student(object): def __init__(self, name, score): self.__name = name self.__score = score def print_score(self): print '%s: %s' % (self.__name, self.__score)实例变量.__name实例变量.__score>>> bart = Student('Bart Simpson', 98) >>> bart.__name Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'get_nameget_scoreclass Student(object): ... def get_name(self): return self.__name def get_score(self): return self.__scoreset_scoreclass Student(object): ... def set_score(self, score): self.__score = scorebart.score = 59class Student(object): ... def set_score(self, score): if 0 <= score <= 100: self.__score = score else: raise ValueError('bad score')__xxx____name____score___name__name__name_Student__name_Student__name__name>>> bart._Student__name 'Bart Simpson'__nameAnimalrun()class Animal(object): def run(self): print 'Animal is running...'class Dog(Animal): pass class Cat(Animal): passrun()run()dog = Dog() dog.run() cat = Cat() cat.run()Animal is running... Animal is running...class Dog(Animal): def run(self): print 'Dog is running...' def eat(self): print 'Eating meat...'run()Animal is running...Dog is running...Cat is running...class Dog(Animal): def run(self): print 'Dog is running...' class Cat(Animal): def run(self): print 'Cat is running...'Dog is running... Cat is running...run()run()run()run()a = list() # a是list类型 b = Animal() # b是Animal类型 c = Dog() # c是Dog类型isinstance()>>> isinstance(a, list) True >>> isinstance(b, Animal) True >>> isinstance(c, Dog) True>>> isinstance(c, Animal) Trueccc>>> b = Animal() >>> isinstance(b, Dog) Falsedef run_twice(animal): animal.run() animal.run()run_twice()>>> run_twice(Animal()) Animal is running... Animal is running...run_twice()>>> run_twice(Dog()) Dog is running... Dog is running...run_twice()>>> run_twice(Cat()) Cat is running... Cat is running...class Tortoise(Animal): def run(self): print 'Tortoise is running slowly...'>>> run_twice(Tortoise()) Tortoise is running slowly... Tortoise is running slowly...run()run()run()run()run()run_twice()type()type()>>> type(123) <type 'int'> >>> type('str') <type 'str'> >>> type(None) <type 'NoneType'>type()>>> type(abs) <type 'builtin_function_or_method'> >>> type(a) <class '__main__.Animal'>type()if>>> type(123)==type(456) True >>> type('abc')==type('123') True >>> type('abc')==type(123) Falsetypes>>> import types >>> type('abc')==types.StringType True >>> type(u'abc')==types.UnicodeType True >>> type([])==types.ListType True >>> type(str)==types.TypeType TrueTypeTypeTypeType>>> type(int)==type(str)==types.TypeType Trueisinstance()object -> Animal -> Dog -> Huskyisinstance()>>> a = Animal() >>> d = Dog() >>> h = Husky()>>> isinstance(h, Husky) Trueh>>> isinstance(h, Dog) Truehhisinstance()h>>> isinstance(h, Animal) Trued>>> isinstance(d, Dog) and isinstance(d, Animal) Trued>>> isinstance(d, Husky) Falsetype()isinstance()>>> isinstance('a', str) True >>> isinstance(u'a', unicode) True >>> isinstance('a', unicode) False>>> isinstance('a', (str, unicode)) True >>> isinstance(u'a', (str, unicode)) Truestrunicodebasestring>>> isinstance(u'a', basestring) Truedir()>>> dir('ABC') ['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__getslice__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_formatter_field_name_split', '_formatter_parser', 'capitalize', 'center', 'count', 'decode', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isdigit', 'islower', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']__xxx____len__len()len()__len__()>>> len('ABC') 3 >>> 'ABC'.__len__() 3len(myObj)__len__()>>> class MyObject(object): ... def __len__(self): ... return 100 ... >>> obj = MyObject() >>> len(obj) 100lower()>>> 'ABC'.lower() 'abc'getattr()setattr()hasattr()>>> class MyObject(object): ... def __init__(self): ... self.x = 9 ... def power(self): ... return self.x * self.x ... >>> obj = MyObject()>>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗? True >>> obj.x 9 >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗? False >>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y' >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗? True >>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y' 19 >>> obj.y # 获取属性'y' 19>>> getattr(obj, 'z') # 获取属性'z' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'>>> getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z',若是不存在,返回默认值404 404>>> hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗? True >>> getattr(obj, 'power') # 获取属性'power' <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x108ca35d0>> >>> fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn >>> fn # fn指向obj.power <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x108ca35d0>> >>> fn() # 调用fn()与调用obj.power()是同样的 81sum = obj.x + obj.ysum = getattr(obj, 'x') + getattr(obj, 'y')def readImage(fp): if hasattr(fp, 'read'): return readData(fp) return Nonehasattr()read()read()>>> class Student(object): ... pass ...>>> s = Student() >>> s.name = 'Michael' # 动态给实例绑定一个属性 >>> print s.name Michael>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数做为实例方法 ... self.age = age ... >>> from types import MethodType >>> s.set_age = MethodType(set_age, s, Student) # 给实例绑定一个方法 >>> s.set_age(25) # 调用实例方法 >>> s.age # 测试结果 25>>> s2 = Student() # 建立新的实例 >>> s2.set_age(25) # 尝试调用方法 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'set_age'>>> def set_score(self, score): ... self.score = score ... >>> Student.set_score = MethodType(set_score, None, Student)>>> s.set_score(100) >>> s.score 100 >>> s2.set_score(99) >>> s2.score 99set_scorenameage__slots__>>> class Student(object): ... __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义容许绑定的属性名称 ...>>> s = Student() # 建立新的实例 >>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name' >>> s.age = 25 # 绑定属性'age' >>> s.score = 99 # 绑定属性'score' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score''score'__slots__scorescore__slots____slots__>>> class GraduateStudent(Student): ... pass ... >>> g = GraduateStudent() >>> g.score = 9999__slots____slots____slots__s = Student() s.score = 9999set_score()get_score()set_score()class Student(object): def get_score(self): return self._score def set_score(self, value): if not isinstance(value, int): raise ValueError('score must be an integer!') if value < 0 or value > 100: raise ValueError('score must between 0 ~ 100!') self._score = value>>> s = Student() >>> s.set_score(60) # ok! >>> s.get_score() 60 >>> s.set_score(9999) Traceback (most recent call last): ... ValueError: score must between 0 ~ 100!@propertyclass Student(object): @property def score(self): return self._score @score.setter def score(self, value): if not isinstance(value, int): raise ValueError('score must be an integer!') if value < 0 or value > 100: raise ValueError('score must between 0 ~ 100!') self._score = value@property@property@property@score.setter>>> s = Student() >>> s.score = 60 # OK,实际转化为s.set_score(60) >>> s.score # OK,实际转化为s.get_score() 60 >>> s.score = 9999 Traceback (most recent call last): ... ValueError: score must between 0 ~ 100!@propertyclass Student(object): @property def birth(self): return self._birth @birth.setter def birth(self, value): self._birth = value @property def age(self): return 2014 - self._birthbirthageagebirth@property